skkn phương pháp giải bài toán về hiệu xuất tổng hợp amoniắc ở lớp 11 chương trình chuẩn

PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài.
- Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm nên việc trang bị cho học sinh
các kiến thức thực nghiệm một cách chuẩn xác là vô cùng quan trọng. Một trong
những kiến thức thực nghiệm mà học sinh được nghiên cứu ở chương trình THPT
đó là hiệu suất phản ứng.
- Hiệu suất phản ứng là một khái niệm tương đối trừu tượng đối với học sinh,
nhưng nó lại là bài toán thực nghiệm liên quan trực tiếp đến những vấn đề thực tiễn
trong đời sống sản xuất và có ý nghĩa vô cùng quan trọng, đặc biệt là đối với việc
điều chế nguyên liệu với khối lượng lớn.
- Trong quá trình giảng dạy cho học sinh trường THPT Lê Văn Linh, tôi thấy
học sinh rất "sợ" khi gặp phải những bài toán có liên quan đến hiệu suất. Trong khi
dạy, tôi phải lấy rất nhiều những ví dụ thực tế "mắt thấy tai nghe" thì học sinh mới
hiểu sơ bộ về khái niệm. Nhưng khi bước vào tính toán thì các em thường xác định
sai hướng làm và làm sai hoặc làm được nhưng mất nhiều thời gian. Do đó, tôi nghĩ
mình là người phải tìm ra phương pháp để định hướng cho học sinh giải dạng toán
này sao cho nhanh nhất và chính xác nhất.
- Mặt khác, amoniac có vai trò rất quan trọng trong ngành sản xuất hoá chất
và sản xuất phân bón. Nó là nguồn nguyên liệu rẻ và được dùng để sản xuất axit
nitric trong công nghiệp, sản xuất phân đạm. Nếu hiệu suất phản ứng tổng hợp
amoniac càng cao thì càng tiết kiệm được nguyên liệu, tiết kiệm kinh tế và sẽ hạ
được giá thành sản phẩm. Vậy việc cho học sinh vận dụng kiến thức học tập trên lý
thuyết vào thực tế thực sự có ý nghĩa, và việc xây dựng phương pháp giải bài toán
về hiệu suất tổng hợp amoniac là việc cấp thiết.
Là một giáo viên dạy hoá học, tôi đã nhìn thấy được những thực trạng trên và
bản thân đã đưa ra được một số giải pháp để khắc phục thực trạng. Góp phần giúp
học sinh vận dụng để giải bài tập, gắn lý thuyết vào thực tiễn và hơn hết giúp học
sinh có kiến thức để vượt qua các kỳ thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh đại học-
cao đẳng. Vì vậy tôi mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm với đề tài: "Phương
pháp giải bài toán về hiệu suất tổng hợp amoniac ở lớp 11 chương trình
chuẩn".

1
II. Mục đích của đề tài
- Hệ thống kiến thức cơ bản về hiệu suất phản ứng.
- Giới thiệu tổng quan về phản ứng điều chế amoniac trong công nghiệp và vai trò
của amoiac.
- Giới thiệu một số dạng bài tập về phản ứng tổng hợp amoniac, đưa ra phương
pháp giải, công thức tính nhanh và bài tập vận dụng cho từng dạng.
- Đưa hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan (TNKQ) để áp dụng cho học sinh
khối 11 trường THPT Lê Văn Linh, từ đó đánh giá và kiểm nghiệm đề tài.
III. Nhiệm vụ của đề tài
- Giúp học sinh hiểu đúng, hiểu rõ bản chất của phản ứng tổng hợp amoniac và
phương pháp tính hiệu suất của phản ứng. Qua đó vận dụng được phương pháp, có
kĩ năng giải chính xác, ngắn gọn những bài tập liên quan.
- Vận dụng những kiến thức nghiên cứu trên lý thuyết, trên bài tập để vận dụng vào
thực tiễn, khuyến khích học sinh tìm ra giải pháp để nâng cao hiệu suất phản ứng
tổng hợp amoniac
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu SGK 11,12 ; sách tham khảo về
phần hiệu suất phản ứng, phản ứng tổng hợp NH
3
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: kiểm chứng cho các HS khối 11 trước và sau
khi học.
- Phương pháp toán học: sử dụng phương pháp toán học để tính toán và đánh giá
kết quả học tập của HS
V. Kế hoạch thực hiện đề tài
Đề tài được thực hiện từ tháng 9/ 2012 đến hết tháng 03/ 2013. Kiểm nghiệm tại
các lớp 11A, 11B trường THPT Lê Văn Linh- Thọ Xuân- Thanh Hóa.
2
PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu

1. Hiệu suất phản ứng
- Hiệu suất phản ứng là tỉ số khối lượng , thể tích hay số mol sản phẩm thu được
trong thực tế với khối lượng, thể tích hay số mol sản phẩm đáng lẽ phải thu được
theo lý thuyết.
Hiệu suất H tính theo % tính như sau:
(Phương pháp giải toán hoá học - Nguyễn Phước Hoà Tân)
- Nếu coi phản ứng là hoàn toàn thì hiệu suất phản ứng đạt 100% thì có ít nhất một
chất tham gia phản ứng phải hết. Nhưng trên thực tế do một số nguyên nhân thì
chất tham gia phản ứng không tác dụng hết (các chất đều còn lại), lúc này hiệu suất
phản ứng nhỏ hơn 100%.
- Nếu H< 100% thì lượng chất tham gia thực dùng nhiều hơn lượng lý thuyết (tính
theo PTHH), còn lượng sản phẩm thu được bao giờ cũng nhỏ hơn lượng sản phẩm
tính theo lý thuyết.
- Công thức tính hiệu suất phản ứng:
+ Dựa vào một trong các chất tham gia phản ứng :
+ Dựa vào một trong các chất tạo thành:
(350 bài tập chọn lọc và nâng cao- Ngô Ngọc An)
3
Sản phẩm thực tế
H= ×100%
Sản phẩm lý thuyết
Lượng thực tế đã phản ứng
H= ×100%
Lượng tổng số đã lấy
Lượng thực tế thu được
H= ×100%
Lượng thu theo lý thuyết
- Hiệu suất phản ứng được tính theo chất thiếu (chất hết trước khi tính theo hệ số
PTHH của phản ứng với giả sử H= 100%) hoặc tính theo sản phẩm.
(Hướng dẫn giải nhanh bài tập hoá học - Cao Cự Giác)

- Hiệu suất của một phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc điều kiện gây phản ứng (nhiệt
độ, áp suất, xúc tác, thời gian và tỉ lệ pha trộn các nguyên liệu) chứ hoàn toàn
không phụ thuộc khối lượng m, số mol n và thể tích V của nguyên liệu đem ra gây
phản ứng.
2. Phản ứng tổng hợp amoniac
N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)
∆H<0
Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt. Các điều kiện áp dụng trong công ngiệp
sản xuất amoniac là:
- Nhiệt độ: 450- 500
0
C
- Áp suất: 200- 300atm
- Xúc tác: sắt kim loại trộn thêm Al
2
O
3
, K
2
O
(Theo SGK hoá học 11 cơ bản- trang 35)
II. Thực trạng của vấn đề
- Toàn bộ cơ sở lý thuyết về hiệu suất của phản ứng tổng hợp amoniac SGK không
đề cập đến nhưng phần bài tập liên quan thì lại có hai bài:
Bài 5- trang 31: Cần lấy bao nhiêu lít khí Nitơ và khí hiđro để điều chế được 67,2l

khí amoniac? Biết các khí đều được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu
suất phản ứng là 25%.
Bài 8 - trang 38: Phải dùng bao nhiêu lit khí Nitơ và bao nhiêu lit khí H
2
để điều
chế được 17g NH
3
. Biết hiệu suất chuyển hoá thành NH
3
là 25%. (các khí ở đktc)
- Sau khi học xong lý thuyết bài amoniac và muối amoni, một phần không nhỏ học
sinh các lớp 11 trường THPT Lê Văn Linh đã rất lúng túng khi giải các bài tập
trên.
4
T
0
, P, xt
- Kết quả khảo sát chất lượng học sinh khi chưa được học chuyên đề " phương pháp
giải bài toán hiệu suất tổng hợp amoniac ở lớp 11" tại các lớp 11A, 11B trường
THPT Lê Văn Linh- Thọ Xuân- Thanh Hoá:(Bài kiểm tra 20 phút- 10 câu trắc
nghiệm)
Lớp Sĩ số
Giỏi Khá Trung bình Yếu- Kém
Số
luợng
%
Số
luợng
%
Số

