Реакция промышленного получения аммиака известна как процесс Габера-Боша и представляется уравнением:
[ N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) ]
Давайте охарактеризуем эту реакцию по всем указанным признакам:
Обратимая/Необратимая:
- Реакция является обратимой. Это означает, что реакция может протекать как в прямом направлении (образование аммиака), так и в обратном (разложение аммиака на азот и водород). В промышленности для увеличения выхода аммиака используют высокое давление и низкие температуры, а также удаляют аммиак из реакционной смеси, чтобы сдвинуть равновесие вправо по принципу Ле Шателье.
Окислительно-восстановительная/Не окислительно-восстановительная:
- Реакция не является окислительно-восстановительной. В процессе образования аммиака не происходит изменения степеней окисления азота и водорода. Азот и водород просто соединяются с образованием нового соединения, без переноса электронов между элементами.
Каталитическая/Некаталитическая:
- Реакция является каталитической. Для ускорения реакции используется катализатор, обычно железо с добавками (например, оксиды алюминия и калия), который снижает энергию активации и увеличивает скорость достижения равновесия.
Реакция соединения/замещения/обмена/разложения:
- Это реакция соединения, так как из двух простых веществ (азота и водорода) образуется одно сложное вещество — аммиак.
Экзотермическая/Эндотермическая:
- Реакция экзотермическая. При образовании аммиака из азота и водорода выделяется тепло. Это свойство используется для регулирования температурного режима в промышленном процессе, чтобы избежать чрезмерного нагрева системы.
Таким образом, промышленное получение аммиака характеризуется как обратимая, не окислительно-восстановительная, катализируемая реакция соединения, которая является экзотермической.