Hóa 11 - Bài tập điều chế NH3
BÀI TẬP PHẢN ỨNG ĐIỀU CHẾ NH3 Phản ứng tổng hợp , phân hủy NH3 PTPU : N2+3H2 ⇋ 2NH3 - Hằng số PƯ thuận PP giải : Bước : Tính tỉ lệ mol N2 H2 hỗn hợp ( đề cho biết khối lượng mol TB chúng) Từ suy số mol thể tích N2 H2 tham gia PƯ Nếu đề không cho số mol hay thể tích ta tự chọn lượng chất PƯ tỉ lệ mol N2 va H2 Bước : Căn vào tỉ lệ mol N2 H2 để xác định hiệu suất xem hiệu suất tính theo chất ( tính theo chất thiếu ) Viết PTPU vào PT suy số mol chất tham gia PƯ Bước : Tính tổng số mol thể tích trước sau PƯ Lập biểu thức liên quan sô mol khí, áp suất nhiệt độ trước sau PƯ => kết mà đề yêu cầu n1 p1.V / R.T n p 2.V / R.T VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ : Trong bình kín chứa 10 lít nito 10 lít Hidro nhiệt đô 0o C 10atm Sau PƯ tổng hợp NH3, lại đưa bình 0oC Biết có 60% Hidro tham gia PƯ , áp suất bình sau PƯ : 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 nH2/nN2 = 3/1 Thể tích H2 PƯ 66 lit => VN2 = 22 lit Tổng thể tích khí PƯ 88 lit Sau PƯ thể tích khí giảm băng 1/2thể tích khí PƯ => Vgiảm= 44 lit => VsauPƯ = 10+10−4 = 16 lit p1 10 V n1 20 = = => = => p = 8atm p2 V n2 p2 16 => Đáp án B Ví dụ : Một bình kín tích 0,5 lit chứa 0,5mol H2 0,50,5 mol N2 , nhiệt độ to C Khi trạng thái cân có 0,2 mol NH3 tạo thành Hằng số cân Kc Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! PƯ tổng hợp NH3 A 1,278 B 3,125 C 4,125 D 6,75 Hướng dẫn giải Theo giả thiết ban đầu ta thấy [H2] = [N2] = 1M Thực PƯ tổng hợp NH3 đến thời điểm cân [NH3] = 0,4 M N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 (11) bđ : 1 pư 0,2 0,6 0,4 sau 0,8 0,4 0,4 Theo (11) thời điểm cân [N2] = 0,8, [H2] = 0,4M , [NH3] = 0,4M => Đáp án B Ví dụ 3: Cho hỗn hợp khí N2, H2 NH3 có tỉ khối so với H2 Dẫn hỗn hợp qua dd H2SO4 đặc dư thể tích khí lại nửa Thành phần phần % theo thể tích khí hỗn hợp : 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 Hướng dẫn giải NH3 bị hấp thụ H2SO4 3NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Lấy mol hỗn hợp => nNH3 = 0.5 nH2=x; nN2 = y x +y = 0.5 2x + 28y = -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 67,2lit Biết hiệu suất phản ứng 25% Thể tích N2 (lit) cần là: A 13,44 B 134,4 C 403,2 D Tất sai Hướng dẫn giải Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 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 nhiệt độ cao C điều kiện thường D nhiệt độ xúc tác ĐÁP ÁN C Ví dụ 6: Cho PTHH : N2 + 3H2 ↔ 2NH3 Khi giảm thể tích hệ cân A chuyển dịch theo chiều thuận B không thay đổi C chuyển dịch theo chiều nghịch D không xác định => ĐÁP ÁN A ( giảm thể tích > tăng áp suất -> cân chuyển theo chiều giảm số phân tử khí) Ví dụ 7: Hiệu suất phản ứng N2 H2 tạo thành NH3 tăng 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 phản ứng giảm số mol khí tỏa nhiệt) Ví dụ 8: Chất dùng để làm khô khí NH3 A H2SO4 đặc C CaO B CuSO4 khan D P2O5 => ĐÁP ÁN C Ví dụ 9: Hiện tượng quan sát (tại vị trí chứa CuO) dẫn khí NH3 qua ống đựng bột CuO nung nóng 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 lít NH3 từ N2 H2 với hiệu suất 50% thể tích H2 cần dùng điều kiện ? A lít B lít C lít D 12 lít => ĐÁP ÁN D Ví dụ 11: Cho lít N2 14 lít H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu sau phản ứng tích 16,4 lít (thể tích khí đo điều kiện) Hiệu suất phản ứng Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! A 50% B 30% C 20% D 40% Hướng dẫn giải 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 hỗn hợp khí sau phản ứng b) Tính khối lượng muối NH4Cl tạo Biết thể tích khí đo đktc Hướng dẫn giải nNH3 = 0,06 mol; n Cl2 = 0,03 2NH3 + 3Cl2 -→6HCl + N2 0,02 < -> 0.03 ->0,06 -> 0.01 NH3 thừa (0,04) mol có phản ứng: NH3 + HCl >NH4Cl 0,04 ->0,04 ->0,04 -> sau phản ứng có chất phí là: HCl = 0,02 mol N2 = 0,01 mol mNH4Cl = 0,04 53,5 = 2,14 g Ví dụ 13: Cho hỗn hợp N2 H2 vào bình phản ứng có nhiệt độ không đổi Sau thời gian phản ứng, áp suất khí bình giảm 5% so với áp suất ban đầu Biết ti lệ số mol nitơ phản ứng 10% Thành phần phần trăm số mol N2 H2 hỗn hợp đầu là: A 15% 85% B 82,35% 77,5% C 25% 75% D 22,5% 77,5% Hướng dẫn giải Giả sử có mol hỗn hợp đầu Gọi x y (mol) số mol N2 H2 mol hỗn hợp đầu Gọi n1, P1 n2, P2 số mol hỗn hợp khí + áp suất bình ban đầu lúc sau -> n1 = x + y = (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 bình giảm 5% so với áp suất ban đầu -> P1 / P2 = 20 / 19 -> n1 / n2 = 20 / 19 (2) Số mol nito phản ứng 10% -> N2 pứ 0,1x mol Phương trình: N2 + 3H2 → 2NH3 Trước: -x -y -0 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 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 = (4) Giải hệ (1) & (4) cho ta: x = 0,25 mol y = 0,75 mol Thành phần phần trăm số mol N2 H2 hỗn hợp đầu %N2 = 25% %H2 = 75% Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!