Trong công nghiệp, ammonium nitrate được sản xuất từ nitrogen và hydrogen qua ba giai đoạn như trong

Câu hỏi số 969689:

Vận dụng

Trong công nghiệp, ammonium nitrate được sản xuất từ nitrogen và hydrogen qua ba giai đoạn như trong hình sau:

Hiệu suất giai đoạn 1 là 80%, giai đoạn 2 là 75%, giai đoạn 3 đạt 100%. Khối lượng $NH_4NO_3$ tối đa thu được là

(kết quả làm tròn đến hàng phần mười).

(Cho: H = 1, N = 14, O = 16).

A. 342,0 kg.

B. 400,2 kg.

C. 274,4 kg.

D. 320,1 kg.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:969689

Phương pháp giải

Tính số mol $N_2$ dựa trên thể tích ở điều kiện chuẩn (đkc): $n = \dfrac{V}{24,79}$.

Sơ đồ phản ứng và xác định mối liên hệ giữa các chất:

- Giai đoạn 1: $N_2 + 3H_2 \xrightarrow{H_1} 2NH_3$

- Giai đoạn 2: $NH_3 + 2O_2 \xrightarrow{H_2} HNO_3 + H_2O$

- Giai đoạn 3: $NH_3 + HNO_3 \xrightarrow{H_3} NH_4NO_3$

Để thu được lượng $NH_4NO_3$ tối đa, lượng $NH_3$ tạo ra ở giai đoạn 1 phải được chia làm hai phần: một phần để sản xuất $HNO_3$ và phần còn lại để trung hòa $HNO_3$ đó.

Áp dụng hiệu suất cho từng giai đoạn để tính khối lượng sản phẩm cuối cùng.

Giải chi tiết

$\left. n_{N_{2}} = \dfrac{124.10^{3}}{24,79}(mol)\Rightarrow n_{NH_{3}} = 2.n_{N_{2}} = 2.\dfrac{124.10^{3}}{24,79}.80\% = \dfrac{198400}{24,79}(mol) \right.$

NH₃ sinh ra ở giai đoạn 1 được sử dụng để sản xuất HNO₃ và 1 phần tạo muối NH₄NO₃

$\dfrac{198400}{24,79}(mol)NH_{3}\left\langle \begin{array}{l} {a(mol)NH_{3}\overset{H = 75\%}{\rightarrow}0,75a(mol)HNO_{3}} \\ {b(mol)NH_{3}\overset{+ HNO_{3}}{\rightarrow}b(mol)NH_{4}NO_{3}} \end{array} \right.$

Ta có hệ phương trình: $\left. \left\{ \begin{array}{l} {a + b = \dfrac{198400}{24,79}} \\ {0,75a = b} \end{array} \right.\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {a = 4573,27} \\ {b = 3429,95} \end{array} \right.(mol)\Rightarrow n_{NH_{4}NO_{3}} = b = 3429,95(mol) \right.$

⟹ $m_{NH_{4}NO_{3}} = 274396(g) = 274,4(kg)$

Đáp án cần chọn là: C

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.