Thông hiểu (M2)

Xét quá trình tổng hợp ammoniac tại tổ hợp công nghiệp được cấp điện từ nhà máy CSP, mỗi phát biểu sau là đúng hay sai?

Phát biểu	Đúng	Sai
Việc tăng áp suất của hệ phản ứng lên bar giúp cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, làm tăng hiệu suất tạo NH3
Do phản ứng tỏa nhiệt (), việc duy trì nhiệt độ ở thay vì thấp hơn là để cân bằng chuyển dịch mạnh hơn sang phải
Chất xúc tác sắt (Fe) làm tăng hằng số cân bằng của phản ứng, giúp thu được nhiều NH3 hơn ở trạng thái cân bằng
Điện năng từ nhà máy CSP có thể được sử dụng để duy trì áp suất cao và vận hành các máy nén khí trong hệ thống Haber-Bosch

Giải thích đáp án:

Đây là câu hỏi M2.

(a) Phản ứng có tổng số mol khí ở vế phải nhỏ hơn vế trái (2 < 4), do đó theo nguyên lý Le Chatelier, việc tăng áp suất sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí, tức là chiều thuận.

(b) Phản ứng tỏa nhiệt nên khi giảm nhiệt độ, cân bằng mới chuyển dịch theo chiều thuận. Việc chọn 450°C là sự thỏa hiệp để đảm bảo tốc độ phản ứng (động hóa học) đủ nhanh, chứ không phải để tăng hiệu suất nhiệt động học so với nhiệt độ thấp hơn.

(c) Chất xúc tác Fe chỉ làm giảm năng lượng hoạt hóa, giúp hệ nhanh đạt trạng thái cân bằng chứ hoàn toàn không làm thay đổi hằng số cân bằng Kc hay làm tăng hiệu suất lý thuyết.

(d) Quá trình nén khí lên áp suất cao (200 bar) đòi hỏi nhiều điện năng để chạy máy nén. Lượng điện năng này có thể được cung cấp trực tiếp từ nhà máy CSP.