Hiện nay người ta sản xuất ammonia bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp

Với giải Bài 4.16 trang 21 SBT Hóa 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 4: Ammonia và một số hợp chất ammonium giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải, từ đó biết cách làm bài tập Hoá học 11. Mời các bạn đón xem:

Hiện nay người ta sản xuất ammonia bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp

Bài 4.16 trang 21 SBT Hóa học 11: Hiện nay người ta sản xuất ammonia bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí methane (thành phần chính của khí thiên nhiên).

Giải SBT Hóa 11 Bài 4 (Chân trời sáng tạo): Ammonia và một số hợp chất ammonium (ảnh 3)

Để sản xuất khí ammonia, nếu lấy 841,7 m³ không khí (chứa 21,03% O₂; 78,02% N₂, còn lại là khí hiếm theo thể tích), thì cần phải lấy bao nhiêu m³ khí methane và bao nhiêu m³ hơi nước để có đủ lượng N₂ và H₂ theo tỉ lệ 1 : 3 về thể tích dùng cho phản ứng tổng hợp ammonia. Giả thiết các phản ứng (1), (2) đều xảy ra hoàn toàn và các thể tích khí đo ở cùng điều kiện.

Lời giải:

$V_{O_{2}} = 841, 7 \times \frac{21, 03}{100} = 177 (m^{3})$

$V_{N_{2}} = 841, 7 \times \frac{78, 02}{100} = 656, 7 (m^{3})$

Theo phương trình hóa học (2):

$V_{{CH}_{4} (2)} = \frac{1}{2} \times V_{O_{2}} = \frac{1}{2} \times 177 = 88, 5 (m^{3})$

$V_{H_{2} O (2)} = V_{O_{2}} = 177 (m^{3})$

Theo phương trình hóa học (3):

$V_{H_{2}} = 3 \times V_{N_{2}} = 3 \times 656, 7 = 1970 (m^{3})$

Theo phương trình hóa học (1):

$\begin{array}{l} V_{{CH}_{4} (1)} = \frac{1}{4} \times V_{H_{2}} = \frac{1}{4} \times 1970 = 492, 5 (m^{3}) \\ V_{H_{2} O (1)} = \frac{1}{2} \times V_{H_{2}} = \frac{1}{2} \times 1970 = 985 (m^{3}) \end{array}$

$\begin{array}{l} \Rightarrow V_{{CH}_{4}} = V_{{CH}_{4} (1)} + V_{{CH}_{4} (2)} = 492, 5 + 88, 5 = 581 (m^{3}) \\ \Rightarrow V_{H_{2} O} = V_{H_{2} O (1)} - V_{H_{2} O (2)} = 985 - 177 = 808 (m^{3}) \end{array}$