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【物理化学】物質収支に関する問題

授業内で解説されなかったので、解説お願いします 問題 水素 120g と窒素 700g とをハーバー・ボッシュ法により反応させ、反応が平衡に達した後、反応器からの混合ガスの体積を測定したところ、標準状態で 1.725m^3 であった。このとき、次の(1)~(3)の問いに答えよ。 (1)過剰反応物、限定反応物をそれぞれ答えよ。 (2)限定反応物基準で、物質量基準の反応完結度を求めよ。 (3)混合ガスのモル分率を求めよ。

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  • jamf0421
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回答No.2

(1) N2 700 g→25 mol H2 120 g→60 mol N2+3H2→2NH3...(i) においてN2:H3=1:3ならば過不足なく反応しますが、H2のモル数はN2のモル数の3倍はないので、こちらが限定反応物となり、N2が過剰反応物となります。 (2)さて平衡にいたるまでのN2のモル数変化をxとすると、平衡時のそれぞれのモル数は次のようになります。 N2; 25-x mol H2; 60-3x mol NH3; 2x mol 合計mol数; 85-2x mol...(ii) 平衡時の気体はSTPで1.725 m^3だったので状態方程式は(ii)をつかって 1.01x10^5x1.725=(85-2x)x8.314x273 x=4.12 mol...(iii) となります。これより N2; 25-x=20.88 mol...(iv) H2; 60-3x=47.64 mol...(v) NH3; 2x=8.24 mol...(vi) となります。mol数の合計は76.76 molとなります。限定反応物であるH2はすべて使いきれば60 molですが、残量が47.64 molで12.36 molが消費されているので反応完結度は12.36/60=0.206(20.6%)です。 (3)モル分率は次の通りです。 N2; 20.88/76.76=0.272 H2; 47.64/76.76=0.621 NH3; 8.24/76.76=0.107

Smallpox_BW
質問者

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その他の回答 (1)

  • nananotanu
  • ベストアンサー率31% (714/2263)
回答No.1

材料と製品(の部品部品)を比べて、材料の方が多いものが『(作った後に)余るもの』 小学生の問題として、素直に解けばよい

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ELECOMと富士通の違い
このQ&Aのポイント
  • ELECOMと富士通は異なる企業ですが、ELECOMの商品に富士通の製品が使われている可能性があります。
  • ELECOMと富士通は独立した企業であり、それぞれの製品やサービスに特徴があります。
  • ELECOMは主にパソコン周辺機器を提供しており、富士通は主にコンピューターやサーバーを製造しています。
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