Trong công nghiệp, nitrogen được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dồi dào là không khí. Giả thiết không khí chứa 78% N­₂, 21% O₂ và 1% Ar về thể tích. Cho biết nhiệt độ sôi của các chất trên lần lượt là -196^oC, -183^oC và -186^oC. Em hãy nêu nguyên tắc sản xuất N₂ từ không khí.

Đáp án đúng là: B

Giả sử có 1 mol N₂ và 4 mol H₂.

Phương trình hoá học:   N₂           +        3H₂                ⇌      2NH₃

Ban đầu:                            1                   4                              0                   mol

Phản ứng:                          x                   3x                            2x                 mol

Sau phản ứng:                   (1 – x)          (4 – 3x)                    2x                 mol

Tổng số mol khí sau phản ứng: n_sau = (1 – x) + (4 – 3x) + 2x = 5 – 2x (mol).

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có:

m_trước = m_sau ⇔ 28.1 + 2.4 = (5 – 2x).4.2 Þ x = 0,25.

Giả sử H = 100% thì N₂ hết, do đó hiệu xuất phản ứng tính theo N₂.

Ta có: H = $\frac{0,25}{1}.100\%$ = 25%.

Đáp án đúng là: D

Giả sử ban đầu có x mol N₂ và y mol H₂.

Ta có:

Giả sử có 1 mol N₂ và 4 mol H₂. Vậy số mol ban đầu là 5 mol.

Phương trình hoá học:  N₂           +        3H₂                ⇌      2NH₃

Ban đầu:                            1                   4                              0                   mol

Phản ứng:                          x                   3x                            2x                 mol

Sau phản ứng:                   (1 – x)          (4 – 3x)                    2x                 mol

Tổng số mol khí sau phản ứng: n_sau = (1 – x) + (4 – 3x) + 2x = 5 – 2x (mol).

Số mol Y giảm 8% so với ban đầu

Giả sử H = 100% thì N₂ hết, do đó hiệu xuất phản ứng tính theo N₂.

Ta có: H = $\frac{0,2}{1}.100\%$ = 20%.