luợng
%
Số
luợng
%
11A 37 3 8,1 9 24,3 16 43,2 9 24,4
11B 40 3 7,5 8 20,0 17 42,5 12 3,00
Tổng 77 6 7,8 17 22,0
8
42 54,5
4
21 15,58
- Qua việc kiểm tra khảo sát sơ bộ về phần bài tập hiệu suất phản ứng tổng hợp
amoniac của HS thì chỉ có một phần nhỏ đạt kết quả tốt, phần lớn các em không
hiểu, một số thì hiểu sai bản chất nên kết quả không cao. Đây là dạng bài tập khó,
dễ nhầm lẫn và đặc biệt trong kiểm tra trắc nghiệm thì học sinh dễ dàng bị mắc
"bẫy" do các phương án "nhiễu" gây ra.
- Amoniac có vai trò tương đối lớn cho công nghiệp và nông nghiệp, tuy nhiên
amoniac cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước và cả
không khí. Vì vậy trong quá trình sản xuất amoniac người ta phải tìm ra các giải
pháp để hạn chế khí NH
3
thải ra môi trường tối ưu nhất, để hiệu suất phản ứng cao
nhất có thể. Tôi nghĩ rằng việc đưa dạng toán về phản ứng tổng hợp NH
3
vào
chương trình học của học sinh THPT là việc cần làm và thiết thực.
III. Giải pháp và tổ chức thực hiện
Dạng 1: Tìm hiệu suất phản ứng (Bài toán thuận)
Bài toán: Tiến hành tổng hợp NH

3
với hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
(có tỉ lệ mol
tương ứng là 1:k) được hỗn hợp khí Y. Tính hiệu suất tổng hợp NH
3
?
Giải:
Giả sử lấy hỗn hợp X gồm: 1mol N
2
k mol H
2

5
⇒
k
k
M
X
+
+
=
1
228
Gọi số mol N
2
đã phản ứng là a
PTHH:

N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

Ban đầu: 1 k 0 mol
Phản ứng: a 3a 2a mol
Cân bằng: (1-a) (k-3a) 2a mol
Hỗn hợp Y gồm: N
2
: (1-a) mol
H
2
: (k-3a) mol
NH
3
: 2a mol
⇒
ak
k
M
Y
21
228
−+
+
=
(m

X
= m
Y
)
Trường hợp 1: Nếu k ≥ 3 : N
2
phản ứng hết so với H
2
Hiệu suất phản ứng được tính theo N
2
hoặc NH
3
:

%100.%100
2
2
a
n
n
H
bđN
puN
=⋅=
Hoặc
%100.%100
2
2
%100
)(

)(
3
3
a
a
n
n
H
LTNH
TTNH
=⋅=⋅=
(Trong đó:
)(
3
TTNH
n
: là số mol NH
3
thu được trên thực tế;
)(
3
LTNH
n
là số mol NH
3
tính
theo phương trình hay trên lý thuyết)
- Nếu đề bài cho số mol cụ thể ta sẽ lập được 1 phương trình ẩn a, giải ta tìm được
a và tính được hiệu suất phản ứng.
- Nếu đề bài cho dữ kiện tỉ khối của X so với Y (d

X/Y
) thì ta có:
)1(
2
)1(
1
2
1
1
21
228
21
1
228
Y
X
Y
X
Y
X
d
k
a
k
a
k
ak
k
ak
k

k
M
M
d
−
+
=⇔
+
−=
+
−+
=
+
−+
×
+
+
==

%100
2
)1)(1(
⋅
−+
=
Y
X
dk
H
(*)

