Cho hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối của X so với H2 bằng 3,6. Nung X với chất xúc tác

Câu hỏi số 683679:

Vận dụng

Cho hỗn hợp khí X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối của X so với H₂ bằng 3,6. Nung X với chất xúc tác ở áp suất cao để xảy ra phản ứng tổng hợp NH₃. Sau phản ứng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉkhối so với H₂ bằng 4. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là

A. 25%.

B. 40%.

C. 30%.

D. 20%.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:683679

Phương pháp giải

${{\rm{M}}_{\rm{X}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_2}}}.{{\rm{M}}_{{{\rm{N}}_2}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}}}.{{\rm{M}}_{{{\rm{H}}_2}}}}}{{{{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_2}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}}}}}$

Theo định luật bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y $ \Rightarrow \dfrac{{{{\rm{M}}_{\rm{X}}}}}{{{{\rm{M}}_{\rm{Y}}}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{Y}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{X}}}}}$

Giải chi tiết

M_X = 3,6.2 = 7,2 (g/mol)

Gọi số mol của N₂ và H₂ lần lượt là x và y.

${{\rm{M}}_{\rm{X}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_2}}}.{{\rm{M}}_{{{\rm{N}}_2}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}}}.{{\rm{M}}_{{{\rm{H}}_2}}}}}{{{{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_2}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}}}}}$ $ \Rightarrow 7,2 = \dfrac{{28{\rm{x}} + 2{\rm{y}}}}{{{\rm{x}} + {\rm{y}}}}$

$ \Rightarrow $ 7,2x + 7,2y = 28x + 2y

$ \Rightarrow $ 5,2y = 20,8x

$ \Rightarrow $ x : y = 1 : 4.

Vậy số mol của N₂ là x mol; số mol của H₂ là 4x mol. Hiệu suất phương trình tính theo N₂.

$ \Rightarrow $ n_{hỗn hợp X}= x + 4x = 5x (mol)

Gọi a là số mol N₂ phản ứng.

Phương trình hóa học: ${{\rm{N}}_2} + 3{{\rm{H}}_2} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} 2{\rm{N}}{{\rm{H}}_3}$

a $ \to $ 3a $ \to $ 2a (mol)

$ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{ pu}}}} = 3{\rm{a (mol); }}{{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{H}}_3}}} = 2{\rm{a (mol)}}{\rm{.}}$

⟹ n_{hỗn hợp Y}= ${{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_2}{\rm{ du}}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{ du}}}} + {{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{H}}_3}}}$= (x – a) + (4x – 3a) + 2a = 5x – 2a (mol)

Theo định luật bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y.

$ \Rightarrow \dfrac{{{{\rm{M}}_{\rm{X}}}}}{{{{\rm{M}}_{\rm{Y}}}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{Y}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{X}}}}}$

$ \Rightarrow \dfrac{{7,2}}{{4.2}} = \dfrac{{5x - 2a}}{{5x}}$

⟹ 40x – 16a = 36x

⟹ 4x = 16a

⟹ a = 0,25x.

Hiệu suất phản ứng: H = $\dfrac{{0,25x}}{x}.100 = 25\% $

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.