Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Trong bình dung tích không đổi chức hai hỗn hợp khí X gồm H2 và N2 (chất xúc tác thích hợp), áp suất trong bình là p atm, tỉ khối của X so với H2 là 3,6. Nung nóng bình để thực hiện phản ứng tổng hợp NH3 rồi làm nguội bình về nhiệt độ ban đầu

Trong bình dung tích không đổi chức hai hỗn hợp khí X gồm H2 và N2 (chất xúc tác thích hợp), áp suất trong bình là p atm, tỉ khối của X so với H2 là 3,6. Nung nóng bình để thực hiện phản ứng tổng hợp NH3 rồi làm nguội bình về nhiệt độ ban đầu, thu được hỗn hợp khí Y, áp suất trong bình là 0,9p atm. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là x%. Tính x
1 trả lời
Hỏi chi tiết
208
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, ta sử dụng các thông tin về tỉ khối và áp suất để tìm ra hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3.

### Bước 1: Tính tỉ lệ mol của H2 và N2
Tỉ khối của hỗn hợp khí X so với H2 là 3,6.

Gọi:
- Số mol của H2 là \( n_1 \)
- Số mol của N2 là \( n_2 \)

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí X được tính như sau:

\[
\text{Tỉ khối} = \frac{m_X}{m_{H2}} = 3,6 \implies m_X = 3,6 \cdot m_{H2} = 3,6 \cdot 2 = 7,2 \text{ g/mol}
\]

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí X bao gồm cả H2 và N2:

\[
M_X = \frac{m_1 + m_2}{n_1 + n_2} = \frac{2n_1 + 28n_2}{n_1 + n_2} = \frac{2n_1 + 28n_2}{n_1 + n_2} = 7,2
\]

### Bước 2: Tìm tỉ lệ mol của n1 và n2
Ta có hệ phương trình sau:

1. \( 2n_1 + 28n_2 = 7,2(n_1 + n_2) \)

Giải hệ phương trình này:

\[
2n_1 + 28n_2 = 7,2n_1 + 7,2n_2
\]

Sắp xếp lại phương trình:

\[
2n_1 + 28n_2 - 7,2n_1 - 7,2n_2 = 0 \implies -5,2n_1 + 20,8n_2 = 0
\]

\[
5,2n_1 = 20,8n_2 \implies \frac{n_1}{n_2} = \frac{20,8}{5,2} = 4
\]

Nghĩa là tỉ lệ mol của H2 và N2 là 4:1.

### Bước 3: Tính số mol ban đầu và số mol sau phản ứng
Gọi số mol ban đầu H2 là \( 4x \) và N2 là \( x \):

- Tổng số mol khí Ban đầu \( n_{\text{ban đầu}} = 4x + x = 5x \)

Phản ứng tổng hợp NH3 diễn ra như sau:

\[
N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3
\]

Theo tỉ lệ phản ứng, 1 mol N2 sẽ phản ứng với 3 mol H2 để tạo ra 2 mol NH3. Số mol N2 tham gia phản ứng là \( x_p \) và H2 là \( 3x_p \).

- Số mol sau phản ứng sẽ là:
- NH3 sản sinh: \( 2x_p \)
- H2 còn lại: \( 4x - 3x_p \)
- N2 còn lại: \( x - x_p \)

### Bước 4: Tính toán áp suất sau phản ứng
Áp suất tổng thể hỗn hợp khí sau phản ứng \( Y \):

\[
p_Y = (n_{H2} + n_{N2} + n_{NH3})\cdot RT/V
\]

Thay giá trị vào:

\[
p_Y = (4x - 3x_p + x - x_p + 2x_p)\cdot RT/V = (5x - 2x_p)\cdot RT/V
\]

Theo đề bài cho biết, áp suất sau phản ứng là \( 0,9p \):

\[
5x - 2x_p = 0,9\cdot 5x \implies 5x - 0,9 \cdot 5x = 2x_p \implies 0,1 \cdot 5x = 2x_p
\]

Giờ giải phương trình tính \( x_p \):

\[
x_p = \frac{0.5}{2} \implies p = \frac{1}{20}mole
\]

### Bước 5: Tính hiệu suất phản ứng
Hiệu suất của phản ứng được tính như sau:

\[
\text{Hiệu suất} = \frac{x_p}{x}\cdot100\%
\]

Thay \( x_p = \frac{0.5}{2} \implies = 0,5 \), ta có:

\[
Hiệu suất = \frac{0.5}{x} \cdot 100 \approx 89.3 \%
\]

Vậy hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là \( x \approx 50\% \).

**Kết luận:** Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là \( 50 \% \).
2
0
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập liên quan
Bài tập Hóa học Lớp 9 mới nhất
Trắc nghiệm Hóa học Lớp 9 mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k