Với giải Hoạt động trang 35 Hóa học lớp 11 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 5: Ammonia. Muối ammonium giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Hóa học 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 5: Ammonia. Muối ammonium

Hoạt động trang 35 Hóa học 11: Vận dụng kiến thức về cân bằng hoá học, tốc độ phản ứng, biến thiên enthalpy để giải thích các điều kiện của phản ứng sản xuất ammonia, cụ thể:

1. Nếu tăng hoặc giảm nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng và tốc độ phản ứng như thế nào?

2. Nếu giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều nào? Tại sao không thực hiện ở áp suất cao hơn?

3. Vai trò của chất xúc tác trong phản ứng là gì?

Lời giải:

Trong công nghiệp, quá trình sản xuất ammonia thường được thực hiện ở nhiệt độ 400 ^oC – 450 ^oC,áp suất 150 – 200 bar, xúc tác Fe.

1) Vì D_rH^o = -91,8 kJ < 0 nên phản ứng thuận toả nhiệt. Vậy:

+ Nếu tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (tức chiều phản ứng thu nhiệt) làm giảm hiệu suất phản ứng.

+ Nếu giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tức chiều phản ứng toả nhiệt) làm tăng hiệu suất phản ứng.

Tuy nhiên, khi thực hiện phản ứng ở nhiệt độ quá thấp thì tốc độ của phản ứng nhỏ, phản ứng diễn ra chậm. Thực tế, người ta đã chọn nhiệt độ phù hợp, khoảng 400 ^oC - 450 ^oC.

2. Khi giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất của hệ - tức chiều làm tăng số mol khí, hay chiều nghịch.

Quá trình sản xuất NH₃ được thực hiện ở áp suất 150 – 200 bar mà không thực hiện ở áp suất cao hơn. Điều này được giải thích như sau: Khi thực hiện ở áp suất cao sẽ thu
được nồng độ NH₃ tại thời điểm cân bằng lớn, tuy nhiên khi tăng áp suất thì
sự tăng nồng độ NH₃ không tăng nhanh chỉ tăng chậm. Ngoài ra, khi tăng áp suất thì
tiêu tốn năng lượng và yêu cầu thiết bị phải chịu được áp suất cao, do đó phải
tính toán chính xác khi tăng áp suất để mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Thực tế chứng minh quá trình sản xuất NH₃ được thực hiện ở áp suất 150 – 200 bar đem lại hiệu quả cao nhất.

3. Việc sử dụng chất xúc tác là bột sắt có tác dụng làm cho phản ứng nhanh đạt tới trạng thái cân bằng.

Lý thuyết Ammonia

a. Cấu tạo phân tử 

Phân tử ammonia được tạo bởi một nguyên tử nitrogen liên kết với ba nguyên tử hydrogen và có dạng hình học là chóp tam giác:

Đặc điểm cấu tạo của phân tử ammonia:

 - Nguyên tử nitrogen còn một cặp electron không liên kết, tạo ra vùng có mật độ điện tích âm trên nguyên tử nitrogen 

- Liên kết N-H phân cực, cặp electron dùng chung lệch về nguyên tử nitrogen làm cho nguyên tử hydrogen mang một phần đến Tịch Dương. 

- Liên kết N-H tương đối bền với năng lượng liên kết là386 kJ/mol.

b. Tính chất vật lí 

Ammonia tồn tại ở cả trong môi trường đất, nước, không khi. Trong cơ thể người. ammonia được tạo ra trong quá trình chuyển hoá thức ăn chứa protein. 

Ở điều kiện thường, ammonia tồn tại ở thể khí, không màu, nhẹ hơn không khí, mùi khai và xốc. Ammonia tan nhiều trong nước. Ở điều kiện thường, 1 lít nước hoà tan được khoảng 700 lit khi ammonia. Ammonia dễ hoá lỏng (hoá lỏng ở -33,3 °C) và dễ hoá rắn (hóa rắn ở –77,7 °C). 

c. Tính chất hoá học 

* Tính base:

Dung dịch ammonia có môi trường base yếu, làm quỳ tím chuyển màu xanh, phenolphthalein chuyển màu hồng. 

Ở thể khí, ammonia cũng có khả năng nhận proton, thể hiện tính chất của một base Bronsted-Lowry.

Ví dụ: NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)

* Tính khử 

Trong phân tử ammonia, nguyên tử nitrogen có số oxi hoá −3 (số oxi hóa thấp nhất của nitrogen) nên ammonia thể hiện tính khử.

d. Ứng dụng 

- Tác nhân làm lạnh. 

- Sản xuất nitric acid. 

- Dung môi. 

- Sản xuất phân đạm. 

e. Sản xuất 

Trong công nghiệp, quá trình sản xuất ammonia thường được thực hiện ở nhiệt độ 400 °C – 450 °C, áp suất 150 – 200 bar, xúc tác Fe.