Phương trình tổng hợp NH3
2(k) 2(k) 3(k)
N +3H € 2NH ∆ <H 0
Các cách để nâng cao hiệu suất tổng hợp (theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ Sa – tơ – li –ê):
+ Hạ nhiệt độ (450 - 5000C) + Tăng áp suất 200 – 300 atm + Tách riêng khí NH3 hóa lỏng
- Vì phản ứng tổng hợp NH3 là phản ứng thuận nghịch (H<100%) nên các dạng bài tập thường xoay quanh hiệu suất, KC và tính lượng chất phản ứng, sản phẩm.
Phương pháp giải Cách tính hiệu suất
Hiệu suất H < 100% thì lượng chất tham gia thực dùng nhiều hơn lượng lý thuyết (tính theo phương trình phản ứng) còn lượng sản phẩm thu được bao giờ cũng nhỏ hơn lượng sản phẩm tính theo lý thuyết.
Chú ý: Nếu cả hai chất tham gia đều biết lượng dùng ban đầu, thì H% phải được xác định dựa vào chất có khả năng hết (nếu để phản ứng hoàn toàn).
Phương pháp đường chéo
Với các bài toán cho hỗn hợp 2 chất có khối lượng phân tử lần lượt là M1 và M2 và cho biết khối lượng phân tử trung bình của 2 chất đó là Mtb, ta có thể tính được tỉ lệ số mol của 2 chất đó dựa vào phương pháp đường chéo:
Ta có sơ đồ đường chéo sau:
1
2
M M
M tb
2 tb
1 tb
M
M M
M
−
−
2 tb
1
2 1 tb
M M
n
n M M
⇒ = −
− Áp dụng cho bài toán hỗn hợp N2 và H2
( )
( )
2 1
2 2
N M 28
H M 2
=
=
M tb
b
b
2 M 2B M
−
−
1 tb
2 tb
n 2 M
n 28 M
⇒ = −
− Một số nhận xét về tỉ lệ số mol hỗn hợp ban đầu (X) và hỗn hợp sau (Y)
X
X X Y
X Y Y Y
m
n M M
n m M
M
= =
(vì theo định luật bảo toàn khối lượng có mX=mY )
Theo phương trình ta có: Cứ 1 mol N2 phản ứng thì tổng số mol khí lúc sau giảm đi
2
Y x
x x N (pu )
M n
(1 3) 2 2mol
M n 2n
+ − = ⇒ =
−
+ Vì phản ứng tổng hợp NH3 là phản ứng xảy ra giữa các khí và sản phẩm tạo thành cũng ở thể khí trong điều kiện thường nên các bài tập về phản ứng tổng hợp NH3 thường liên quan đến áp suất trước và sau phản ứng:
P :
22, 4
0,082 : 273
°
≈
áp suất khí V : thÓ tÝch khÝ n: sè mol khÝ
T =t C +273: nhiệt độ (đơn vị K)
R = hằng số
+ Khi nhiệt độ và thể tích bình không thay đổi ta có: 1 1 1
2 2 2
P n V
P = n = V
Trong đó: P1 là áp suất bình tương ứng với n1 số mol khí hoặc V1 thể tích khí P2 là áp suất bình tương ứng với n2 số mol khí hoặc V2 thể tích khí.
+ Công thức tính số mol khí khi biết thể tích tương ứng với nhiệt độ và áp suất nhất định:
PV nRT n PV
= ⇒ =RT
+ Biểu thức biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ khác nhau, áp suất khác nhau và thể tích khác nhau của cùng một lượng khí:
1 1 2 2
1 2
P V P V
T = T . Trong đó
1 2
1 2
1 2
P , P : V , V : T ,T :
áp suất thÓ tÝch
nhiệt độ (đơn vị K)
Bài toán điển hình: Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có khối lượng phân tử trung bình là MX. Sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp được hỗn hợp Y có khối lượng phân tử trung bình là MY. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là?
