by Hỗn hợp X gồm N$_{2}$ và H$_{2}$ có tỉ khối hơi so với H$_{2}$ là 3,6. Cho hỗn hợp X vào bình kín với xúc tác thích hợp rồi thực hiện phản ứng tổng hợp NH$_{3}$ thấy thu được hỗn hợp Y gồm N$_{2}$, H$_{2}$ và NH$_{3}$. Biết tỉ khối hơi của Y so với H$_{2}$ bằng 4. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH$_{3}$ trong phản ứng trên là
A. 30%.
B. 15%.
C. 20%.
D. 25%.
Hướng dẫn
Chọn phương án: D
Phương pháp giải:
Sử dụng quy tắc đường chéo
PTHH: N$_{2}$ + 3H$_{2}$ \(\underset{{}}{\overset{{{t^0},p,xt}}{\longleftrightarrow}}\) 2NH$_{3}$
\(\frac{{ntrc}}{{n\,sau}} = \frac{{Msau}}{{M\,truoc}}\)
Hiệu suất tính theo N$_{2}$ hoặc H$_{2}$ với điều kiện là chất nào phản ứng hết nếu H =100%
Lời giải chi tiết:
M$_{X}$ = 3,6.2 = 7,2 (g/mol) ; M$_{Y}$ = 4.2 = 8 (g/mol)
Coi hỗn hợp ban đầu có 5 mol thì n$_{N2}$ = 1 (mol); n$_{H2}$ = 4 (mol)
Gọi số mol của N$_{2}$ pư là x (mol)
PTHH: N$_{2}$ + 3H$_{2}$ \(\underset{{}}{\overset{{{t^0},p,xt}}{\longleftrightarrow}}\) 2NH$_{3}$
PƯ x → 3x 2x ⇒ số mol giảm là 2x (mol)
⇒ số mol sau pư: n$_{sau}$ = n$_{trước}$ – n$_{giảm}$ = 5 – 2x (mol)
Ta có:
\(\begin{gathered}
\frac{{ntrc}}{{n\,sau}} = \frac{{Msau}}{{M\,truoc}} \Rightarrow \frac{5}{{5 – 2x}} = \frac{8}{{7,2}} \hfill \\
\Rightarrow 36 = 40 – 16x \hfill \\
\Rightarrow x = 0,25\,(mol) \hfill \\
\% H = \frac{{{n_{{N_2}pu}}}}{{{n_{{N_2}bd}}}}.100\% = \frac{{0,25}}{1}.100\% = 25\% \hfill \\
\end{gathered} \)
Đáp án D
