Hóa 11 - Bài tập điều chế NH3

Trang 1

BÀI TẬP PHẢN ỨNG ĐIỀU CHẾ NH3

Phản ứng tổng hợp , phân hủy NH3

PTPU : N2+3H2 ⇋ 2NH3

- Hằng số của PƯ thuận

PP giải :

Bước 1 : Tính tỉ lệ mol của N2 và H2 trong hỗn hợp ( nếu đề cho biết khối lượng mol TB

của chúng) Từ đó suy ra số mol hoặc thể tích của N2 và H2 tham gia PƯ Nếu đề không

cho số mol hay thể tích thì ta tự chọn lượng chất PƯ bằng đúng tỉ lệ mol của N2 va H2

Bước 2 : Căn cứ vào tỉ lệ mol của N2 và H2 để xác định hiệu suất xem hiệu suất tính theo

chất nào ( tính theo chất thiếu ) Viết PTPU căn cứ vào PT suy ra số mol các chất đã

tham gia PƯ

Bước 3 : Tính tổng số mol hoặc thể tích trước và sau PƯ Lập biểu thức liên quan giữa

sô mol khí, áp suất và nhiệt độ trước và sau PƯ => các kết quả mà đề bài yêu cầu









2 /

2

1 /

1

T R

V

p

n

T R

V

p

n

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1 : Trong một bình kín chứa 10 lít nito và 10 lít Hidro ở nhiệt đô 0o C và 10atm

Sau khi PƯ tổng hợp NH3, lại đưa bình về 0oC Biết rằng có 60% Hidro tham gia PƯ , áp

suất trong bình sau PƯ là :

A 1010 atm B 88 atm C 99 atm D 8,58,5 atm

Hướng dẫn giải

N2+3H2 ⇋ 2NH3

Theo PT tổng hợp NH3 thì nH2/nN2 = 3/1

Thể tích H2 PƯ là 66 lit => VN2 = 22 lit

Tổng thể tích khí PƯ là 88 lit

Sau PƯ thể tích khí giảm băng 1/2thể tích khí PƯ

=> Vgiảm= 44 lit

=> VsauPƯ = 10+10−4 = 16 lit

2

1

V

=

2

1

n

=

2

1

p

=>

16

20 = 2

10

p => p = 8atm

=> Đáp án B

Ví dụ 2 : Một bình kín có thể tích là 0,5 lit chứa 0,5mol H2 và 0,50,5 mol N2 , ở nhiệt

độ to C Khi ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH tạo thành Hằng số cân bằng Kc của

Trang 2

PƯ tổng hợp NH3 là

Theo giả thiết ban đầu ta thấy [H2] = [N2] = 1M

Thực hiện PƯ tổng hợp NH3 đến thời điểm cân bằng [NH3] = 0,4 M

N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 (11)

Theo (11) tại thời điểm cân bằng [N2] = 0,8, [H2] = 0,4M , [NH3] = 0,4M

=> Đáp án B

Ví dụ 3: Cho hỗn hợp khí N2, H2 và NH3 có tỉ khối so với H2 là 8 Dẫn hỗn hợp đi qua

dd H2SO4 đặc dư thì thể tích khí còn lại một nửa Thành phần phần % theo thể tích của

mỗi khí trong hỗn hợp lần lượt là :

A 25% H2, 25% N2, 50% NH3

B 50% H2, 25% N2, 25% NH3

C 25% H2, 50% N2, 25% NH3

D 30%N2, 20%H2, 50% NH3

NH3 bị hấp thụ bởi H2SO4

3NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Lấy 1 mol hỗn hợp

=> nNH3 = 0.5

nH2=x; nN2 = y

x +y = 0.5

2x + 28y = 8 2 -17 0.5

=> x=y=0.25

%NH3 = 50%

%N2=%H2 = 25%

= > ĐÁP ÁN A

Ví dụ 4: Điều chế NH3 từ đơn chất Thể tích NH3 tạo ra là 67,2lit Biết hiệu suất phản

ứng là 25% Thể tích N2 (lit) cần là:

Trang 3

N2 → 2NH3

VN2 = 67,2/2 0,25 = 134,4

=> ĐÁP ÁN B

Ví dụ 5: Cho NH3 tác dụng với khí clo cần điều kiện gì:

A Đun nóng nhẹ

B Đun nóng ở nhiệt độ cao

C ở điều kiện thường

D nhiệt độ và xúc tác

ĐÁP ÁN C

Ví dụ 6: Cho PTHH : N2 + 3H2 ↔ 2NH3 Khi giảm thể tích của hệ thì cân bằng trên sẽ