Lời giải định hướng:
+ Trước tiên, từ dữ liệu MX ta có thể tính được tỉ lệ về số mol của N2 và H2. Từ đó đưa ra nhận định nếu theo lí thuyết chất nào hết, chất nào dư (cần tính hiệu suất theo số mol chất hết).
+ Đặt nH2 =x; nN2 =y
+ Theo công thức đã chứng minh:
X 2
Y
N X
M nX
M =n 2n
− phản ứng
Từ đó tính được số mol N2 phản ứng theo x và y.
+ Tính hiệu suất theo chất sẽ hết theo lí thuyết:
2
2
2
2
N N N
N
x 3y : H n n x 3y : H n
n
≥ =
≤ =
phản ứng ban ®Çu phản ứng
ban ®Çu
Một số công thức giải nhanh
x Y
H% 2 2 M
= − M
3
x NH trong Y
Y
%V M 1 100%
M
= − ×÷
(X: hỗn hợp ban đầu, Y: hỗn hợp sau) Điều kiện: n : nN2 H2 =1: 3
Nếu cho hỗn hợp X gồm x mol H2 và y mol N2 thì:
+ Khi X
Y
M
1 x
x 3y : H 1 1
2 M y
≥ = − ÷ × + ÷
+ Khi X
Y
M
3 y
x 3y : H 1 1
2 M x
≤ = − ÷ × + ÷ B1. VÍ DỤ MINH HỌA
Bài 1: 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:
A. 50% B. 36% C. 40% D. 25%
Lời giải Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X:
2
2
N (28) H (M 2)=
7,2
7, 2 2 5, 2 28 7, 2 20,8
− =
− =
2
2
N H
n 5, 2 1
n 20,8 4
⇒ = = ⇒ Hiệu suất phản ứng tính theo N2
Cách 1: Gọi số mol N2 là x thì số mol H2 là 4x
⇒ Tổng số mol hỗn hợp X là x + 4x = 5x Thay vào công thức:
2 2
Y X
X X N N
M n 2 5x
M =n 2n ⇔1,8 =5x 2.n
− − phản ứng
N 2
n 0, 25x
⇒ phản ứng =
Hiệu suất phản ứng: 2
2
N N
n 0, 25x
100% 2
H 5%
n = x =
= phản ứng ì
ban ®Çu
Cách 2: Chọn số mol của hỗn hợp X là 1 mol thì nH2 =0,8mol; nN2 =0, 2mol
2
2 2
Y X
N
X X N N
M n 2 1
M n 2n 1,8 1 2 n 0,0
. 5
= ⇔ = n ⇒ =
− phản ứng − phản ứng phản ứng
Hiệu suất phản ứng: 2
2
N N
n 0,05
100% 2 %
0, 2 5
H= n phản ứng = ì =
ban ®Çu
Cách 3: Áp dụng công thức tính nhanh với trường hợp x > 3y:
Hiệu suất phản ứng:
X
Y
M
1 x 1 1,8
H 1 1 1 (1 4) 0, 25
2 M y 2 2
= − ÷ × + ÷= − ÷× + =
Đáp án D.
Bài 2: Phải dùng bao nhiêu lít N2 và H2 (đktc) để điều chế 17 gam NH3. Biết hiệu suất chuyển hoán thành NH3 là 25%. Nếu dùng dung dịch HCl 20% (d = 1,1g/ml) để trung hòa lượng NH3 trên thì cần bao nhiêu ml?
