Tổng hợp bài tập điều chế NH₃ - Hồ Văn Quân

DạNG 2: Tổng hợp NH3 Bài 1: Cho 9 lít N2 và 6 lít H2 và bình tổng hợp NH3. Tính thành phần % theo thể tích của các khí có trong hỗn hợp sau phản ứng và hiệu suất của phản ứng trong hai trường hợp sau: Hỗn hợp sau phản ứng có thể tích là 14 lít. Thể tích của khí NH3 trong hỗn hợp sau phản ứng chiếm 20% toàn bộ thể tích của hỗn hợp này Bài 2: Một hỗn hợp khí N2 và H2 (đo ở đktc) có tỷ lệ thể tích VN2/ VH2 = 1/3 và khối lượng hỗn hợp là 40,8 gam đem tổng hợp NH3, sau phản ứng đưa hỗn hợp về đktc. Tính hiệu suất của phản ứng và thành phần % về khối lượng, thành phần % về thể tích của từng khí sau phản ứng. Biết rằng ở điều kiện này NH3 chiếm 20% toàn bộ thể tích của hỗn hợp sau phản ứng. Bài 3: Trong một bình kín dung tích 11,2 lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ thể tích là 1:2 (đo ở 0oc; 18atm) tiến hành tổng hợp NH3 sau một thời gian rồi đưa nhiệt độ về 0oc. Tính % về thể tích của các khí trong hỗn hợp sau phản ứng và áp suất trong bình lúc sau phản ứng. Biết H% = 60% Nếu áp suất trong bình lúc sau phản ứng bằng 14atm, tính % về thể tích của các khí trong hỗn hợp sau phản ứng và H% của phản ứng. Bài 4: Trong một bình kín dung tích không đổi chứa N2 và H2 theo tỉ lệ số mol 1:3 ở 4500c có một ít xúc tác, áp suất trong bình là 8 atm. Đun nóng bình một thời gian, sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong bình là p. Biết hiệu suất phản ứng là H% Lập biểu thức tính áp suất sau phản ứng p và tỉ khối hơi d của hỗn hợp khí sau phản ứng so với không khí theo hiệu suất H% Tìm khoảng xác định của p và d. Bài 5: Đề số 4 câu3 Trong một bình kín dung tích 56lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ 1:4, ở 00c và 200atm và một ít chất xúc tác. Đun nóng bình một thời gian sau đó đưa nhiệt độ về 00c thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu Tính H% điều chế NH3 Lấy 1/2 lượng NH3 tạo thành có thể điều chế được bao nhiêu lít dung dịch NH3 25% (d=0,907 g/ml)? Nếu lấy 1/2 lượng H3 tạo thành có thể điều chế được bao nhiêu lít dung dịch HNO3 67% (d=1,40g/ml), biết hiệu suất quá trình điều chế HNO3 là 80% Lấy Vml dung dịch HNO3 ở trên pha loãng bằng nước được dung dịch mới, dung dịch này hoà tan vừa đủ 4,5 gam Al và giải phóng hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với H2 là 16,75. Tính thể tích các khí và thể tích V ( ở đktc) Bài 6: Một hỗn hợp gồm 1VN2 và 3VH2 cho qua bột Fe nung ở 4000c. Khí tạo thành được hoà tan trong H2O thành 500 g dung dịch NH3 5%. Tính lượng N2 đã sử dụng, biết H phản ứng là 20% Bài 7: Cần dùng bao nhiêu lít N2 và H2 để diều chế được 34 g NH3 nếu H = 25%. Muốn trung hoà lượng NH3 ở trên cần dùng bao nhiêu ml dung dịch HCl 20% (d=1,1) ĐS: VH2 =268,8 l; Vdd HCl 331,8 ml Bài 8: Đun nóng hỗn hợp gồm 200 g NH4Cl và dung 200 g CaO. Từ lượng khí NH3 tạo ra điều chế được 224 ml dung dịch NH3 30% (d= 0,892 g/ml). Tính H% = ? ĐS: 94,3% Bài 9J(BTHH) Trong bình phản ứng có 100 mol hỗn hợp N2 và H2 theo thỉ lệ 1:3 về số mol. áp suất lúc đầu là 300 atm, áp suất sau phản ứng là 285 atm. Nhiệt độ trong bình được giữ không đổi. Tính số mol các khí sau trong hỗn hợp sau phản ứng và H% = ? ĐS: NH3(5mol), N2(22,5 mol); H=10% Bài 10: Một hỗn hợp khí A gồm N2 và H2 theo tỉ lệ thể tích 1:3. Cho phản ứng để tạo ra NH3, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B . dA/B = 0,6 Tính H%=? Cho hỗn hợp khí B qua