Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Nito. Mời các bạn đón xem:

Phương trình N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

1. Phương trình phản ứng hóa học

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

Có khí mùi khai thoát ra.

3. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ khoảng 450 – 500oC.

- Áp suất khoảng 200 – 300 atm.

- Chất xúc tác: Sắt kim loại được trộn thêm Al₂O₃, K₂O, …

4. Tính chất hoá học

- Ở điều kiện thường, nitơ kém hoạt động hóa học vì có liên kết ba bền. Ở nhiệt độ cao, liên kết ba đẽ đứt hơn nên nitơ hd hóa học hơn.

- Nitơ vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

    (tính oxi hóa)

    số oxi hóa dương (tính khử)

Tính oxi hóa

a. Tác dụng với hiđro

b. Tác dụng với kim loại hoạt động

   - Nitơ oxi hóa liti (Li) ở nhiệt độ thường: 

   - Nitơ chỉ oxi hóa các kim loại hoạt động khi đốt nóng:

Tính khử

5. Cách thực hiện phản ứng

Cho N₂ tác dụng với H₂ ở nhiệt độ cao, áp suất cao, có mặt chất xúc tác Fe.

Hình 1. Sơ đồ thiết bị tổng hợp amoniac trong công nghiệp

6. Bạn có biết

- Đặc điểm của phản ứng này là tốc độ rất chậm ở nhiệt độ thường, tỏa nhiệt và số mol khí của sản phẩm ít hơn so với số mol khí của các chất phản ứng. Do đó người ta phải thực hiện phản ứng này ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt của chất xúc tác. Ở áp xuất cao, cân bằng chuyển dịch sang phía tạo ra NH₃, nhưng ở nhiệt độ cao cân bằng chuyển dịch ngược lại, nên chúng ta cần phải chọn 1 nhiệt độ cao vừa phải để hiệu suất tạo ra NH₃ cao.

- Hiệu suất chuyển hóa thành NH₃ chỉ đạt tới 20 – 25%.

7. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Nitơ thể hiện tính oxi hóa trong phản ứng với các chất nào dưới đây?

A. H₂, O₂

B. O₂, Mg

C. Mg, H₂

D. Ca, O₂

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

N₂ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với H₂ và một số kim loại.

3Mg + N₂ $\stackrel{t^o}{\to }$Mg₃N₂

N₂ + 3H₂ $\stackrel{t^0,p,xt}{\rightleftarrows }$2NH₃

Ví dụ 2: Khí NH₃ có lẫn hơi nước. Hóa chất dùng để làm khô khí NH₃ là

A. P₂O₅

B. H₂SO₄ đặc

C. CaO

D. Cả A, B, C đều đúng

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Chất để làm khô khí NH₃ là chất mà không tác dụng với NH₃ và có khả năng hút ẩm.

Ví dụ 3: Hỗn hợp N₂ và H₂ có tỉ khối hơi so với H₂ là 6,2. Sau khi tổng hợp thu được hỗn hợp có tỉ khối hơi so với H₂ là 6,74. Hiệu suất của phản ứng là:

A. 10%.

B. 15%.

C. 10,8%.

D. 20%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

Ta có: $\frac{n_{N_2}}{n_{H_2}}=\frac{6,2.2-2}{28-6,2.2}=\frac{2}{3}$

⇒ Hiệu suất tính theo H₂.

Giả sử: $n_{N_2}=2mol;n_{H_2}=3mol$

Bảo toàn khối lượng ta có: m_{ban đầu} = m_{Sau phản ứng}

⇒ n_{ban đầu} .6,2.2 = n_{sau phản ứng}.6,74.2

⇒ n_{sau phản ứng} = $\frac{(2+3).6,2.2}{6,74.2}=4,6$ mol

$\begin{array}{c}{n}_{N_{2}pu}=\frac{(2+3)-4,6}{2}=0,2mol\\ \Rightarrow n_{H_{2}pu}=0,2.3=0,6mol\\ \Rightarrow H=\frac{0,6}{3}.100=20\%\end{array}$

8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nito và hợp chất:

N₂ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2NO

2NO + O₂ → 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

2NH₄NO₃ + Ba(OH)₂ → Ba(NO₃)₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃↑ + H₂O

NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$N₂ + 2H₂O