Lời giải
2 2 3
N + 3H € 2NH
H 100%
H 25%
=
= 0,5mol 1,5mol 1mol
2mol 6mol 1mol
ơ ơ
ơ ơ
Do đó V = 6.22,4 = 134,4 lít; H2 V = 2.22,4 = 44,8 lít N2
Khi trung hòa NH3 bằng HCl thì: NH3+HCl→NH Cl4
HC1 NH3 ddHCl
1.36,5
n n 1mol m 182,5
= = ⇒ = 0, 2 = gam Vậy VddHCl=165,91lít
Bài 3: Thực hiện phản ứng giữa 8 mol H2 và 6 mol N2 với bột sắt làm xúc tác. Hỗn hợp sau phản ứng cho qua dung dịch H2SO4 loãng dư còn lại 12 mol khí. Tính hiệu suất phản ứng. (Thể tích các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)
A. 24%. B. 36% C. 18,75% D. 35,5%
Lời giải Phản ứng tổng hợp NH : N3 2+3H2 ƒ 2NH3
Có 2
2
H N
n 8
n = < ⇒6 3 hiệu suất tính theo H2
Khi hỗn hợp sau phản ứng cho qua dung dịch H2SO4 loãng dư thì toàn bộ NH3 bị hấp thụ hoàn toàn:
H SO2 4 +2NH3 →(NH4)2SO4 Gọi nH2 NH3 2
x n x
= ⇒ = 3
phản ứng và N2
n 1x
=3
phản ứng
Phương trình về số mol khí còn lại lúc sau:
2 2 2 3
sau N H N NH
1 2
n n n n 12 6 8 2 x x x 1,5(mol)
3 3
= + −2.n phản ứng− ⇔ = + − ì − ⇔ =
Hiệu suất phản ứng 2
2
H H
1,5 100% 18, 5
n 7 %
n
H= phản ứng = 8 ì =
ban ®Çu
Đáp án C.
Bài 4: Một hỗn hợp gồm 100 mol N2 và H2 lấy theo tỉ lệ 1:3. Áp suất của hỗn hợp đầu là 300atm. Sau khi gây phản ứng tạo NH3 áp suất chỉ còn lại 285atm (nhiệt độ của phản ứng được giữ không đổi). Tính hiệu suất của phản ứng điều chế NH3.
Lời giải Phản ứng tổng hợp NH : N3 2+3H2 ƒ 2NH3
Nhận thấy: Tỉ lệ áp suất chính là tỉ lệ về số mol (khi bình dung tích không đổi và nhiệt độ phản ứng không đổi):
2
x x X
Y y X N
P n n
P = n = n 2n
− phản ứng
Do đó 2
2
N N
100 n 0,5(m
300
2 ol)
1
85= 00 2n ⇔ =
− phản ứng phản ứng (mol)
Ta có N2 nX
25(mol)
n =3 1=
ban ®Çu + (mol)
Vì N2 và H2 lấy theo tỉ lệ 1:3 nên hiệu suất phản ứng tính theo N2 hay H2 đều được.
Hiệu suất phản ứng: 2
2
N N
2,5 100% 10%
H 25
n
n = × =
= phản ứng
ban ®Çu
Bài 5: Một hỗn hợp N2 và H2 được lấy vào bình phản ứng có nhiệt độ được giữ không đổi. Sau một thời gian phản ứng, áp suất của các khí trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu. Biết rằng tỉ lệ số mol N2
đã phản ứng là 10%. Tính thành phần phần trăm số mol N2 trong hỗn hợp đầu?
Lời giải Phản ứng tổng hợp NH : N3 2+3H2 ƒ 2NH3
Đặt số mol hỗn hợp ban đầu (X) là 1 mol.