Vậy ta có thể dùng công thức(*) để tính nhanh hiệu suất.
Trường hợp 2: Nếu k≤ 3: H
2
thiếu so với N
2
.
Hiệu suất phản ứng được tính theo H
2
phản ứng hoặc NH
3
tạo thành.
6
T
0
, P, xt

%100
3
%100
2
2
⋅=⋅=
k
a
n
n
H
BđH
puH
hoặc

%100
3
%100
3
2
2
%100
)(
)(
3
3
⋅=⋅=⋅=
k
a
k
a
n
n
H
LTNH
TTNH
- Nếu đề bài cho dữ kiện tỉ khối của X so với Y (d
X/Y
), lúc này ta được biểu thức
tính hiệu suất như sau:

%100
2
)1)(1(3

%100
3
⋅
−+
=⋅=
k
dk
k
a
H
Y
X
(**)
Vậy ta có thể dùng công thức(**) để tính nhanh hiệu suất.
Chú ý: Nếu đề bài cho các dữ kiện liên quan đến áp suất của hỗn hợp khí ta áp
dụng phương trình trạng thái khí:
RT
PV
n
=
trong đó n: số mol chất khí
P: áp suất chất khí (atm)
V: thể tích khí (lit)
R: hằng số khí = 0,082
T= t
0
C+ 273 : nhiệt độ Kenvin
Ở điều kiện V, T không đổi ta có:
2
1

2
1
n
n
P
P
=
Ví dụ 1: Nén 1 hỗn hợp khí gồm có 2 mol nitơ, 7 mol hidro trong 1 bình phản ứng
có sẵn chất xúc tác và nhiệt độ của bình được giữ không đổi ở 450
0
C. Sau phản ứng
thu được 8,2 mol hỗn hợp khí.Tính hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
Giải: Hỗn hợp X gồm: 2 mol N
2
7 mol H
2

Gọi số mol N
2
đã phản ứng là a
PTHH:

N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

Ban đầu: 2 7 0 mol
Phản ứng: a 3a 2a mol
Cân bằng: (2-a) (7-3a) 2a mol
7
T
0
, P, xt
Hỗn hợp Y gồm: N
2
: (2-a) mol
H
2
: (7-3a) mol
NH
3
: 2a mol
⇒ n
sau
= 9- 2a
Theo bài ra ta có: n
sau
= 9- 2a = 8,2 mol ⇒ a= 0,4mol
Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
:
H=
BđN
puN
n
n

2
2
=
%100
2
⋅
a
=
%100
2
4,0
⋅
= 20%
Ví dụ 2: Người ta thực hiện phản ứng tổng hợp NH
3
từ 84g N
2
và 12g H
2.
Sau phản
ứng thu được 25,5g NH
3
.
a. Tính % thể tích hỗn hợp sau phản ứng
b. Tính hiệu suất của phản ứng
Giải:
moln
N
3
2

=
;
moln
H
6
2
=
;
moln
NH
5,1
3
=
Gọi số mol N
2
đã phản ứng là a
PTHH:
N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

Ban đầu: 3 6 0 mol
Phản ứng: a 3a 2a mol
Cân bằng: (3-a) (6-3a) 2a mol
Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm: N
2
: (3-a) mol

H
2
: (6-3a) mol
NH
3
: 2a mol
amoln
NH
25,1
3
==
⇒ a=0,75 mol
a) % N
2
=
%30100
75,0.29
75,03
100
29
3
=⋅
−
−
=⋅
−
−
a
a
%H

2
=
%50100
75,0.29
75,0.36
100
29
36
=⋅
−
−
=⋅
−
−
a
a
%NH
3
= 100%- 30%- 20% = 30%
b) Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
:
H=
BđH
puH
n
n
2
2
=

%100
6
3
⋅
a
=
%100
6
75,0.3
⋅
= 37,5%
Ví dụ 3: a/ Tiến hành tổng hợp NH
3
từ hỗn hợp X gồm N
2
và H
2
(có tỉ lệ mol tương ứng
1:3) thu được hỗn hợp Y. Biết
8,0=
Y
X
d
. Tính hiệu suất tổng hợp NH
3
.
b/ Tiến hành tổng hợp NH
3
từ hỗn hợp X gồm N
2

và H
2
(có tỉ lệ mol tương ứng 1:4) thu
được hỗn hợp Y. Biết
8,0=
Y
X
d
. Tính hiệu suất tổng hợp NH
3
.
8
T
0
, P, xt
c/ Tiến hành tổng hợp NH
3
từ hỗn hợp X gồm N
2
và H
2
(có tỉ lệ mol tương ứng 1:2) thu
được hỗn hợp Y. Biết
8,0=
Y
X
d
. Tính hiệu suất tổng hợp NH
3
.

