Question

合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮的转化率。某工厂测得合成塔中N₂、H₂混合气体的密度为0.553 6 g·L^-1(标准状况)，从合成塔中出来的混合气体在相同条件下的密度为0.693 g·L^-1 (标准状况)。求该合成氨厂N₂的转化率。

Answer 1

N₂的转化率为25%

解析:

设反应前混合气体中氮气的物质的量分数为x，氢气物质的量分数为（1-x），依题意得：

28x+2（1-x）=0.553 6 g·L^-1×22.4 L·mol^-1?

解得x=0.4?

则

设起始有氮气2 mol，氢气为3 mol，氮气转化了y mol，?

　　　　　           N₂　　+　　 3H₂　　2NH₃?

起始物质的量       2 mol             3 mol             0 mol?

转化物质的量       y mol             3y mol           2y mol?

平衡物质的量（2-y）mol           （3-3y）mol2y mol?

n_总=（2-y）mol+（3-3y） mol+2y mol=（5-2y）mol??

根据反应前后气体质量守恒可知?

=0.693 g·L^-1×22.4 L·mol^-1

解得y=0.5?

N₂的转化率为×100%=25%