Gọi số mol N2 trong hỗn hợp ban đầu là x mol ⇒nN2 phản ứng=0,1x (mol) Ta có:
2
x x X
y y X N
P n n 1 1
x 0,5(mol) P = n = n 2n ⇔0,9 1 2.0,1x= ⇔ =
− phản ứng −
Vậy thành phần phần trăm số mol N2 trong hỗn hợp ban đầu là:
N2
%n 0,5 100% 50%
= 1 × =
Bài 6: Nung nóng hỗn hợp gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 3,6 trong bình kín (có xúc tác Fe) rồi đưa về nhiệt độ 250C thấy áp suất trong bình lúc này là P1. Sau đó cho một lượng dư dung dịch NaHSO4 đặc vào bình (nhiệt độ lúc này trong bình vẫn là 250C) đến khi áp suất ổn định thì thấy áp suất trong bình lúc này là P2 (P1 = 1,25P2), giả sử thể tích dung dịch thêm vào không đáng kể so với thể tích của bình). Hiệu suất tổng hợp NH3 là:
A. 15% B. 10% C. 25% D. 20%
Lời giải Phản ứng tổng hợp NH : N3 2+3H2 ƒ 2NH3
2
2
N (28) H (M 2)=
7,2
7, 2 2 5, 2 28 7, 2 20,8
− =
− =
2
2
N H
n 5, 2 1
n 20,8 4
⇒ = = ⇒ Hiệu suất tính theo N2
Giả sử số mol hỗn hợp ban đầu (X) là 1 mol. Khi đó nN2 nx 4 1 0, 2
= =
ban ®Çu + (mol)
Gọi nN2 phản ứng= ⇒x nNH3 =2x
Sau khi cho một lượng dư dung dịch NaHSO4 đặc vào bình thì toàn bộ NH3 bị hấp thụ hoàn toàn:
2NaHSO4+2NH3 →(NH4)2SO4+Na SO2 4
Ta có: 2
2 3
X N
1 1
2 2 X N NH
P n n n
n 2n n
P n
−
− −
= = phản ứng
phản ứng
hay 1 2x
1,125 x 0, 05
1 2x 2x
= − ⇔ =
− − (mol)
Hiệu suất phản ứng 2
2
N N
0,05 100% 25%
0, 2 H n
n = × =
= phản ứng
ban ®Çu
Đáp án C.
STUDY TIP: Việc đặt số mol hỗn hợp ban đầu bằng 1 mol giúp quá trình tính toán đơn giản hơn, do đó nó rất hiệu quả để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm.
Bài 7: Một hỗn hợp N2 và H2 được lấy vào bình phản ứng có nhiệt độ được giữ không đổi. Sau thời gian phản ứng, áp suất của các khí trong bình giảm 5% so với áp suất lúc đầu. Biết rằng tỷ lệ số mol N2 đã phản ứng là 10%. Tính thành phần phần trăm số mol N2 và H2 trong hỗn hợp đầu.
Lời giải Giả sử số mol của N2 là 1 mol ⇒nN2 phản ứng=0,1 mol Gọi số mol của H2 là x mol. Ta có:
2 2 3
N +3H ƒ 2NH Phản ứng 0,1 mol→ 0,3 mol→0,2 mol Số mol khớ lỳc sau:nsau =nN2 +nH2 −2.nN2 phản ứng
nsau = + −1 x 2.0,1 0,8 x(mol)= + Do đó 1 1
2 2
P n 1 x 1
x 3( mol )
P n 0,8 x 0,95
= = + = ⇒ =
+
Vậy
2
2
N
H
%V 1 100% 25%
1 3
%V 3 100% 75%
1 3
= × =
+
= × =
+
Bài 8: Một bình kín dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t0C, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng Kc ở t0C của phản ứng tổng hợp NH3 có giá trị:
A. 2,500 B. 0,609 C. 0,500 D. 3,125
Lời giải Gọi nN2 phản ứng=x. Cú phản ứng:
N2(k)+3H2(k) € 2NH3(k)
Ban đầu: 0,3 0,7 0 Phản ứng: x 3x 2x Cân bằng: 0,3 – x 0,7 – 3x 2x
Số mol khớ lỳc sau: nsau =nN2 +nH2 −2.nN2 phản ứng=0,3 + 0,7 - 2 x = 1 - 2 x H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được 0,7 3x
0,5 x 0,1 1 2x
⇒ − = ⇔ =
− Hằng số cân bằng: [ ]
[ ] [ ]
2 2
3
C 3 3
2 2
NH 0, 2
K 3,125
0, 2.0, 4 N . H
= = =
Đáp án D.
Bài 9: Khi tổng hợp NH3 từ N2 và H2 (các chất đều được lấy đúng theo tỉ lệ phản ứng) người ta thu được hỗn hợp khí A ở cùng nhiệt độ và áp suất như ban đầu. Dựa vào các phản ứng hóa học và phép đo thể tích khí, hãy nghĩ cách xác định hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3.