Giải: a) Áp dụng công thức (*) ta có:
H=
%40%100
2
)8,01)(31(
%100
2
)1)(1(
=⋅
−+
=⋅
−+
Y
X
dk
b) k>3, áp dụng công thức (*) ta có:
H=
%50%100
2
)8,01)(41(
%100
2
)1)(1(
=⋅
−+
=⋅
−+
Y
X
dk

c) k< 3. áp dụng công thức (**) ta có:
H=
%45%100
2.2
)8,01)(21(3
%100
2
)1)(1(3
=⋅
−+
=⋅
−+
k
dk
Y
X
Ví dụ 4: Trong bình phản ứng có 100 mol N
2
và H
2
theo tỷ lệ 1: 3. Áp suất của hỗn
hợp khí lúc đầu là 300 atm và của hỗn hợp khí sau phản ứng là 285 atm. Nhiệt độ
trong bình được giữ không đổi. Tính hiệu suất phản ứng.
Giải
Cách 1:Vì điều kiện nhiệt độ và thể tích không đổi nên:

X
Y
đ
s

s
s
đ
đ
s
đ
s
đ
d
M
M
M
m
M
m
n
n
P
P
====
⇒
95,0
300
285
===
đ
s
Y
X
P

P
d
Áp dụng công thức (*) ta có:
H=
%10%100
2
)95,01)(31(
%100
2
)1)(1(
=⋅
−+
=⋅
−+
Y
X
dk
Cách 2:
moln
N
25
2
=
;
moln
H
75
2
=

Gọi số mol N
2
đã phản ứng là a
PTHH:
N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

Ban đầu: 25 75 0 mol
Phản ứng: a 3a 2a mol
Cân bằng: (25-a) (75-3a) 2a mol
9
T
0
, P, xt
Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm: N
2
: (25-a) mol
H
2
: (75-3a) mol
NH
3
: 2a mol
⇒ n
s
=100-2a (mol)

Vì điều kiện nhiệt độ và thể tích không đổi nên:

285
300
2100
100
2
1
2
1
=
−
==
an
n
P
P
⇒ a= 2,5 (mol)
Hiệu suất phản ứng:
H=
%10%100
25
5,2
%100
25
=⋅=⋅
a
Dạng 2: Cho biết hiệu suất phản ứng, tìm khối lượng chất tham gia hoặc chất
tạo thành. (Bài toán nghịch)
1. Cho hiệu suất phản ứng H tìm khối lượng amoniac thu được

Ta có:
100
)(
)(
3
3
⋅=
LTNH
TTNH
n
n
H
⇒
H
n
n
LTNH
TTNH
⋅=
100
)(
)(
3
3
(Trong đó:
)(
3
TTNH
n
: là số mol NH

3
thu được trên thực tế;
)(
3
LTNH
n
là số mol NH
3
tính
theo phương trình hay trên lý thuyết)
Từ đó tính được khối lượng NH
3
thu được sau phản ứng.
- Nhận xét: Ta thấy khối lượng NH
3
thu được trên thực tế sẽ luôn nhỏ hơn khối
lượng NH
3
tính theo phương trình.
2. Cho biết hiệu suất phản ứng H, tìm khối lượng chất tham gia phản ứng (hay tính
khối lượng N
2
và H
2
cần lấy với hiệu suất H để thu được lượng NH
3
theo yêu cầu)

100
)(

)(
2
2
⋅=
H
n
n
LTH
TTH
⇒ từ đó tính khối lượng Hiđro cần lấy.

