Để tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3, ta cần biết số mol N2 và H2 ban đầu và số mol NH3 tạo thành sau phản ứng.

Vì hỗn hợp N2 và H2 ở cùng thể tích, ta giả sử số mol N2 và H2 ban đầu đều là x mol.

Sau phản ứng tổng hợp NH3, theo phương trình phản ứng:

N2 + 3H2 -> 2NH3

Số mol NH3 tạo thành là 2x mol.

Theo định luật Avogadro, số mol khí không đổi khi nhiệt độ và áp suất không đổi. Vì vậy, số mol khí ban đầu và sau phản ứng là như nhau.

Ta có:

Số mol N2 ban đầu = x mol
Số mol H2 ban đầu = x mol
Số mol NH3 tạo thành = 2x mol

Sau phản ứng, áp suất bình là 90 atm. Vì áp suất tỉ lệ thuận với số mol khí, ta có:

(2x + x + x) / (x + x) = 90/100

4x / 2x = 90/100

2 = 0.9

x = 0.9

Số mol N2 ban đầu = 0.9 mol
Số mol H2 ban đầu = 0.9 mol
Số mol NH3 tạo thành = 2 * 0.9 = 1.8 mol

Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 được tính bằng công thức:

Hiệu suất (%) = (số mol NH3 tạo thành / số mol N2 ban đầu) * 100

Hiệu suất (%) = (1.8 / 0.9) * 100 = 200%

Vậy hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là 200%.