Câu 24 · 24/25
Đề bài
Cho cân bằng:
$$\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}.$$
Ban đầu cho 3,0 mol hydrogen và 1,0 mol nitrogen vào bình kín, có xúc tác iron, giữ ở 450 °C. Khi cân bằng, tổng lượng khí là 3,6 mol. Ban đầu không có ammonia. Hiệu suất phản ứng là bao nhiêu?
-
A10%.
-
BĐáp án20%.
-
C40%.
-
D90%.
Hướng dẫn giải
**Đáp án: B.** Ban đầu tổng số mol khí là $3+1=4$ mol. Gọi $x$ mol $\ce{N2}$ đã phản ứng; khi đó $\ce{H2}$ giảm $3x$ mol, $\ce{NH3}$ tăng $2x$ mol:
$\begin{aligned}
n_{\mathrm{cb}}&=(1-x)+(3-3x)+2x\\
&=4-2x.
\end{aligned}$
Từ $4-2x=3{,}6$ suy ra $x=0{,}2$ mol.
Hai chất ban đầu đúng tỉ lệ 1 : 3, nên lượng $\ce{N2}$ có thể phản ứng tối đa là 1,0 mol:
$$H=\frac{0{,}2}{1{,}0}\times100\%=\boxed{20\%}.$$
Kiểm lại: cân bằng có 0,8 mol $\ce{N2}$, 2,4 mol $\ce{H2}$ và 0,4 mol $\ce{NH3}$; tổng bằng 3,6 mol.