Question

Một hỗn hợp khí gồm N₂ và H₂ có tỉ khối so với hidro là 3,6. Sau khi đun nóng hỗn hợp trên một thời gian với bột sắt thì thu được hỗn hợp N₂, H₂ và NH3 có tỉ khối so với hidro là 4,5. Tính phần trăm thể tích của hỗn hợp trước và sau phản ứng 

Answer 1

Gọi hh khí ban đầu là X và hh khí sản phẩm là Y.

\(d_{\dfrac{X}{H_2}}=3,6\rightarrow M_X=3,6.2=7,2\left(\dfrac{g}{mol}\right)\)

Ta có:

\(\dfrac{n_{N_2}}{n_{H_2}}=\dfrac{7,2-2}{28-7,2}=\dfrac{5,2}{20,8}=\dfrac{1}{4}\) ( quy tắc đường chéo )

Gọi x là số mol N2 tham gia phản ứng.

PTHH:

               \(N_2+3H_2\xrightarrow[Fe]{t^o}2NH_3\)

Trc p/ư:   1         4 

p/ư:         x       3x             2x               (mol)

sau p/ư:  1-x     4-3x         2x  

\(\rightarrow n_Y=1-x+4-3x+2x=5-2x\left(mol\right)\)

\(d_{\dfrac{Y}{H_2}}=4,5\rightarrow M_Y=4,5.2=9\left(\dfrac{g}{mol}\right)\)

BTKL: m_X = m_Y 

\(m_Y=1.28+4.2=36\left(g\right)\)

\(\rightarrow\dfrac{36}{9}=5-2x\)

\(\rightarrow x=0,5\)

Giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn: 

\(\dfrac{1}{1}< \dfrac{4}{3}\) --> N2 hết, H2 dư.

Trước:

\(\%V_{N_2}=\dfrac{1.22,4}{5.22,4}.100\%=20\%\)

\(\%V_{H_2}=100\%-20\%=80\%\)

Sau:

\(\%V_{NH_3}=\dfrac{1.22,4}{4.22,4}.100\%=25\%\)

\(\%V_{N_2}=\dfrac{\left(1-0,5\right).22,4}{4.22,4}.100\%=12,5\left(\%\right)\)

\(\%V_{H_2}=\dfrac{\left(4-1,5\right).22,4}{4.22,4}.100\%=62,5\%\)