Câu hỏi/bài tập:
Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 3. Nung nóng X trong bình kín (450 oC, xúc tác Fe) một thời gian, thu được hỗn hợp khí có số mol giảm 5% so với ban đầu. Tính hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3.
Tính số mol giảm của phản ứng rồi tính hiệu suất của phản ứng theo N2 hoặc H2. Với N2 và H2 có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 3, phản ứng vừa đủ theo tỉ lệ trên nên có thể tính hiệu suất của phản ứng theo N2 hoặc H2.
Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 3.
Chọn \({{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_{\rm{2}}}}} = 1{\rm{ (mol)}};{\rm{ }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}} = 3{\rm{ }}({\rm{mol}})\)
\( \Rightarrow \)Số mol khí ban đầu là: \(1 + 3 = 4{\rm{ (mol)}}\)
Gọi x (mol) là số mol N2 phản ứng.
Xét cân bằng:
Advertisements (Quảng cáo)
\({{\rm{N}}_2}\left( g \right){\rm{ }} + {\rm{ }}3{{\rm{H}}_2}\left( g \right){\rm{ }} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} {\rm{ }}2{\rm{N}}{{\rm{H}}_3}\left( g \right){\rm{ }}\)
Ban đầu (mol): 1 3 0
Phản ứng (mol): x → 3x → 2x
Cân bằng (mol): 1 - x 3 – 3x 2x
\( \Rightarrow \)Số mol khí sau phản ứng: \({\rm{(1}} - {\rm{x}}){\rm{ + (3 — 3x) + 2x = 4}} - {\rm{2x (mol)}}\)
\( \Rightarrow \)Số mol khí giảm so với ban đầu: \(4 - (4 - 2{\rm{x}}) = 2{\rm{x (mol)}}\)
Ta có: hỗn hợp khí sau phản ứng có số mol giảm 5% so với ban đầu.
\( \Leftrightarrow 2{\rm{x}} = \frac{5}{{100}} \times 4 \Rightarrow {\rm{x}} = 0,1{\rm{ (mol)}}\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_{\rm{2}}}{\rm{p/u}}}} = {\rm{x}} = 0,1{\rm{ }}{({\rm{mol}})^{}}\\ \Rightarrow {\rm{H}} = \frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_{\rm{2}}}{\rm{p/u}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{{\rm{N}}_{\rm{2}}}{\rm{bd}}}}}} \times 100\% = \frac{{0,1}}{1} \times 100\% = 10\% \end{array}\)