Amoniak można otrzymać w wyniku reakcji azotu z wodorem w podwyższonej temperaturze:
N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇄ 2NH₃ (g) Δ𝐻 = –91,9 kJ
Przeprowadzono doświadczenie, w którym do reaktora o stałej pojemności wprowadzono pewne ilości wodoru oraz azotu i pozostawiono mieszaninę do czasu ustalenia się stanu równowagi. Reaktor był izolowany termicznie – wymiana energii na sposób ciepła między reaktorem a otoczeniem była niemożliwa. Po ustaleniu się stanu równowagi temperatura w reaktorze wynosiła 240°C.
Po 40 minutach od ustalenia się stanu równowagi do układu wprowadzono dodatkową ilość jednego z substratów ogrzanego do temperatury 240°C (wprowadzenie reagenta do układu początkowo nie spowodowało zmiany temperatury). W kolejnych minutach zarejestrowano zmiany stężeń wszystkich reagentów – patrz wykres. Zaobserwowano także powolną zmianę temperatury w reaktorze.
W 80. minucie prowadzonego doświadczenia w układzie ustalił się stan równowagi dynamicznej, co oznacza, że szybkość reakcji tworzenia amoniaku jest taka sama jak szybkość reakcji do niej odwrotnej.
| Zadanie 10.1. (0–1) |
Zidentyfikuj reagenty A, B i C. Wpisz w odpowiednie miejsca wzory: N₂, H₂, NH₃.
A: …………………… B: …………………………. C: ……………………………..
| Zadanie 10.2. (0–1) |
Rozstrzygnij, czy temperatura w reaktorze między 𝟒𝟎. a 𝟖𝟎. minutą malała, czy – rosła. Uzasadnij odpowiedź.
Rozstrzygnięcie: …………………………………………………………….
Uzasadnienie:
| Zadanie 10.3. (0–1) |
Rozstrzygnij, czy zastosowanie poniższych czynników poskutkuje zwiększeniem szybkości reakcji rozkładu amoniaku, biegnącej w opisanym układzie. Zaznacz TAK, jeśli dany czynnik spowoduje zwiększenie szybkości reakcji rozkładu, albo NIE – jeśli tego nie spowoduje.
| Ochłodzenie układu reakcyjnego. |
TAK |
NIE |
| Zwiększenie stężenia azotu. |
TAK |
NIE |
| Zmniejszenie objętości układu reakcyjnego. |
TAK |
NIE |
