Question

合成氨工廠常通過測定反應(yīng)前后混合氣體的密度來確定氮的轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)化率．（寫出計算過程）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：先根據(jù)M=ρVm計算混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，計算反應(yīng)前混合氣體中N₂和H₂的物質(zhì)的量之比，假設(shè)氮?dú)狻�氫氣的起始物質(zhì)的量，設(shè)轉(zhuǎn)化的氮?dú)鉃閥mol，表示出反應(yīng)結(jié)束后各組分的物質(zhì)的量，再根據(jù)平均摩爾質(zhì)量列方程計算，進(jìn)而計算氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率．

解答： 解：設(shè)反應(yīng)前混合氣體中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x，氫氣物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(zhì)的量之比為0.25：（1-0.25）=1：3，
設(shè)起始N₂的物質(zhì)的量為1mol，H₂為3 mol，N₂的轉(zhuǎn)化量為y mol，則：
            N₂ +3 H₂ ?2 NH₃
開始（mol）：1     3      0
變化（mol）：y     3y     2y
結(jié)束（mol）：1-y   3-3y   2y
總物質(zhì)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(zhuǎn)化率為

0.905mol

1mol

×100%=90.5%，
答：該合成氨廠N₂的轉(zhuǎn)化率為90.5%．

點(diǎn)評：本題考查混合物計算、化學(xué)方程式計算，注意利用三段式解答，難度不大．