Question

合成氨工厂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N₂、H₂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(标准状况)。求该合成氨厂N₂的转化率。

Answer 1

25%

由于题目中没有告诉起始物质的量，也没有说明N₂、H₂是按化学方程式中物质的计量数投放物料，因此部分学生就假设N₂为1molH₂为3mol，进行解题，依据是不足的。故本题解答时只能设反应前混合气体中氮气的物质的量分数为x，氢气物质的量分数为(1-x)，依题意得：
28x+2(1-x)=0.5536×22.4

设起始有氮气2mol，氢气为3mol，氮气转化的物质的量为y，
N₂　 +　 3H₂　 　　2NH₃
起始物质的量　　　 　2mol　　　 3mol　　　　 0mol
转化物质的量　　　 　ymol　　　 3ymol　　　 2ymol
平衡物质的量　　　   2-ymol　   3-3ymol　　 2ymol
n总=(2-y)mol+(3-3y)mol+2ymol=(5-2y)mol
根据反应前后气体质量守恒可知

解得　 y=0.5mol