N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (tổng hợp ammonia)

Các bước thăng bằng electron

1. Xác định số oxi hoá: H₂ là chất khử (H⁰ → H⁺¹), N₂ là chất oxi hoá (N⁰ → N⁻³).
2. Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử:

   Quá trình oxi hoá:	H20 → 2H+1 + 2e	× 3
   Quá trình khử:	N20 + 6e → 2N−3	× 1

3. Thăng bằng electron: BCNN(2, 6) = 6 → nhân quá trình oxi hoá với 3, quá trình khử với 1.
4. Đặt hệ số vào phương trình rồi cân bằng các nguyên tố còn lại (kiểm tra lại H, O).

Điều kiện phản ứng

450–500 °C, 200–300 atm, xúc tác Fe

Hiện tượng

Không quan sát trực tiếp trong tháp tổng hợp; sản phẩm NH₃ là khí không màu, mùi khai, làm quỳ tím ẩm hoá xanh.

Chuyển dịch cân bằng N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

• Tăng áp suất: cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (chiều làm giảm số mol khí, từ 4 mol khí xuống 2 mol), tạo thêm NH₃.
• Giảm nhiệt độ: cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận vì phản ứng thuận toả nhiệt. Nhưng ở nhiệt độ thấp phản ứng xảy ra quá chậm, nên thực tế chọn 450–500 °C.
• Tăng nồng độ N₂ hoặc H₂, hoặc tách bớt NH₃ ra khỏi hỗn hợp: cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
• Xúc tác Fe chỉ làm phản ứng nhanh đạt trạng thái cân bằng, không làm cân bằng chuyển dịch.

Ghi chú

Phản ứng thuận nghịch (quá trình Haber).

Bài tập vận dụng

Chất tham gia và sản phẩm

• N₂ — nitrogen
• H₂ — hydrogen
• NH₃ — ammonia