Lời giải
Ta có đẳng thức P nR
PV nRT const
T V
= ⇔ = = (nhiệt độ và áp suất như ban đầu) (1) N2(k)+3H2(k) € 2NH3(k)
Ban đầu x 3x
Ta đo thể tích hỗn hợp khí ban đầu, mà đã biết số mol hỗn hợp khí
⇒ tính được P
T (theo đẳng thức (1))
Sau phản ứng ta tiếp tục đo thể tích hỗn hợp khí sau, đã biết P
T⇒ tính được số mol hỗn hợp sau phản ứng.
Ta lại có:
sau N2
n n
n = n 2n ⇒
−
tr í c tr í c
tr ớ c phản ứng tớnh được nN2 phản ứng
Vì ban đầu lấy 2 khí với đúng tỉ lệ 1:3 nên 2
2
N N
H n
= n phản ứng
ban ®Çu
B2. BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Cho 30 lít N2; 30 lít H2 trong điều kiện thích hợp sẽ tạo ra thể tích NH3 (cùng điều kiện) khi hiệu suất phản ứng đạt 30% là:
A. 16 lít B. 20 lít C. 6 lít D. 10 lít
Câu 2: Để điều chế 2 lít NH3 từ N2 và H2 với hiệu suất 25% thì thể tích N2 cần dùng ở cùng điều kiện là:
A. 8 lít B. 2 lít C. 4 lít D. 1 lít
Câu 3: Cho phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp NH3:
Khi đạt đến trạng thái cân bằng tỉ khối của hỗn hợp khí trong bình so với H2 là d1. Đun nóng bình một thời gian phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng mới, tỉ khối của hỗn hợp khí trong bình so với H2 là d2. So sánh d1 và d2 thu được:
A. d1 < d2 B. d1 > d2 C. d1 = d2 D. d1≤d2
Câu 4: Một hỗn hợp A gồm hai khí N2 và H2 theo tỉ lệ 1:3. Tạo phản ứng giữa H2 với N2 cho ra NH3. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối: dA/B = 0,6. Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3.
A. 80% B. 50% C. 20% D. 75%
Câu 5: Cho 4 lít khí N2 và 14 lít khí H2 trong bình phản ứng ở nhiệt độ khoảng 4000C, xúc tác. Sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Tính hiệu suất của phản ứng?
A. 20% B. 80% C. 25% D. 60%
Câu 6: Một hỗn hợp khí gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 bằng 3,6. Sau khi nung nóng một thời gian với sắt bột ở 5500C thì thấy tỉ khối của hỗn hợp tăng và bằng 4,5. Tính hiện suất của phản ứng.
A. 40% B. 80% C. 25% D. 50%
Câu 7: Một hỗn hợp khí X gồm 2 khí N2 và H2 có tỉ khối so với H2 bằng 4,9. Đun nóng hỗn hợp X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 6,125.
Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là?
A. 33,33% B. 42,85% C. 66,67% D. 30%
Dùng cho Câu 8,9: Trong bình phản ứng có 40 mol N2 và 160 mol H2. Áp suất của hỗn hợp khí lúc đầu là 400 atm, nhiệt độ trong bình được giữ không đổi. Biết rằng khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì tỉ lệ 2 đã phản ứng là 25%
Câu 8: Tính tổng số mol của các khí trong hỗn hợp sau phản ứng?
A. 200 mol B. 180 mol C. 360 mol D. 150 mol
Câu 9: Tính áp suất của hỗn hợp sau phản ứng?
