Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier...

Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, hãy cho biết để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH₃ cần điều chỉnh nhiệt độ và áp suất như thế nào. Điều đó có gây trở ngại gì cho phản ứng tổng hợp NH₃ trên thực tế hay không? Vì sao?

Hướng dẫn giải :

Nguyên lí Le Chatelier: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó.

Lời giải chi tiết :

Trong phản ứng tổng hợp NH₃:

+ Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt, theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận, ta cần giảm nhiệt. Tuy nhiên, khi thực hiện phản ứng ở nhiệt độ quá thấp thì tốc độ của phản ứng nhỏ, phản ứng diễn ra chậm. Do đó người ta chọn nhiệt độ khoảng 380 °C – 450 °C.

+ Phản ứng thuận là phản ứng làm giảm số mol khí, theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận, ta cần tăng áp suất. Trên thực tế, người ta thực hiện phản ứng trên ở áp suất 25 bar – 200 bar.