Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Coi $n_{N_2} = 1(mol) ⇒ n_{H_2} = 3(mol)$
Gọi hiệu suất của phản ứng là $a$
$N_2 + 3H_2 \xrightarrow{t^o,xt} 2NH_3$
Vì $3n_{N_2} = 1.3 = n_{H_2}$ nên hiệu suất được tính theo số mol của $N_2$ hoặc $H_2$
có : $n_{N_2(pư)} = 1.a = a(mol)$
$⇒ n_{N_2(dư)} = 1 - a(mol)$
Theo phương trình ,ta có :
$n_{H_2(pư)} = 3n_{N_2} = 3a(mol)$
$⇒ n_{H_2(dư)} = 3 - 3a(mol)$
$n_{NH_3} = 2n_{N_2(pư)} = 2a(mol)$
Vậy hỗn hợp khí sau phản ứng gồm :
$N_2 : 1 - a(mol)$
$H_2 : 3 - 3a(mol)$
$NH_3 : 2a(mol)$
$n_{\text{khí trước phản ứng}} = n_{N_2} + n_{H_2} =1 + 3 = 4(mol)$
$⇒ n_{\text{khí giảm}} = 4.10\% = 0,4(mol)$
$⇒ n_{\text{khí sau phản ứng}} = n_{N_2} + n_{H_2} + n_{NH_3}$
$⇒ 1 - a + 3 - 3a + 2a = 4 - 0,4$
$⇒ a = 0,2 = 20\%$
Suy ra hiệu suất của phản ứng là $20\%$
Vậy hỗn hợp khí sau phản ứng gồm :
$N_2 : 1 -0,2 = 0,8(mol)$
$H_2 : 3 - 3.0,2 = 2,4(mol)$
$NH_3 : 0,2.2 = 0,4(mol)$
$n_{khí} = 0,8 + 2,4 + 0,4 = 3,6(mol)$
Do đó :
$\%V_{N_2} = \dfrac{0,8}{3,6}.100\% = 22,22\%$
$\%V_{H_2} = \dfrac{2,4}{3,6}.100\% = 66,67\%$
$\%V_{NH_3} = \dfrac{0,4}{3,6}.100\% = 11,11\%$
$m_{khí} = 0,8.28 + 2,4.2 + 0,4.17 = 34(gam)$
Do đó :
$\%m_{N_2} = \dfrac{0,8.28}{34}.100\% = 65,88\%$
$\%m_{H_2} = \dfrac{2,4.2}{34}.100\% = 14,12\%$
$\%m_{NH_3} = \dfrac{0,4.17}{34}.100\% = 20\%$
