ĐỀ ÔN TẬP HÓA HỌC – ĐỀ SỐ 25
Đề luyện tập tự biên soạn, không phải đề thi chính thức. Phản ứng Haber: N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g), ΔH<0. Cho M(NH3)=17 g/mol; giả sử khí lý tưởng khi xét thay đổi áp suất/thể tích.
Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn
- Phương trình tổng quát của quá trình Haber cân bằng là
- N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
- N2 + H2 ⇌ NH3
- 2N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
- N2 + 3H2 → NH4
- Trong cân bằng N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g), tăng áp suất ở nhiệt độ không đổi làm cân bằng chuyển theo chiều
- tạo NH3
- phân hủy NH3
- không đổi trong mọi trường hợp
- tạo thêm số mol khí
- Phản ứng tạo NH3 trong quá trình Haber là tỏa nhiệt. Giảm nhiệt độ đủ để cân bằng dịch chuyển theo chiều
- phân hủy NH3
- tạo thêm H2
- tạo NH3
- không thể dự đoán dù đã biết dấu ΔH
- Vai trò chính của xúc tác sắt trong quá trình Haber là
- làm đổi hằng số cân bằng ở nhiệt độ cố định
- tăng tốc độ đạt cân bằng
- làm phản ứng tỏa nhiệt hơn
- làm mất nitrogen khỏi hệ
- Khi NH3 liên tục được tách khỏi hỗn hợp cân bằng, hệ có xu hướng
- phân hủy thêm N2
- ngừng phản ứng vĩnh viễn
- chuyển toàn bộ H2 thành nước
- tạo thêm NH3
- Ở trạng thái cân bằng động, điều đúng là
- tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch
- nồng độ các chất bằng nhau
- mọi phản ứng vi mô dừng lại
- chỉ còn sản phẩm
- Trong nước, NH3 hoạt động như base Brønsted theo phản ứng NH3+H2O⇌NH4++OH− vì NH3
- nhường proton
- nhận electron
- tạo liên kết kim loại
- nhận proton
- Trong phản ứng NH3+H2O⇌NH4++OH−, acid Brønsted là
- H2O
- NH3
- NH4+
- OH−
- Ion NH4+ là acid liên hợp của
- OH−
- N2
- NH3
- H2
- Cho HCl vào dung dịch NH3, sản phẩm muối chính là
- NaCl
- NH2Cl
- N2H4
- NH4Cl
- Trong 34 g NH3, với M(NH3)=17 g/mol, có số mol NH3 là
- 17 mol
- 2 mol
- 1 mol
- 0,5 mol
- Tỉ lệ mol H2:N2 theo phương trình Haber là
- 2:1
- 1:3
- 3:1
- 1:2
- Nếu ban đầu có 1 mol N2 và 3 mol H2, lượng NH3 tối đa theo phương trình là
- 3 mol
- 2 mol
- 1 mol
- 4 mol
- Một muối ammonium tác dụng với base mạnh khi đun nhẹ có thể giải phóng khí
- Cl2
- O2
- CO2
- NH3
- Dung dịch NH3 loãng có tính base vì cân bằng với nước tạo ra
- Na+
- OH−
- H+ duy nhất
- Cl−
- Một bình chứa cân bằng Haber có 4 mol khí ở phía N2+3H2 và 2 mol khí ở phía NH3. Giảm thể tích làm cân bằng dịch chuyển về phía
- chất rắn
- N2+H2
- NH3
- cả hai phía như nhau
- Thêm khí trơ vào bình ở thể tích không đổi thường không làm cân bằng Haber dịch chuyển vì
- áp suất riêng phần các chất phản ứng không đổi
- nhiệt độ tự giảm về 0 K
- nồng độ NH3 tăng lên
- xúc tác bị mất
- Trong sản xuất phân bón, NH3 có giá trị quan trọng vì
- là kim loại kiềm
- cung cấp nguồn nitrogen để tạo nhiều hợp chất chứa nitrogen
- là nguồn phosphorus duy nhất
- không thể tan trong nước
Phần II. Trắc nghiệm đúng/sai
Một thiết bị tổng hợp ammonia vận hành ở nhiệt độ không đổi theo N2+3H2⇌2NH3.
