Hóa HọcLớp 11

Nung nóng 0.5 mol hỗn hợp X gồm H2 N2 trong bình kín

Câu hỏi: 

Nung nóng 0,5 mol hỗn hợp X gồm H2, N2 trong bình kín có xúc tác thích hợp, sau một thời gian thu được hỗn hợp Y. Cho 1/2 hỗn hợp Y đi qua ống sứ đựng CuO dư, nung nóng thấy khối lượng chất rắn trong ống giảm nhiều nhất là 3,2 gam. Tỉ khối hơi của X so với H2 là:

A. 3,9

Bạn đang xem: Nung nóng 0.5 mol hỗn hợp X gồm H2 N2 trong bình kín

B. 7,2

C. 3,6

D. 11,4

Lời giải

Đáp án: C. 3,6

Giải thích

        N2 +   3H2 →   2NH3

BĐ:  x          y

P.ư: a          3a        2a

CB: x-a      y-3a        2a

Cho 1/2 hỗn hợp sau td với CuO thì chỉ có: (y-3a) / 2 mol H2 và a mol NH3 p.ư

H2 +  CuO → Cu + H2O

(y-3a)/2       (y-3a)/2

2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

a            1,5a

Khối lượng chất rắn giảm đi chính là lượng O bị tách ra khỏi CuO để tạo Cu.

n(O) = 3,2 : 16 = 0,2 = n(CuO p.ư)

Vậy ta có: (y-3a)/ 2 + 1,5a = 0,2

Tìm được y = 0,4 suy ra x = 0,5 – 0,4 = 0,1

Vậy M(X) = (0,1. 28 + 0,4. 2) : 0,5 = 7,2

Suy ra: d(X/H2) = 7,2 : 2 = 3,6

Mời bạn đọc cùng với THPT Ninh Châu tìm hiểu thêm về dung dịch NH3 qua bài viết dưới đây.

1. Amoniac là gì?

Amoniac bắt nguồn từ tiếng Pháp ammoniac và được phiên dịch ra tiếng việt là a-mô-ni-ắc. Đây là một hợp chất vô cơ có công thức phân tử là NH3. Amoniac là một hợp chất vô cơ được cấu tạo từ 3 nguyên tử nitơ và 1 nguyên tử hidro tạo thành liên kết kém bền.

2. Cấu tạo phân tử của Amoniac – NH3

NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử Nito ở đỉnh liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử Hydro ở đáy tam giác (3 liên kết N – H đều là liên kết cộng hóa trị có phân cực: N có điện tích âm, H có điện tích dương).

3. Tính chất vậy lý của Amoniac (NH3)

– Khí amoniac không màu, có mùi hắc đặc trưng, nếu hít phải nồng độ lớn có thể dẫn đến tử vong.

– Amoniac hóa lỏng nhìn giống nước, không màu, có mùi hôi hăng nồng đặc trưng.

– NH3 là chất dễ hóa lỏng bởi amoniac có độ phân cực lớn do NH3 có cặp electron tự do và liên kết N-H bị phân cực.

– Nó nhẹ hơn không khí, mật độ của amoniac gấp 0,589 lần không khí.

– Dung dịch Amoniac là dung môi hòa tan tốt.

– Áp suất tiêu chuẩn 1ATM: 0.769 kg/m3

– Tỷ lệ giãn nở thể tích 850 – 1000 lần

– Khối lượng riêng: 681 kg/m3 (-33°C)

– Độ hòa tan trong nước: 47% ở 0°C (89,9 g/100ml); 31% ở 25 °C; 18% ở 50°C;

– Độ pH > 12

– Điểm sôi: 33,34 °C

– Điểm nóng chảy: -77,7 °C

– Nhiệt độ tự cháy: 650°C

4. Tính chất hóa học của Amoniac – NH3

– Amoniac có tính khử

– NH3 kém bền bởi nhiệt nó có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao theo phản ứng hóa học:

2NH3 → N2 + 3H  

N2 + 3H2 → 2NH3

– Amoniac tác dụng được với ion kim loại chuyển tiếp tạo ion phức:

2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]

– Nguyên tử Hydro trong amoniac có thể bị thay thế bởi nguyên tử kim loại kiềm hoặc nhôm:

2NH3 + 2Na →  2NaNH2 + H2 (350 °C)

2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800-900 °C)

– Amoniac tác dụng với dung dịch muối: dung dịch amoniac có khả năng tạo kết tủa nhiều hidroxit kim loại khi tác dụng

– NH3 tác dụng với axit tạo thành muối amoni: NH3 + H+ -> NH4+

– Amoniac tan trong nước tạo thành cation amoni NH4+ và giải phóng anion OH

– Amoniac có tính bazơ yếu, làm quỳ tím chuyển thành màu xanh.