A. 180 atm B. 444,44 atm C. 360 atm D. 300 atm
Câu 10: Trong một bình kín chứa 10 lít N2 và 10 lít H2 ở nhiệt độ 00C, 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 00C. Nếu áp suất trong bình sau phản ứng là 9 atm thì phần tram các khí tham gia phản ứng là
A. N2: 20%; H2:40% B. N2: 30%; H2:20%
C. N2: 10%; H2:30% D. N2: 20%; H2:20%
Câu 11: Một hỗn hợp gồm 8 mol N2 và 14 mol H2 được nạp vào một bình kín có dung tích 4 lít và giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì áp suất bằng 10/11 áp suất ban đầu. Hiệu suất phản ứng là
A. 17,18% B. 18,18% C. 22,43% D. 21,43%
Câu 12: Một bình kín dung tích 1 lít chứa 1,5 mol H2 và 1,0 mol N2 (có xúc tác và nhiệt độ thích hợp). Ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. Muốn có hiệu suất đạt 25% cần phải thêm vào bình bao nhiêu mol N2?
A. 0,83 B. 1,71 C. 2,25 D. 1,5
Câu 13: Nung hỗn hợp khí X gồm NH3 và H2 một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác) để phản ứng phân hủy NH3 xảy ra với hiệu suất 15%, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 550/109. Thành phần phần tram thể tích của NH3 trong hỗn hợp ban đầu bằng:
A. 90% B. 50% C. 60% D. 40%
Câu 14: Đưa một hỗn hợp khí N2 và H2 có tỉ lệ 1:3 vào tháp tổng hợp, sau phản ứng thấy thể tích khí đi ra giảm 1/10 so với ban đầu. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là:
A. 10% B. 20% C. 15% D. 25%
Câu 15: Nung nóng hỗn hợp gồm 0,5 mol N2 và 1,5 mol H2 trong bình kín (có xúc tác) rồi đưa về nhiệt độ t0C thấy áp suất trong bình lúc này là P1. Sau đó cho một lượng dư H2SO4 đặc vào bình (nhiệt độ lúc này trong bình là t0C) đến khi áp suất ổn định thì thấy áp suất trong bình lúc này là P2 (P1 = 1,75P2). Hiệu suất tổng hợp NH3?
A. 65% B. 70% C. 50% D. 60%
Dùng cho Câu 16,17: Trong một bình kín dung tích 56 lít (không đổi) chứa N2 và H2 theo tỷ lệ thể tích là 1:4. Ở 00C, áp suất 200 atm (xt Fe3O4). Nung nóng bình một thời gian sau đó đưa bình về nhiệt độ 00C thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu.
Câu 16: Tính hiệu suất của phản ứng điều chế NH3?
A. 25% B. 20% C. 75% D. 45%
Câu 17: Lấy toàn bộ lượng NH3 trên thì có thể điều chế được bao nhiêu lít dd NH3 nồng độ 25% (d = 0,907 g/ml)
A. 0,1376 lít B. 2,838 lít C. 3,784 lít D. 3,4056 lít
Câu 18: Hỗn hợp A gồm N2 và H2 có phân tử khối trung bình là 7,2. Nung A với bột sắt để phản ứng tổng hợp NH3 xảy ra với hiệu suất 20%, thu được hỗn hợp B. Cho B tác dụng với CuO dư, nung nóng được 32,64 gam Cu. Thể tích của hỗn hợp A ở đktc là?
A. 95,2 lít B. 71,4 lít C. 57,12 lít D. 76,16lits
Dành cho Câu 19, 20: Người ta thực hiện phản ứng điều chế ammoniac bằng cách cho 1,4 gam N2 phản ứng với H2 dư với hiệu suất 75%.
Câu 19: Tính khối lượng ammoniac điều chế được?
A. 0,6375 gam B. 1,275 gam C. 1,7 gam D. 0,85 gam
Câu 20: Nếu thể tích ammoniac điều chế được có thể tích là 1,568 lít (đktc) thì hiệu suất phản ứng là bao nhiêu?
A. 60% B. 50% C. 70% D. 75%
Câu 21: Người ta thực hiện phản ứng tổng hợp NH3 từ 84g N2 và 12g H2. Sau phản ứng thu được 25,5g NH3. Tính hiệu suất của phản ứng?
