Giải bài 5 trang 58 - SGK môn Hóa học lớp 11 nâng cao

Trong quá trình tổng hợp ammoniac, áp suất trong bình phản ứng giảm đi 10,0% so với áp suất lúc ban đầu. biết nhịệt độ của phản ứng được giữa không đổi trước và sau phản ứng. hãy xác định thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp khí thu được sau phản ứng, nếu trong hỗn hợp ban đầu lượng nitơ và hiđro được lấy đúng theo hệ số tỉ lượng.

Lời giải:

Giả sử ban đầu có 1 mol khí \({{N}_{2}}\Rightarrow\) có 3 mol khí \({{H}_{2}}\)

Gọi x là số mol khí \({{N}_{2}}\) phản ứng

\(\begin{aligned} & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{{N}_{2}}+3{{H}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}2N{{H}_{3}} \\ & \text{pư:}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\text{x}\,\,\,\,\,\,\,\text{3x}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\text{2x} \\ & \text{sau pư:}\,\,\,\text{1-x}\,\,\,\,\,\,\text{3-3x}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\text{2x} \\ \end{aligned}\)

Vì áp suất trong bình giảm 10% nên số mol cũng sẽ giảm đi 10%

 \(\begin{aligned} & \Rightarrow {{n}_{hh}}=4.0,9=3,6\,mol \\ & \Leftrightarrow 1-x+3-3x+2x=3,6\Leftrightarrow x=0,2 \\ & \Rightarrow \left\{ \begin{aligned} & {{n}_{{{N}_{2}}}}=0,8\,mol \\ & {{n}_{{{H}_{2}}}}=2,4\,mol \\ & {{n}_{N{{H}_{3}}}}=0,4\,mol \\ \end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned} & \%{{V}_{{{N}_{2}}}}=\dfrac{0,8}{3,6}.100\%\approx 22,2\% \\ & \%{{V}_{{{H}_{2}}}}=\dfrac{2,4}{3,6}.100\%\approx 66,7\% \\ & \%{{V}_{N{{H}_{3}}}}=11,1\% \\ \end{aligned} \right. \\ \end{aligned}\)

 

Ghi nhớ:

Hệ số tỉ lượng của phản ứng tạo amoniac là 1 nitơ : 3 hiđrô

Tỉ lệ về số mol chính là tỉ lệ về thể tích hay áp suất ở cùng điều kiện.