3. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le ChatelierCâu hỏi 11:Trong công nghiệp, khí hydrogen được...

Câu hỏi:

3. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier

Câu hỏi 11: Trong công nghiệp, khí hydrogen được điều chế như sau:

Cho hơi nước đi qua than nung nóng, thu được hỗn hợp khí CO và H2 (gọi là khí than ướt):

C(s) + H2O(g) $\rightleftharpoons $ CO(g) + H2(g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = 130 kJ (1)

Trộn khí than ướt với hơi nước, cho hỗn hợp đi qua chất xúc tác Fe2O3:

CO(g) + H2O(g) $\rightleftharpoons $ CO2(g) + H2(g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = - 42 kJ (2)

a) Vận dụng nguyên lí Le Chatelier, hãy cho biết cần tác động yếu tố nhiệt độ như thế nào để các cân bằng (1), (2) chuyển dịch theo chiều thuận.

b) Trong thực tế, ở phản ứng (2), lượng hơi nước được lấy dư nhiều (4 - 5 lần) so với khí carbon monoxide. Giải thích.

c) Nếu tăng áp suất, cân bằng (1), (2) chuyển dịch theo chiều nào? Giải thích.

Câu trả lời:
Người trả lời: GV. Đỗ Đăng Đức
Phương pháp giải:

a) Để cân bằng (1) và (2) chuyển dịch theo chiều thuận, ta cần tăng nhiệt độ.
- Với phản ứng (1), $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ dương, điều này có nghĩa là phản ứng sẽ hấp thụ nhiệt. Do đó, việc tăng nhiệt độ sẽ làm cân bằng (1) chuyển dịch theo chiều thuận để tạo ra thêm sản phẩm.
- Với phản ứng (2), $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ âm, điều này có nghĩa là phản ứng sẽ phát ra nhiệt. Tăng nhiệt độ sẽ khiến phản ứng chuyển dịch theo chiều hấp phụ nhiệt, tạo ra thêm sản phẩm.

b) Trong thực tế, lượng nước được lấy dư nhiều so với khí CO là để đảm bảo việc cân bằng (2) chuyển dịch theo chiều thuận, tạo ra hơn sản phẩm CO2 và H2. Việc này giúp tăng hiệu suất quá trình sản xuất khí hydrogen.

c) Nếu tăng áp suất, cân bằng (1) và (2) sẽ chuyển dịch theo chiều giảm áp suất. Vì cả hai phản ứng đều có số lượng mol khí sản phẩm bằng 2 và số lượng mol khí chất không đổi, nên áp suất chỉ ảnh hưởng đến khả năng chuyển dịch của cân bằng. Nếu tăng áp suất, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía chiều số mol khí ít hơn để giảm áp suất.

Câu trả lời chi tiết và đầy đủ hơn sẽ được cung cấp sau khi bạn hiểu rõ và viết lại phương pháp và câu trả lời của mình.
Câu hỏi liên quan:
Bình luận (0)
Nhấn vào đây để đánh giá
Thông tin người gửi
0.05766 sec| 2254.547 kb