Question

合成氨工廠常通過測定反應前后混合氣體的密度來確定氮的轉化率．某工廠測得合成塔中N₂、H₂混合氣體的密度為0.379g/L（標準狀況），從合成塔中出來的混合氣體在相同條件下密度為0.693g/L．求該合成氨廠N₂的轉化率．（寫出計算過程）

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：先根據M=ρVm計算混合氣體的平均摩爾質量，計算反應前混合氣體中N₂和H₂的物質的量之比，假設氮氣、氫氣的起始物質的量，設轉化的氮氣為ymol，表示出反應結束后各組分的物質的量，再根據平均摩爾質量列方程計算，進而計算氮氣的轉化率．

解答： 解：設反應前混合氣體中氮氣的物質的量分數為x，氫氣物質的量分數為（1-x），依題意得：
28x+2（1-x）=0.379×22.4 
解得x=0.25
所以N₂、H₂的物質的量之比為0.25：（1-0.25）=1：3，
設起始N₂的物質的量為1mol，H₂為3 mol，N₂的轉化量為y mol，則：
            N₂ +3 H₂ ?2 NH₃
開始（mol）：1     3      0
變化（mol）：y     3y     2y
結束（mol）：1-y   3-3y   2y
總物質的量=（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的轉化率為

0.905mol

1mol

×100%=90.5%，
答：該合成氨廠N₂的轉化率為90.5%．

點評：本題考查混合物計算、化學方程式計算，注意利用三段式解答，難度不大．