Cho 30 lit N2 tác dụng với H2 dư, với hiệu suất 80% . Tính thể tích NH3 thu được…
giúp mình với ạ
Bước 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Phản ứng giữa khí Nitơ (N2) và khí Hidro (H2) để tạo ra khí Amoniac (NH3) là một phản ứng thuận nghịch. Phương trình hóa học như sau:
N2 + 3H2 <=> 2NH3
Bước 2: Xác định chất tham gia và sản phẩm, tỉ lệ mol theo phương trình.
Từ phương trình hóa học, ta thấy:
– 1 mol khí N2 phản ứng với 3 mol khí H2 để tạo ra 2 mol khí NH3.
Bước 3: Đổi đơn vị thể tích về số mol (nếu cần).
Đề bài cho thể tích khí N2 là 30 lít. Vì các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích tỉ lệ thuận với số mol. Tuy nhiên, để tiện cho việc tính toán với hiệu suất, chúng ta có thể giữ nguyên đơn vị lít và xem nó như đơn vị mol tương ứng trong bài toán này, sau đó đổi lại đơn vị lít cho sản phẩm. Hoặc để chính xác hơn, chúng ta có thể quy đổi sang mol nếu biết điều kiện nhiệt độ và áp suất, nhưng ở đây bài toán chỉ cho thể tích nên ta có thể làm như sau:
Giả sử ban đầu ta có 30 lít N2.
Bước 4: Tính thể tích NH3 thu được theo lí thuyết (nếu hiệu suất là 100%).
Dựa vào tỉ lệ mol (hay tỉ lệ thể tích trong trường hợp này) từ phương trình hóa học:
Nếu 1 lít N2 phản ứng hết thì tạo ra 2 lít NH3.
Vậy, nếu ban đầu có 30 lít N2 phản ứng hết, theo lí thuyết ta sẽ thu được thể tích NH3 là:
\( V_{NH_3 \text{ lí thuyết}} = 30 \text{ lít N2} \times \frac{2 \text{ lít NH3}}{1 \text{ lít N2}} = 60 \text{ lít NH3} \)
Bước 5: Tính thể tích NH3 thu được thực tế dựa vào hiệu suất phản ứng.
Đề bài cho biết hiệu suất phản ứng là 80%. Hiệu suất phản ứng cho biết tỉ lệ lượng chất thực tế thu được so với lượng chất lí thuyết có thể thu được.
Thể tích NH3 thu được thực tế sẽ bằng thể tích NH3 lí thuyết nhân với hiệu suất.
\( V_{NH_3 \text{ thực tế}} = V_{NH_3 \text{ lí thuyết}} \times \text{Hiệu suất} \)
\( V_{NH_3 \text{ thực tế}} = 60 \text{ lít} \times 80\% \)
\( V_{NH_3 \text{ thực tế}} = 60 \text{ lít} \times \frac{80}{100} \)
\( V_{NH_3 \text{ thực tế}} = 60 \text{ lít} \times 0.8 \)
\( V_{NH_3 \text{ thực tế}} = 48 \text{ lít} \)
Kết luận:
Vậy, thể tích khí NH3 thu được là 48 lít.
Em xem lại các bước giải và công thức nhé. Nếu có bất kỳ chỗ nào chưa rõ, đừng ngần ngại hỏi cô. Chúng ta sẽ cùng nhau làm rõ!
Đáp án:
\(48l\)
Giải thích các bước giải:
\(H_2\) dư nên hiệu suất được tính theo \(N_2\)
\(V_{N_2(\text{phản ứng})}=30.80\%=24(l)\)
PTHH:
\(\rm N_2+3H_2\buildrel{{t^o,p,xt}}\over\rightleftharpoons 2NH_3\)
\(=>V_{NH_3}= 2 V_{N_2(\text{phản ứng})}=2.24=48(l)\)
Đáp án:
48 lít.
Giải thích các bước giải:
Giả sử thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện.
\(\rm N_2+3H_2\buildrel{{t^o,p,Fe}}\over\rightleftharpoons 2NH_3\)
Theo PT: \(\rm n_{NH_3\ lt}=2n_{N_2\ lt}\)
\(\rm\to V_{NH_3\ lt}=2V_{N_2\ lt}=60(L)\)
\(\rm\to V_{NH_3\ tt}=60.80\%=48(L)\)