nước thì còn lại hỗn hợp khí C. Tính dA/C ĐS: H=80%; dA/C = 1 Bài 11: Thực hiện phản ứng trong bình kín có V = 500 ml với 1 mol N2 và 4 mol H2 và 1 ít xúc tác. Khi phản ứng đạt tói cân bằng thì p sau pư tăng 0,8 lần so với pban đầu ở cùng nhiệt độ Tính H% = ? Tính Kcb của phản ứng xảy ra trong bình ĐS: H(N2) = 50%; Kcb = 0,032 Bài 12: Cho dung dịch NH3 đến dư vào 20 ml dung dịch Al2(SO4)3. Lọc lấy kết tủa và cho vào 10 ml dung dịch NaOH 2M thì kết tủa tan hết. Tính [Al2(SO4)3] =? ĐS: 0,5M Bài 13: Trộn 3 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 về nhiệt độ và áp suất. Tính thể tích NH3 tạo thành và hiệu suất phản ứng. ĐS: V(NH3)=1,6 lít; H=20% Bài 14J(119 - BTHH) Trong một bình kín chứa 40 mol N2 và 160 mol H2. áp suất của hỗn hợp lúc đầu là 400 atm, nhiệt độ trong bình giữ không đổi. Biết rằng khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng thì tỉ lệ N2 đã phản ứng là 25% (H% = 25%) Tính số mol các khí trong hỗn hợp sau phản ứng. Tính p sau phản ứng? ĐS: NH3(20mol); H2(130), =180;p=360 Bài 15J(121-BTHH) Hỗn hợp N2 và H2 có tỉ lệ về số mol là 1:3 được lấy vào bình phản ứng có dung tích 20 lít. áp suất của hỗn hợp khí lúc đầu là 372 atm và nhiệt độ là 4270c Tính số mol của N2 và H2 có lúc đầu Tính số mol hỗn hợp sau phản ứng, biết H%=20% Tính p sau phản ứng biết nhiệt độn được giữ không đổi. ĐS: nhh = 116,64; p2 = 334,8 atm Bài 16L(122-BTHH) Một hỗn hợp N2 và H2 được lấy vào bình phản ứng có nhiệt độ được giữ không đổi. Sau thời gian phản ứng áp suất của các khí giảm 5% so với áp suất lúc đầu. Biết rằng tỉ lệ số mol N2 đã phản ứng là 10%. Tính % số mol N2 và H2 trong hỗn hợp đầu? ĐS: %N2 = 25%; %H2 = 75% Bài 17J(117-BTHH) Biết rằng cứ từ 2 m3 (đktc) hỗn hợp N2 và H2 (tỉ lệ 1:3 về thể tích) thu được một lượng NH3 đủ điều chế 3,914 l dung dịch NH3 20% (d=0,923 g/ml). Tính H% =? ĐS: 95,2% Bài 18J(94-BTHH) Cho 1,5 lít NH3 (đktc) đi qua ống đựng 16 gam CuO nung nóng thu được một chất rắn X. Tính khối lượng CuO đã bị khử Tính thể tích dung dịch HCl 2M đủ để tác dụng hết với X ĐS: m=8g; VHCl = 0,1 lít Bài 19J(98-BTHH) Tính thể tích O2 cần dùng để oxi hoá 6 lít NH3, biết rằng sinh ra cả hai khí N2 và NO với tỉ lệ số mol là 1:4 (các V đo ở cùng điều kiện) ĐS: V = 6,5 lít Bài 20J(99-BTHH) Dẫn 1,344 l NH3 vào bình có chứa 0,672 lít Cl2 (V đo ở cùng ĐK) Tính % theo thể tích của hỗn hợp khí sau phản ứng? Tính khối lượng NH4Cl được tạo ra. ĐS: %N2(33,3%); %HCl (66,7%).m=2,14g Bài 21L(100-BTHH) Hỗn hợp A gồm 3 khí NH3, N2, H2. Dẫn hỗn hợp A vào bình có nhiệt độ cao. Sau phản ứng phân hủy NH3 (coi như hoàn toàn) thu được hỗn hợp khí B có thể tích tăng 25% so với A. Dẫn B đi qua ống đựng CuO nung nóng sau đó loại nước thì chỉ còn một chất khí có thể tích giảm 75% so với B. Phần trăm thể tích của các khí NH3, N2, H2 trong A lần lượt là: A. 25%; 20%; 55% B. 25%; 18,75%; 56,25% C. 20%; 25%; 55% D. 30,5%; 18,75%; 50,75% Bài 22: Cho dung dịch NH3 đến dư vào 20 ml dung dịch Al2(SO4)3. Lọc kết tủa và cho vào 10ml dung dịch NaOH 2M thì kết tủa vừa tan hết. Viết PT phân tử và ion rút gọn của các phản ứng xảy ra Tính CM của Al2(SO4)3 Tính V dung dịch NaOH cần thêm vào 20 ml dung dịch Al2(SO4)3 ở trên để thu được 0,78 gam kết tủa. ĐS: b. CM = 0,5M; c. 15 ml và 35ml Bài 23: Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào 50 ml dd A có chứa các ion có sinh ra 11,56 g một chất kết tủa và đun nóng tthu được 4,48 lít