题目内容


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0.379g/L(标准状况),从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L.求该合成氨厂N2的转化率.(写出计算过程)


考点:

化学方程式的有关计算..

专题:

计算题.

分析:

先根据M=ρVm计算混合气体的平均摩尔质量,计算反应前混合气体中N2和H2的物质的量之比,假设氮气、氢气的起始物质的量,设转化的氮气为ymol,表示出反应结束后各组分的物质的量,再根据平均摩尔质量列方程计算,进而计算氮气的转化率.

解答:

解: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)=0.379×22.4

解得x=0.25

所以N2、H2的物质的量之比为0.25:(1﹣0.25)=1:3,

设起始N2的物质的量为1mol,H2为3 mol,N2的转化量为y mol,则:

            N2 +3 H2 ⇌2 NH3

开始(mol):1     3      0

变化(mol):y     3y     2y

结束(mol):1﹣y   3﹣3y   2y

总物质的量=(1﹣y+3﹣3y+2y)mol=(4﹣2y)mol

=0.693×22.4

解得 y=0.905

所以N2的转化率为×100%=90.5%,

答:该合成氨厂N2的转化率为90.5%.

点评:

本题考查混合物计算、化学方程式计算,注意利用三段式解答,难度不大.


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