Đọc văn bản sau và trả lời các câu hỏi từ 21 đến 27: Amoniac (NH₃) có thể được sản xuất theo phương trình hóa học: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ Mũi tên cân bằng (⇄) chỉ ra rằng phản ứng này tiến hành theo cả hai hướng cho đến khi nó ở trạng thái cân bằng, do đó cả phản ứng thuận (sản xuất NH₃) và phản ứng nghịch (sản xuất N₂ và H₂) xảy ra ở cùng một tốc độ. Trạng thái cân bằng có thể được dịch chuyển về phía phản ứng thuận hoặc ...

Đọc văn bản sau và trả lời các câu hỏi từ 21 đến 27:

Amoniac (NH₃) có thể được sản xuất theo phương trình hóa học:

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

Mũi tên cân bằng (⇄) chỉ ra rằng phản ứng này tiến hành theo cả hai hướng cho đến khi nó ở trạng thái cân bằng, do đó cả phản ứng thuận (sản xuất NH₃) và phản ứng nghịch (sản xuất N₂ và H₂) xảy ra ở cùng một tốc độ. Trạng thái cân bằng có thể được dịch chuyển về phía phản ứng thuận hoặc phía phản ứng nghịch bằng cách thay đổi nhiệt độ, áp suất hoặc nồng độ của các chất phản ứng hoặc sản phẩm.

Hình 1. Sơ đồ thiết bị

Trong mỗi thí nghiệm, các bước tiến hành như sau:

Bước 1: Một chất xúc tác mới (chất xúc tác W, X, Y hoặc Z), 160 kg H₂ và 745 kg N₂ được đưa vào lò phản ứng.

Bước 2: H₂ và N₂ phản ứng ở nhiệt độ và áp suất không đổi cho đến khi cân bằng được thiết lập.

Bước 3: Một hỗn hợp gồm NH₃ và H₂, N₂ chưa phản ứng đi qua ống A đến bình ngưng tụ ở −50°C, 1 atm.

Bước 4: Khí NH₃ ngưng tụ và thoát ra khỏi thiết bị. (còn H₂ và N₂ không ngưng tụ ở −50°C.) H₂ và N₂ chưa phản ứng đi vào ống B, quay trở lại lò phản ứng. Các bước 2, 3 và 4 lặp lại theo chu kỳ cho đến khi không còn H₂ và N₂ quay trở lại lò phản ứng từ thiết bị ngưng tụ.

Thí nghiệm 1

Một bộ gồm 9 thử nghiệm đã được tiến hành với mỗi chất xúc tác trong số 4 chất xúc tác. Các thử nghiệm được thực hiện ở áp suất 150 atm và trong mỗi bộ, nhiệt độ cho mỗi thử nghiệm là khác nhau. Hình 2 cho thấy số chu kì của mỗi thử nghiệm.

Hình 2. Số chu kì của mỗi thử nghiệm

Thí nghiệm 2

Một bộ gồm 9 thử nghiệm đã được tiến hành với chất xúc tác Z. Mỗi thử nghiệm được thực hiện ở các nhiệt độ và áp suất khác nhau. Hình 3 cho thấy lượng NH₃ được sản xuất trong chu kỳ đầu tiên.

Hình 3. Lượng NH₃ được sản xuất trong chu kỳ đầu tiên

Phần tư duy khoa học / giải quyết vấn đề

Phát biểu sau đúng hay sai?

Theo kết quả của Thí nghiệm 1, đối với bất kỳ chất xúc tác nào, khi nhiệt độ tăng lên thì số chu kỳ để hoàn thành phản ứng tăng sau đó giảm.