- Tăng áp suất có xu hướng ưu tiên chiều tạo NH3. (Đúng) Phía sản phẩm có ít mol khí hơn.
- Xúc tác làm thay đổi hằng số cân bằng ở nhiệt độ cố định. (Sai) Xúc tác đổi tốc độ đạt cân bằng, không đổi hằng số cân bằng.
- Tách NH3 khỏi hệ có thể làm cân bằng chuyển dịch tạo thêm NH3. (Đúng) Hệ bù lại lượng sản phẩm đã lấy đi.
- Ở cân bằng, tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch. (Đúng) Đây là đặc trưng của cân bằng động.
Xét phản ứng acid–base của ammonia trong nước.
- NH3 nhận proton từ H2O. (Đúng) NH3 là base Brønsted.
- H2O đóng vai trò acid trong phản ứng này. (Đúng) Nước nhường H+ cho ammonia.
- NH4+ là base liên hợp của NH3. (Sai) NH4+ là acid liên hợp của NH3; NH3 là base.
- Dung dịch ammonia có thể có tính base do tạo OH−. (Đúng) Cân bằng tạo ion hydroxide.
Một mẻ phản ứng có 2 mol N2 và 6 mol H2, giả sử phản ứng hoàn toàn theo tỉ lệ phương trình.
- Số mol NH3 lý thuyết là 4 mol. (Đúng) Mỗi mol N2 tạo 2 mol NH3; 2 mol N2 tạo 4 mol.
- H2 là chất giới hạn nếu tỉ lệ ban đầu đúng 1:3. (Sai) Hai chất đúng tỉ lệ stoichiometric; cả hai tiêu thụ vừa đủ.
- Số mol H2 cần cho 1 mol N2 là 3 mol. (Đúng) Theo hệ số phương trình.
- Khối lượng 4 mol NH3 là 68 g khi M=17 g/mol. (Đúng) m=nM=4×17=68 g.
Cân bằng N2+3H2⇌2NH3 có ΔH<0.
- Tăng nhiệt độ ưu tiên chiều nghịch. (Đúng) Chiều nghịch thu nhiệt để chống lại sự tăng nhiệt.
- Giảm thể tích thường ưu tiên phía NH3. (Đúng) Phía NH3 có ít mol khí hơn.
- Thêm xúc tác làm cân bằng chuyển hoàn toàn sang phía sản phẩm. (Sai) Xúc tác không làm thay đổi thành phần cân bằng.
- Ở cân bằng, nồng độ N2 và NH3 buộc phải bằng nhau. (Sai) Tốc độ thuận/nghịch bằng nhau, nhưng nồng độ có thể khác nhau.
Phần III. Trả lời ngắn
- 34 g NH3 có M=17 g/mol. Số mol NH3 là bao nhiêu?
- Theo N2+3H2→2NH3, từ 0,50 mol N2 và đủ H2 tạo tối đa bao nhiêu mol NH3?
- Muốn phản ứng hết 0,80 mol N2 theo phương trình Haber cần bao nhiêu mol H2?
- Nếu tạo 1,5 mol NH3 với hiệu suất 75%, lượng NH3 lý thuyết là bao nhiêu mol?
- Một bình có 0,20 mol NH3 trong 2,0 L. Nồng độ NH3 là bao nhiêu mol/L?
- Trung hòa 0,30 mol NH3 bằng HCl theo tỉ lệ 1:1 cần bao nhiêu mol HCl?
Đáp án và lời giải
Phần I
- Câu 1. A. Phương trình cân bằng có 2 nguyên tử N và 6 nguyên tử H ở mỗi vế.
- Câu 2. A. Phía tạo NH3 có 2 mol khí thay vì 4 mol khí ở phía phản ứng; tăng áp suất ưu tiên phía có ít mol khí.
