Câu hỏi
Câu 31: (1 điểm)Cho phương trình hóa học của phản ứng sản xuất ammonia trong công nghiệp: N_(2)(g)+3H_(2)(g) 2NH_(3)(g) Biết ban đầu số mol H_(2) gấp 4 lần nồng độ N_(2) Nung nóng hỗn hợp trong bình kín ở nhiệt độ khoảng 4 (}^circ C có bột Fe xúc tác, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H_{2) bằng 4. Tính hiệu suất của phản ứng tể hợp NH_(3)
Giải pháp
4
(272 Phiếu)
Cảnh Phúc
chuyên gia · Hướng dẫn 6 năm
Trả lời
Gọi số mol ban đầu của N₂ là x mol, thì số mol ban đầu của H₂ là 4x mol.Theo phương trình phản ứng, cứ 1 mol N₂ phản ứng tạo ra 2 mol NH₃. Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì x mol N₂ sẽ tạo ra 2x mol NH₃.Gọi hiệu suất phản ứng là H. Số mol N₂ phản ứng là xH. Số mol H₂ phản ứng là 3xH. Số mol NH₃ tạo thành là 2xH.Số mol N₂ còn lại là x - xH = x(1-H).Số mol H₂ còn lại là 4x - 3xH = x(4-3H).Số mol NH₃ tạo thành là 2xH.Tổng số mol khí trong hỗn hợp X là: x(1-H) + x(4-3H) + 2xH = x(5-2H).Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X là: MX = 4 x 2 = 8 g/mol.Khối lượng của hỗn hợp X là: mX = 28x(1-H) + 2x(4-3H) + 17(2xH) = x(28 - 28H + 8 - 6H + 34H) = x(36 + 0H) = 36xSố mol của hỗn hợp X là: nX = mX / MX = 36x / 8 = 4.5xTa có: x(5-2H) = 4.5x5 - 2H = 4.52H = 0.5H = 0.25 = 25%Vậy hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là 25%.