Question

合成氨工廠常通過測定反應前后混合氣體的密度來確定氮的轉化率。某工廠測得合成塔中N₂、H₂混合氣體的密度為0.5536g/L(標準狀況)，從合成塔中出來的混合氣體在相同條件下密度為0.693g/L(標準狀況)。求該合成氨廠N₂的轉化率。

Answer 1

25%

由于題目中沒有告訴起始物質的量，也沒有說明N₂、H₂是按化學方程式中物質的計量數投放物料，因此部分學生就假設N₂為1molH₂為3mol，進行解題，依據是不足的。故本題解答時只能設反應前混合氣體中氮氣的物質的量分數為x，氫氣物質的量分數為(1-x)，依題意得：
28x+2(1-x)=0.5536×22.4

設起始有氮氣2mol，氫氣為3mol，氮氣轉化的物質的量為y，
N₂　 +　 3H₂　 　　2NH₃
起始物質的量　　　 　2mol　　　 3mol　　　　 0mol
轉化物質的量　　　 　ymol　　　 3ymol　　　 2ymol
平衡物質的量　　　   2-ymol　   3-3ymol　　 2ymol
n總=(2-y)mol+(3-3y)mol+2ymol=(5-2y)mol
根據反應前后氣體質量守恒可知

解得　 y=0.5mol