A. 40% B. 25% C. 30% D. 37,5%
Dành cho Câu 22, 23: Nén 2 mol N2 và 8 mol H2 vào bình kín có thể tích 2 lít (chứa sẵn chất xúc tác với thể tích không đáng kể) và giữ cho nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng trong bình đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất các khí trong bình bằng 0,8 lần áp suất lúc đầu (khi mới cho vào bình, chưa xảy ra phản ứng).
Câu 22: Nồng độ của khí NH3 tại thời điểm cân bằng là giá trị nào trong số các giá trị sau?
A. 0,5M B. 1M C. 2M D. 4M
Câu 23: Hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong bình là
A. 0,127 B. 0,126 C. 0,218 D. 0,128
Câu 24: Từ 10m3 hỗn hợp N2 và H2 lấy đúng tỉ lệ 1:3 về thể tích thì có thể sản xuất được bao nhiêu m3 NH3? Cho biết trong thực tế hiệu suất chuyển hóa thực tế là 95% (các khí được đo trong cùng điều kiện)
A. 4,75 m3 B. 5 m3 C. 4,5125 m3 D. 5,26 m3
Câu 25: Hỗn hợp A gồm 3 khí NH3, N2 và H2. Dẫn A vào bình có nhiệt độ cao. Sau khi NH3 phân hủy hoàn toàn thu được hỗn hợp khí B có thể tích tăng 25% so với A. Dẫn B qua ống CuO nung nóng sau đó loại nước thì chỉ còn lại một chất khí có thể tích giảm 75% so với B. Tính % thể tích H2 trong hỗn hợp A?
A. 25% B. 75% C. 18,75% D. 56,25%
Câu 26: Cho cân bằng hóa học sau:
Cho các biện pháp: (1) tăng nhiệt độ, (2) tăng áp suất chung của hệ phản ứng, (3) hạ nhiệt độ, (4) dùng thêm chất xúc tác Fe, (5) giảm nồng độ NH3, (6) giảm áp suất chung của hệ phản ứng. Những biện pháp nào làm cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận?
A. (1), (2), (4), (5). B. (2), (3), (5). C. (2), (3), (4), (6). D. (1), (2), (4).
Câu 27: Cho cân bằng:
Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí thu được so với H2 giảm đi. Phát biểu đúng khi nói về cân bằng này là:
A. Phản ứng thuận tỏa nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ.
B. Phản ứng nghịch thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.
C. Phản ứng nghịch tỏa nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.
D. Phản ứng thuận thunhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ.
Câu 28: Một bình kín dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3 M và 0,7 M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t0C, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng KC ở t0C của phản ứng tổng hợp NH3 có giá trị là
A. 2,500 B. 0,609 C. 0,500 D. 3,125
Câu 29: Một bình kín dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,4 M và 0,6 M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t0C, H2 chiếm 25% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng KC ở t0C của phản ứng có giá trị là:
A. 51,7 B. 3,125 C. 2,500 D. 6,09
Câu 30: Một bình kín chứa khí NH3 ở 0°C và 1 atm với nồng độ 1M. Nung bình kín đó đến 546°C, NH3
bị phân hủy theo phản ứng: 2NH (k)3 ƒ N (k) 3H (k)2 + 2 . Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất trong bình là 3,3 atm. Thể tích bình không đổi. Giá trị hằng số cân bằng của phản ứng tại 546°C là:
A. 4807 B. 120 C. 8,33.10-3 D. 2,08.10-4
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
1.C 2.C 3.B 4.A 5.A 6.D 7.B 8.B 9.C 10.C
11.D 12.A 13.C 14.B 15.D 16.A 17.C 18.A 19.B 20.C
21.D 22.B 23.B 24.A 25.D 26.B 27.C 28.D 29.A 30.D
Câu 1: Đáp án C Tỉ lệ 2
2
H N
V 30
V =30< ⇒3 tính hiệu suất theo H2. Khi H 100%= thì 2
2
H NH
V 2.V 20
= 3 = (lít) Khi H 30%= thì VNH3 =20.0,3 6= (lít) Câu 2: Đáp án C
Thể tích N2 cần dùng là: