Đề bài

 Hỗn hợp khi X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối hơi so với He bằng 1,8. Đun nóng trong bình kín một thời gian (có bột Fe làm xúc tác) thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối hơn so với He bằng 2. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH₃ là

• A. 10%.
• B. 20%.
• C. 25%.
• D. 5%.

Phương pháp giải

Dựa vào kiến thức về Tính chất hóa học nitrogen.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

M_X = 4.1,8 = 7,2

Xét 1 mol hỗn hợp gồm a mol N₂ và b mol H₂:

a + b = 1; 28a + 2b = 7,2 ⇒ a = 0,2; b = 0,8 (mol)

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

n_Y = 1 – 2a

Mà M_Y = 4.2 = 8; m_Y = m_X = 7,2 ⇒ n_Y = 0,9 = 1 – 2a

⇒ a = 0,05 (mol). Vậy H = (0,05/0,2). 100% = 25%

Đáp án : C

Mở rộng

Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng dựa vào K_C của phản ứng

Đây là bài toán ngược so với dạng 1, để làm bài toán này, thông thường sẽ xét 3 bước của phản ứng: trước phản ứng; phản ứng và cân bằng. Sau đó sẽ đặt ẩn [A] hoặc [B] khi phản ứng từ đó viết biểu thức K_C và giải ẩn đã đặt.

Ví dụ: Cho 5,6 gam CO và 5,4 gam H₂O vào một bình kín dung tích không đổi 10 lít. Nung nóng bình một thời gian ở 830⁰C để hệ đạt đến trạng thái cân bằng: CO (g) + H₂O (g) \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \) CO₂ (g) + H₂ (g) (hằng số cân bằng K_C = 1). Nồng độ cân bằng của CO, H₂O lần lượt là bao nhiêu?

Bước 1: Tính số mol CO và H2O

n _CO = 5,6 : 28 = 0,2 mol; n _H2O = 5,4 : 18 = 0,3 mol

Bước 2: Tính nồng độ CO và H₂O

[CO] = 0,2 : 10 = 0,02M; [H₂O] = 0,3 : 10 = 0,03M

Bước 3: Đặt [CO] phản ứng = aM

Xét phản ứng thuận nghịch:

          CO (g) + H₂O (g)  CO₂ (g) + H₂ (g)

Trước phản ứng:    0,02          0,03                0                0

Phản ứng:                  a →           a                     a                a

Cân bằng:            0,02 – a      0,03 – a         a                a