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

Chọn đáp án D

Ta có: M¯X=4.1,8=7,2

Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X:

⇒ nN2nH2=5,220,8=14⇒ Hiệu suất tính theo N₂.

Gọi nN2=x (mol) ⇒ nH2=4x (mol)

⇒ n_{hh X} = x + 4x = 5x (mol)

Phương trình hóa học:

N₂ + 3H₂ ⇄to, xt, p 2NH₃

Gọi a là số mol N₂ phản ứng

⇒ nH2_{phản ứng} = 3a (mol); nNH3=2a (mol)

⇒ n_{hh Y} = (x – a) + (4x – 3a) + 2a = 5x – 2a (mol)

Mà m_X = m_Y ⇒ M¯XM¯Y=nYnX 

⇒ 4.1,84.2=5x5x−2a 

⇒ a = 0,25x (mol)

Hiệu suất phản ứng: H = 0,25xx.100%=25%