Thực hiện phản ứng tổng hợp amoniac từ N2 và H2 với hiệu suất H%, thu được hỗn hợp X

Câu hỏi số 542349:

Vận dụng

Thực hiện phản ứng tổng hợp amoniac từ N₂ và H₂ với hiệu suất H%, thu được hỗn hợp X chứa 10% NH₃ (về thể tích). Cho X tác dụng với CuO dư, nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp Y (gồm khí và hơi) và hỗn hợp rắn Z có khối lượng giảm đi so với khối lượng CuO ban đầu là 12,8 gam. Làm lạnh Y còn 6,72 lít khí (đktc) không bị ngưng tụ. Giá trị của H là

A. 16,67.

B. 15,00.

C. 18,18.

D. 18,75.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:542349

Phương pháp giải

\(\left\{ \begin{array}{l}{N_2}\\{H_2}\end{array} \right. \to X\left\{ \begin{array}{l}N{H_3}\\{N_2}du\\{H_2}du\end{array} \right. \xrightarrow[]{+CuO_{du}} Y\left\{ \begin{array}{l}{N_2}\\{H_2}O\end{array} \right. \xrightarrow[]{lam\,lanh} {N_2}\)

Sau khi ngưng tụ còn lại khí N₂ ⟹ n_N2 ⟹ n_{N2 (ban đầu)}.

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O

CuO + H₂ → Cu + H₂O

m_{chất rắn giảm} = m_{O pư} ⟹ n_{O pư}

Bảo toàn electron toàn bộ quá trình ⟹ n_{H2 (ban đầu)}.

So sánh thấy \(\dfrac{{{n_{{N_2}}}}}{1} > \dfrac{{{n_{{H_2}}}}}{3}\) ⟹ Hiệu suất tính theo H₂.

Sau đó tính theo PTHH: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃.

Giải chi tiết

Sau khi ngưng tụ còn lại khí N₂ ⟹ n_N2 = 0,3 mol = n_{N2 (ban đầu)}

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O

CuO + H₂ → Cu + H₂O

m_{chất rắn giảm} = m_{O pư} = 12,8 gam ⟹ n_{O pư} = 0,8 mol

Bảo toàn electron toàn bộ quá trình: 2n_{H2 (ban đầu)} = 2n_{O pư} ⟹ n_{H2 (ban đầu)} = 0,8 mol

Ta thấy: \(\dfrac{{{n_{{N_2}}}}}{1} > \dfrac{{{n_{{H_2}}}}}{3}\) ⟹ Hiệu suất tính theo H₂.

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

BĐ: 0,3 0,8 (mol)

PƯ: x 3x 2x (mol)

SAU: (0,3-x) (0,8-3x) 2x (mol)

⟹ n_sau = (0,3 - x) + (0,8 - 3x) + 2x = 1,1 - 2x (mol)

Mà %V_NH3 = 10% ⟹ \(\dfrac{{2{\rm{x}}}}{{1,1 - 2{\rm{x}}}} = 0,1\) ⟹ x = 0,05.

H% = \(\dfrac{{{n_{{H_2}(pu)}}}}{{{n_{{H_2}(b{\rm{d)}}}}}}.100\% \) = \(\dfrac{{3.0,05}}{{0,8}}.100\% \) =18,75%.

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.