– Khả năng tạo phức: dung dịch amoniac có khả năng tạo phức cc nhiều hợp chất khó tan của kim loại như Cu, Ag, Zn, Ni, Pb…

5. Cách điều chế khí amoniac

Có 2 cách chính để điều chế khí NH3 là điều chế trong phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp với số lượng lớn.

5.1. Điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm

Có 2 cách để điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm gồm:

Cách 1: Sử dụng muối amoni tác dụng với dung dịch natri hiđroxit

– PTPU: NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3.

Cách 2: Nhiệt phân muối amoni

– PTPU: NH4Cl →  HCl + NH3

5.2. Điều chế NH3 trong công nghiệp

Vì được sản xuất với số lượng lớn nên trong công nghiệp NH3 được điều chế bằng cách tổng hợp 2 khí N2 và H2.

– PTPU: N2 + 3H2 → 2NH3

6. Ứng dụng của khí NH3

Nó được sử dụng nhiều trong ngành sản xuất phân bón, sản phẩm tẩy rửa và trong công nghiệp.

6.1. Sản xuất phân bón

Khoảng 90 phần trăm amoniac sản xuất được sử dụng trong phân bón, để giúp duy trì sản xuất lương thực cho hàng tỷ người trên thế giới.

6.2. Sản phẩm tẩy rửa, vệ sinh

Amoniac có thể được sử dụng để làm sạch nhiều bề như bồn tắm, bồn rửa và nhà vệ sinh đến mặt bàn và nhà bếp và gạch. Amoniac cũng có hiệu quả trong việc làm sạch vết bẩn từ mỡ động vật hoặc dầu thực vật, chẳng hạn như dầu mỡ nấu ăn và vết rượu vang. Bởi vì amoniac bay hơi nhanh, nó thường được sử dụng trong các dung dịch lau kính để giúp tránh vệt.

6.3. Sử dụng trong công nghiệp

Khi được sử dụng làm khí làm lạnh và trong các thiết bị điều hòa không khí, amoniac có thể hấp thụ một lượng nhiệt đáng kể từ môi trường xung quanh.

Amoniac có thể được sử dụng để làm sạch nguồn cung cấp nước và là nguyên liệu quan trọng để sản xuất nhựa, chất nổ, vải, thuốc trừ sâu và thuốc nhuộm.

Được sử dụng trong xử lý chất thải và nước thải, kho lạnh, cao su, bột giấy và các ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống như một chất ổn định, trung hòa và là nguồn nitơ. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất dược phẩm.

7. Bài tập vận dụng

Bài 1: 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 (các thể tích khí được đo trong cùng điều kiện). Hiệu suất phản ứng là bao nhiêu?

A. 20%

B. 30%

C. 40%

D. 50%

Lời giải

Chọn đáp án A.

Ở cùng điều kiện thì tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol

→ Hiệu suất tính theo N2

Đặt thể tích N2 phản ứng là x lít

→ VH2 phản ứng = 3x lít,

VNH3sinh ra = 2x lít

VN2dư = 4 – x lít,

VH2 dư = 14 – 3x lít

Sau phản ứng thu được N2 dư, H2 dư, NH3

Tổng thể tích khí thu được là

Vkhí  = VH2 dư + VN2dư  + VNH3sinh ra

= 14 – 3x + 4 – x + 2x = 16,4 lít

→ x = 0,8 lít

Bài 2: Phải dùng bao nhiêu lít khí nitơ và bao nhiêu lít khí hiđro để điều chế 17,0 gam NH3? Biết rằng hiệu suất chuyển hóa thành amoniac là 25%?

A. 22,4 lít N2 và 67,2 lít H2

B. 22,4 lít N2 và 134,4 lit H2

C. 44,8 lít N2 và 67,2 lít H2

D. 44,8 lít N2 và 134,4 lít H2

Lời giải

Chọn đáp án D

Bài 3: Cho 4 lít N2 và 12 lít H2 vào bình kín để thực hiện phản ứng tổng hợp NH3. Biết hiệu suất phản ứng là 25%, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích là bao nhiêu (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện)?

A. 12 lít

B. 14 lít

C. 16 lít 

D. 18 lít

Lời giải

Chọn đáp án B

Ở cùng điều kiện thì tỉ lệ về thể tích chính là tỉ lệ về số mol

Do hiệu suất phản ứng là 25% nên

VN2 pứ= 4.25%= 1 lít; VH2 pứ= 12.25%= 3 lít;

VNH3 sinh ra= 2VN2 pứ= 2 lít

VN2 dư= 4-1=3 lít, VH2 dư= 12-3=9 lít

Hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích là

V= VN2 dư + VH2 dư+ VNH3 sinh ra= 3 +9+2=14 lít

Đăng bởi: THPT Văn Hiến

Chuyên mục: Lớp 11, Hóa Học 11

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button