Cho hỗn hợp khí (X) gồm N2, H2, NH3 có tỉ khối so với khí hydrogen là 8. Dẫn hỗn hợp khí (X) đi qua dung dịch H2SO4 đặc

Bài 4.4 trang 18 SBT Hóa học 11: Cho hỗn hợp khí (X) gồm N₂, H₂, NH₃ có tỉ khối so với khí hydrogen là 8. Dẫn hỗn hợp khí (X) đi qua dung dịch H₂SO₄ đặc, dư thì thể tích khí còn lại một nửa. Thành phần % theo thể tích mỗi khí trong hỗn hợp (X) lần lượt là

A. 25% N₂, 25% H₂ và 50% NH₃.

B. 25% N₂, 50% H₂ và 25% NH₃.

C. 50% N₂, 25% H₂ và 25% NH₃.

D. 20% N₂, 30% H₂ và 50% NH₃.

Trả lời

Giả sử tổng số mol của hỗn hợp X là 1 mol.

Ta có: NH₃ phản ứng với H₂SO₄ đặc, do đó sau khi dẫn hỗn hợp khí (X) đi qua dung dịch H₂SO₄ đặc, còn lại khí N₂, H₂.

$\Rightarrow \mathrm{\%}{\mathrm{V}}_{{\mathrm{NH}}_3}=50\mathrm{\%}$

$\Rightarrow {\mathrm{n}}_{{\mathrm{NH}}_3}=50\mathrm{\%}{\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}=0,5\times 1=0,5\left(\mathrm{mol}\right)$

Ta có:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{N}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{NH}}_3}={\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}$

$\begin{array}{l}\Rightarrow {\mathrm{n}}_{{\mathrm{N}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}={\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{NH}}_3}\\ =1-0,5=0,5\left(\mathrm{mol}\right)\left(1\right)\end{array}$

Ta có:

$\iff \frac{{\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}}{{\mathrm{M}}_{{\mathrm{H}}_2}}=8\Rightarrow {\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}=8\times {\mathrm{M}}_{{\mathrm{H}}_2}=8\times 2=16\left(\mathrm{amu}\right)$

Ta lại có:

${\mathrm{m}}_{\mathrm{X}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}\times {\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}$

$\begin{array}{l}\iff {\mathrm{m}}_{{\mathrm{N}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{NH}}_3}={\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}\times {\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}\\ \iff 28{\mathrm{n}}_{{\mathrm{N}}_2}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}+17\times 0,5=1\times 16\\ \iff 28{\mathrm{n}}_{{\mathrm{N}}_2}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=7,5\left(2\right)\end{array}$

Giải hệ phương trình gồm (1) và (2):

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{N}}_2}=0,25\left(\mathrm{mol}\right)$

$\Rightarrow \mathrm{\%}{\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2}=\mathrm{\%}{\mathrm{V}}_{{\mathrm{N}}_2}=\frac{0,25}{1}\times 100\mathrm{\%}=25\mathrm{\%}$

→ Chọn A.

Xem thêm các bài giải SBT Hóa học lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Ôn tập chương 1

Bài 3: Đơn chất nitrogen

Bài 4: Ammonia và một số hợp chất ammonium

Bài 5: Một số hợp chất với oxygen của nitrogen

Bài 6: Sulfur và sulfur dioxide

Bài 7: Sulfuric acid và muối sulfate