Question

Một hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với hiđro là 4,9. Cho hỗn hợp đi qua xúc tác thích hợp, nung nóng được hỗn hợp mới Y có tỉ khối so với hiđro là 6,125. Hiệu suất N2 chuyển thành NH3 là:

Answer 1

Coi $n_X = 1(mol)$ . Gọi $n_{N_2} = a(mol) ; n_{H_2} = b(mol)$
Ta có : $a + b = 1$ và $\dfrac{28a + 2b}{a + b} = 4,9.2$

Suy ra:  a = 0,3 ; b = 0,7

$N_2 + 3H_2 \buildrel{{t^o,p,xt}}\over\rightleftharpoons 2NH_3$

Ta thấy : 

$n_{N_2} : 1 > n_{H_2} : 3$ nên Hiệu suất tính theo số mol $H_2$

Gọi hiệu suất là a $\Rightarrow n_{H_2\ pư} = 0,7a(mol)$
Theo PTHH : 

$n_{NH_3} = \dfrac{2}{3}n_{H_2} = \dfrac{7a}{15}(mol)$
$n_{N_2\ pư} = \dfrac{1}{3}n_{H_2} = \dfrac{7a}{30}(mol)$
$n_{N_2\ dư} = 0,3 - \dfrac{7a}{15}(mol)$
$n_{H_2\ dư} = 0,7 - 0,7a (mol)$
Ta có : 

\(M_Y=\dfrac{\dfrac{7a}{15}.17+\left(0,3-\dfrac{7a}{30}\right).28+\left(0,7-0,7a\right).2}{\dfrac{7a}{15}+0,3-\dfrac{7a}{30}+0,7-0,7a}=6,125.2\)

Suy ra : a = 0,4286 = 42,86%