khí thoát ra (đktc) Viết PT phân tử và phương trình ion cảu phản ứng xảy ra Tính CM của mỗi muối trong dung dịch A ĐS: (NH4)2SO4 1M; NH4NO3 2M Bài 24: Cho dung dịch A chứa NaOH có pH = 13 Cần pha loãng dung dịch A bao nhiêu lần để thu được dung dịch B có pH = 12 Cho 1,177 g NH4Cl vào 200 ml dung dịch B và đun sôi dung dịch sau đó để nguội. Hỏi dung dịch có màu gì nếu ta cho thêm vào 1 ít quỳ tím ĐS: NH4Cl dư 0,02 mol;dd có tính axit Bài 25J (ĐH BK TP HCM) Trong một bình kín dung tích 2 lít có chứa 2 mol N2 và 8 mol H2 (có thêm một ít xúc tác) được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt cân bằng thì thấy áp sất khí trong bình bằng 0,8 lầm áp suất lúc đầu. Tính hằng số cân bằng của phản ứng. HD: à ns = 8 Gọi số mol N2 phản ứng là x ns = (2-x) + (8-3x) + 2x = 8 - -> x = 1 Tính [] của các chất ở TTCB Bài 26J (ĐH Y TP HCM 2000) Thực hiện phản ứng trong một bình kín có dung tích 500 ml có chứa 1 mol N2 và 4 mol H2 (có một ít XT). Khi phản ứng đạt cân bằng thì thấy áp sất khí trong bình bằng 0,8 lầm áp suất lúc đầu chưa phản ứng ở cùng nhiệt độ. Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong bình. ĐS: KCB = 0.032 Bài 27J (ĐH Mỏ - Địa chất 1999) Trong một bình kín chứa 1 mol H2; 1 mol N2. Khi phản ứng đạt tới TTCB thì có 0,4 mol NH3 được tạo thành. Tính KCB của phản ứng tổng hợp NH3. Khi hệ đang ở TTCB nếu tăng áp suất cân bằng của hệ sẽ chuyển dịch theo chiều nào? Tại sao? ĐS: KCB = 3,125, Bài 28: Cho m gam một hỗn hợp gồm NH4HCO3 và (NH4)2CO3 vào một bình kín có dung tích V ml rồi đốt nóng đến 9000C. áp suất trong bình lúc đó lá p1. Cũng m g hỗn hợp trên cho tác dụng với khí NH3 dư rồi cho hỗn hợp sản phẩm sau phản ứng vào bình kín dung tích V ml và đun nóng đến 9000C. áp suất trong bình lúc đó là p2 với p2 = 1,2p1. Xác định % theo khối lượng của hỗn hợp. ĐS: NH4HCO3 (62,2%) Bài 29: Trong một bình kín có dung tích 56 lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ thể tích 1:4, ở O0C và 200 atm và một ít chất XT. Nung nóng bình một thời gian sau đó đưa về nhiệt độ O0C thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu. Tính H%? ĐS: H=25% Bài 30: Một hỗn hợp A gồm 2 khí N2 và H2 theo tỉ lệ thể thể tích là 1 : 3. Tạo phản ứng giữa N2 và H2 co ra NH3. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B. Tỉ khối hơi của A đối với B là 0,6 Tính H% của phản ứng tổng hợp NH3 Cho hỗn hợp khí B qua hước thì còn lại khí hỗn hợp khí C. Tính dA/C? ĐS: H = 80%; dA/C = 1 Bài 31: Một hỗn hợp gồm N2 và H2 có tỉ khối đối với H2 bằng 3,6. Sau khi nung nóng một thời gian để hệ đạt trạng thái cân bằng thì tỉ khối của hỗn hợp sau phản ứng đối với H2 bằng 4,5. XĐ %V của hỗn hợp trước và sau phản ứng.Tính H%? ĐS: Trước 20%N2; 80%H2; sau 12,5%N2; 62,5%H2; H% = 50% Bài 32: Cho hỗn hợp N2 và H2 vào một bình kín có t = 150C, áp suất p1. Tạo điều kiện để phản ứng xảy ra. Tại thời điểm t = 6630C thì p = 3p1. Tính H% =? HD: Ta có pV = nRT - -> Bình kín nên V không đổi Hỗn hợp trước có 13 mol, sau có 12 mol. Vậy háo hụ mất 1 mol Có 4 mol phản ứng tạo 2 mol NH3 nên bị hao mất 2 mol - -> có x mol phản ứng thì hao mất 1 mol x = 2 mol H% = Bài 33: Một hỗn hợp gồm 8 mol N2 và 14 mol H2 được nập vào một bình kín có dung tích 4 lít và giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt TTCB thì psau = 10/11ptrước. Tính H% = ? HD: Tương tự bài trên. Sau phản ứng số mol khí mất đi 2 mol: H% = (4 : 22)100 = 18,18%