- Câu 3. C. Giảm nhiệt độ ưu tiên chiều tỏa nhiệt; chiều thuận tạo NH3 tỏa nhiệt.
- Câu 4. B. Xúc tác làm tăng tốc độ cả chiều thuận và nghịch, giúp hệ đạt cân bằng nhanh hơn; không đổi vị trí cân bằng.
- Câu 5. D. Lấy bớt sản phẩm làm cân bằng dịch theo chiều tạo thêm sản phẩm.
- Câu 6. A. Cân bằng động có tốc độ hai chiều bằng nhau; nồng độ không nhất thiết bằng nhau.
- Câu 7. D. NH3 nhận H+ từ nước và trở thành ion NH4+.
- Câu 8. A. Nước nhường proton cho NH3 nên là acid Brønsted; NH3 là base.
- Câu 9. C. NH4+ tạo thành khi NH3 nhận proton, nên là acid liên hợp của NH3.
- Câu 10. D. NH3 nhận proton từ HCl tạo NH4+; ion Cl− là ion đối, tạo NH4Cl.
- Câu 11. B. n=m/M=34/17=2 mol.
- Câu 12. C. Phương trình N2+3H2→2NH3 có tỉ lệ H2:N2=3:1.
- Câu 13. B. Tỉ lệ 1 mol N2 tạo tối đa 2 mol NH3 khi phản ứng hoàn toàn.
- Câu 14. D. OH− lấy proton từ NH4+ tạo NH3 và nước; đây là phản ứng nhận biết ion ammonium trong điều kiện phù hợp.
- Câu 15. B. Phản ứng NH3 với nước tạo OH−; NH3 là base yếu nên chỉ một phần chuyển thành ion.
- Câu 16. C. Giảm thể tích tương đương tăng áp suất; cân bằng dịch về phía ít mol khí, là phía NH3.
- Câu 17. A. Ở thể tích và nhiệt độ không đổi, thêm khí trơ không đổi áp suất riêng phần của các khí phản ứng.
- Câu 18. B. Ammonia là nguyên liệu công nghiệp lớn để sản xuất nhiều hợp chất nitrogen dùng trong phân bón và hóa chất.
Phần II
- Đúng. Phía sản phẩm có ít mol khí hơn.
- Sai. Xúc tác đổi tốc độ đạt cân bằng, không đổi hằng số cân bằng.
- Đúng. Hệ bù lại lượng sản phẩm đã lấy đi.
- Đúng. Đây là đặc trưng của cân bằng động.
- Đúng. NH3 là base Brønsted.
- Đúng. Nước nhường H+ cho ammonia.
- Sai. NH4+ là acid liên hợp của NH3; NH3 là base.
- Đúng. Cân bằng tạo ion hydroxide.
- Đúng. Mỗi mol N2 tạo 2 mol NH3; 2 mol N2 tạo 4 mol.
- Sai. Hai chất đúng tỉ lệ stoichiometric; cả hai tiêu thụ vừa đủ.
- Đúng. Theo hệ số phương trình.
- Đúng. m=nM=4×17=68 g.
- Đúng. Chiều nghịch thu nhiệt để chống lại sự tăng nhiệt.
- Đúng. Phía NH3 có ít mol khí hơn.
- Sai. Xúc tác không làm thay đổi thành phần cân bằng.
- Sai. Tốc độ thuận/nghịch bằng nhau, nhưng nồng độ có thể khác nhau.
Phần III
- Câu 1: 2. n=34/17=2 mol.
- Câu 2: 1,0. 0,50×2=1,0 mol NH3.
- Câu 3: 2,4. 3×0,80=2,4 mol H2.
- Câu 4: 2,0. n lý thuyết=1,5/0,75=2,0 mol.
- Câu 5: 0,10. C=n/V=0,20/2,0=0,10 mol/L.
- Câu 6: 0,30. Tỉ lệ NH3:HCl=1:1 nên n(HCl)=0,30 mol.