A chuyển dịch theo chiều thuận

B không thay đổi

C chuyển dịch theo chiều nghịch

D không xác định được

=> ĐÁP ÁN A

( giảm thể tích > tăng áp suất -> cân bằng chuyển theo chiều giảm số phân tử khí)

Ví dụ 7: Hiệu suất của phản ứng giữa N2 và H2 tạo thành NH3 tăng nếu

A giảm áp suất, tăng nhiệt độ

B giảm áp suất, giảm nhiệt độ

C tăng áp suất, tăng nhiệt độ

D tăng áp suất, giảm nhiệt độ

=> ĐÁP ÁN D

( PU tổng hợp NH3 là phản ứng giảm số mol khí và tỏa nhiệt)

Ví dụ 8: Chất có thể dùng để làm khô khí NH3 là

A H2SO4 đặc

C CaO

B CuSO4 khan

D P2O5

=> ĐÁP ÁN C

Ví dụ 9: Hiện tượng quan sát được (tại vị trí chứa CuO) khi dẫn khí NH3 đi qua ống đựng

bột CuO nung nóng là

A CuO từ màu đen chuyển sang màu trắng

B CuO không thay đổi màu

C CuO từ màu đen chuyển sang màu đỏ

D CuO từ màu đen chuyển sang màu xanh

=> ĐÁP ÁN C

Ví dụ 10: Để điều chế 4 lít NH3 từ N2 và H2 với hiệu suất 50% thì thể tích H2 cần dùng ở

cùng điều kiện là bao nhiêu ?

=> ĐÁP ÁN D

Ví dụ 11: Cho 4 lít N2 và 14 lít H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau phản ứng

có thể tích bằng 16,4 lít (thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện) Hiệu suất phản ứng

Trang 4

là

A 50% B 30% C 20% D 40%

V giảm = 18 -16,4 = 1,6 → VN2 phản ứng = 0,8

-> H = (0,8/4) 100 = 20%

ĐÁP ÁN C

Ví dụ 12: Dẫn 1,344 lít NH3 vào bình chứa 0,672 lít Cl2

a) Tính thành phần % theo thể tích của hỗn hợp khí sau phản ứng

b) Tính khối lượng của muối NH4Cl được tạo ra Biết thể tích các khí được đo ở đktc

nNH3 = 0,06 mol; n Cl2 = 0,03

2NH3 + 3Cl2 -→6HCl + N2

0,02 < -> 0.03 ->0,06 -> 0.01

NH3 còn thừa (0,04) mol có phản ứng:

NH3 + HCl >NH4Cl

0,04 ->0,04 ->0,04

-> sau phản ứng có các chất phí là:

HCl = 0,02 mol và N2 = 0,01 mol

mNH4Cl = 0,04 53,5 = 2,14 g

Ví dụ 13: Cho hỗn hợp N2 và H2 vào bình phản ứng có nhiệt độ không đổi Sau thời gian

phản ứng, áp suất khí trong bình giảm 5% so với áp suất ban đầu Biết ti lệ số mol của

nitơ đã phản ứng là 10% Thành phần phần trăm về số mol của N2 và H2 trong hỗn hợp

đầu là:

Giả sử có 1 mol hỗn hợp đầu Gọi x và y (mol) lần lượt là số mol của N2 và H2 trong 1

mol hỗn hợp đầu

Gọi n1, P1 và n2, P2 lần lượt là số mol hỗn hợp khí + áp suất trong bình ban đầu và lúc

sau

-> n1 = x + y = 1 (1)

Bình kín > đẳng tích, nhiệt độ không đổi -> đẳng nhiệt

> n1 / n2 = P1 / P2 ( tỉ lệ áp suất = tỉ lệ sớ mol)

Áp suất khí trong bình giảm 5% so với áp suất ban đầu -> P1 / P2 = 20 / 19

-> n1 / n2 = 20 / 19 (2)

Số mol của nito đã phản ứng là 10% -> N2 pứ 0,1x mol

Phương trình: N2 + 3H2 → 2NH3

Trước: -x -y -0

Trang 5

Pứ: -0,1x -0,3x -0,2x

Sau: n N2 = 0,9x ; n H2 = y - 0,3x ; n NH3 = 0,2x

-> n2 = 0,9x + y - 0,3x + 0,2x

-> n2 = 0,8x + y (3)

Từ (1) (2) & (3) ta có:

(x + y) / (0,8x + y) = 20 / 19

-> 3x - y = 0 (4)

Giải hệ (1) & (4) cho ta: x = 0,25 mol và y = 0,75 mol

Thành phần phần trăm về số mol của N2 và H2 trong hỗn hợp đầu là

%N2 = 25% và %H2 = 75%

Định dạng
Số trang	5
Dung lượng	203 KB