Hotline 0936685849

Giải bài 1 trang 34 Hoá 11 SGK Chân trời sáng tạo

15:12:1522/04/2023

Chào các em! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải chi tiết Bài 1 trang 34 SGK Hóa 11 thuộc bộ sách Chân trời sáng tạo. Bài toán này là một ví dụ thực tế về sản xuất nitric acid ( $H N O_{3}$ ) từ ammonia ( $N H_{3}$ ) và giúp các em củng cố kiến thức về phương trình hóa học cũng như tính toán hiệu suất phản ứng.

Đề bài:

Trong công nghiệp, người ta sản xuất nitric acid (HNO₃) từ ammonia theo sơ đồ chuyển hoá sau:

NH₃ NO $\small \xrightarrow[]{+O_2}$ NO₂ $\small \xrightarrow[]{+O_2+H_2O}$ HNO₃

a) Viết các phương trình hoá học xảy ra.

b) Để điều chế 200 000 tấn nitric acid có nồng độ 60% cần dùng bao nhiêu tấn

ammonia? Biết rằng hiệu suất của quá trình sản xuất nitric acid theo sơ đồ trên là 96,2%.

Phân tích và Hướng dẫn giải:

Bài toán gồm hai yêu cầu chính:

a) Viết các phương trình hóa học: Dựa vào sơ đồ chuyển hóa, các em cần viết các phương trình hóa học tương ứng. Lưu ý cân bằng chính xác các phương trình.

b) Tính toán khối lượng ammonia cần dùng: Đây là một bài toán tính theo phương trình hóa học có xét đến hiệu suất. Các em sẽ thực hiện các bước sau:

1. Tính khối lượng $H N O_{3}$ nguyên chất từ khối lượng dung dịch và nồng độ đã cho.

2. Dựa vào sơ đồ phản ứng, thiết lập mối quan hệ tỉ lệ mol giữa $N H_{3}$ và $H N O_{3}$ . Vì toàn bộ $N$ từ $N H_{3}$ cuối cùng chuyển thành $N$ trong $H N O_{3}$ , nên tỉ lệ mol của chúng là 1:1.

3. Tính khối lượng $N H_{3}$ cần dùng theo lý thuyết.

4. Sử dụng hiệu suất của quá trình để tính khối lượng $N H_{3}$ thực tế cần dùng.

Công thức: $m_{t h ự c tế} = m ^{lý t h u yế t}$ /H%

Lời giải chi tiết:

a) Các phương trình hoá học xảy ra.

(1) 4NH₃ + 5O₂ $\small \xrightarrow[]{850-900^0,\: Pt}$ 6H₂O + 4NO

(2) 2NO + O₂ → 2NO₂
(3) 2H₂O + 4NO₂ + O₂ → 4HNO₃

b) Tính số ammonia cần dùng:

Khối lượng HNO₃ nguyên chất là:

$\small m_{HNO_3}=\frac{200000.60}{100}=120000$ (tấn)

Sơ đồ phản ứng điều chế HNO₃ từ NH₃

NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃

1mol 1 mol

17g 63g

x tấn 120 000 tấn

Theo sơ đồ điều chế n_HNO3 = n_NH3

⇒ m_NH3 = 120 000.17 : 63 = 32380,95 (tấn)

Vì hiệu suất H = 96,2%

Vậy khối lượng amoniac cần dùng là:

32380,95 : 0,962 = 33 660 (tấn)

Qua bài tập này, các em đã củng cố kiến thức về:

Các giai đoạn sản xuất nitric acid từ ammonia trong công nghiệp.
Tính toán khối lượng chất phản ứng dựa trên phương trình hóa học và hiệu suất.

Bài toán thực tế này cho thấy tầm quan trọng của việc hiểu rõ các quy trình hóa học và áp dụng các công thức tính toán để giải quyết các vấn đề trong công nghiệp.

• Xem thêm:

Bài 2 trang 34 Hoá 11 SGK Chân trời sáng tạo: Trong thực tế, nhiều nơi nước thải, phân bón hóa học, thuốc trừ sâu chưa qua xử lý...

Bài 3 trang 34 Hoá 11 SGK Chân trời sáng tạo: Khí thải có chứa NO₂ góp phần gây gây ra mưa acid và hiện tượng phú dưỡng...