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0.379g/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）

Answer 1

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

28×1+2×3

4-2y

=0.693×22.4
解得 y=0.905
所以N₂的转化率为

0.905mol

1mol

×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．