Question

高二化学的题

合成氨工业常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮的转化率。某工厂测得合成塔中氮气、氢气混合气体的密度为0.5536g/L（标准状况），从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L。求该合成氨厂氮气的转化率。
（请加以解释，谢谢！）

Answer 1

根据入口氮气和氢气混合气的标况密度,可求混合气的平均摩尔质量为

0.5536g/L*22.4L/mol===12.40064g.mol

混合气为两组分,可以采用十字交叉法求出其物质的量之比

N2 28 10.4 2

12.4

H2 2 15.6 3

既初态氮气物质的量之比为2:3,假设氮气有2摩尔,则氢气有3摩尔(假设合成塔内氮气变化量为xmol)

合成塔内发生反应

N2+ 3H2=======2NH3

初始量 2mol 3mol 0

变化量 xmol 3xmol 2xmol

平衡量 2--x mol 3--3x mol 2xmol

根据出气口混合气的密度可求混合气的平均摩尔质量为0.693g/L*22.4L/mol==15.5232g/mol

三种成份均为气体,无法用十字交叉法(只适用于二组分),可以用定义法

M==m/n==15.5g/mol==(2*28+3*2)g/( 2--x mol + 3--3x mol+ 2xmol)

可解x==0.5mol

则氮气的转化率为(x/2)*100%==(0.5/2)*100%==25%