100
)(
)(
2
2
⋅=
H
n
n
LTN
TTN
⇒ từ đó tính khối lượng nitơ cần lấy.
Hoặc ta có thể tính tương tự đối với công thức của khối lượng tuỳ thuộc từng bài
toán.
10
- Nhận xét: Ta thấy khối lượng chất tham gia phản ứng trên thực tế bao giờ cũng
lớn hơn khối lượng tính theo phương trình (trên lý thuyết)
Ví dụ 1:( Bài 5- trang 31) Cần lấy bao nhiêu lít khí Nitơ và khí hiđro để điều chế
được 67,2l khí amoniac? Biết các khí đều được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp

suất và hiệu suất phản ứng là 25%.
Giải.
PTHH:
N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

1 3 2 lít
y x 67,2l
Tính theo PT:(Tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol khi các khí ở cùng điều kiện
nhiệt độ, áp suất)
x=
)(
2
LTH
V
=
2
3.2,67
= 100,8 lit
⇒
100
)(
)(
2
2
⋅=

H
V
V
LTH
TTH
=
100
25
8,100
⋅
=403,2 lit
y=
)(
2
LTN
V
=
2
2,67
= 33,6 lit
⇒
100
)(
)(
2
2
⋅=
H
V
V

LTN
TTN
=
100
25
6,33
⋅
=134,4 lit
Ví dụ 2:(Bài 8 - trang 38) Phải dùng bao nhiêu lit khí Nitơ và bao nhiêu lit khí H
2
để điều chế được 17g NH
3
. Biết hiệu suất chuyển hoá thành NH
3
là 25%. (các khí ở
đktc)
Giải
1
17
17
3
==
NH
n
mol
PTHH: N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH

3(k)

1 3 2 mol
y x 1
Tính theo PT
x=
)(
2
LTH
n
=
2
3.1
= 1,5 mol
⇒
100
)(
)(
2
2
⋅=
H
n
n
LTH
TTH
=
100
25
5,1

⋅
= 6 mol ⇒
)(
2
TTH
V
=134,4 lit
11
T
0
, P, xt
T
0
, P, xt
y=
)(
2
LTN
n
=
2
1
= 0,5 mol
⇒
100
)(
)(
2
2
⋅=

H
n
n
LTN
TTN
=
100
25
5,0
⋅
= 2mol ⇒
)(
2
TTN
V
=44,8 lit
Ví dụ 3: Cho x mol N
2
và y mol H
2
với tỉ lệ số mol tương ứng là 1:4 vào bình kín.
Sau một thời gian phản ứng thấy có 8 mol NH
3
được tạo thành. Biết hiệu suất của
phản ứng là 80%. Tìm x và y?
Giải.
Vi
4=
x
y

⇒ N
2
phản ứng hết so với H
2
, hiệu suất phản ứng tính theo N
2
hoặc NH
3
PTHH:
N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

1 3 2 mol
a 8
a=
)(
2
LTN
n
=
2
8
= 4 mol
⇒
100
)(

)(
2
2
⋅=
H
n
n
LTN
TTN
=
100
8
4
⋅
= 5 mol ⇒
)(
2
TTN
n
=x= 5 mol
Mà: y= 4x nên y= 4.5= 20 mol
Ví dụ 4: Người ta thực hiện phản ứng điều chế amoniac bằng cách cho 1,4 gam N
2
phản
ứng với H
2
dư với hiệu suất 75%. Tính khối lượng amoniac điều chế được.
Giải
moln
N

05,0
28
4,1
2
==
PTHH: N
2(k)
+ 3H
2(k)
2 NH
3(k)

1 3 2 mol
0,05 x mol
Tính theo PT:
)(
3
LTNH
n
= x= 0,05.2= 0,1 mol
Vì H= 75% , áp dụng công thức
H
n
n
LTNH
TTNH
⋅=
100
)(
)(

3
3

⇒
moln
TTNH
075,075
100
1,0
)(
3
=⋅=
⇒
=
)(
3
TTNH
m
0,075.17 =1,275g
12
T
0
, P, xt
T
0
, P, xt
IV- Một số bài tập trắc nghiệm khách quan vận dụng phương pháp
Câu 1. Hỗn hợp X gồm N
2
và H

2
có khối lượng mol trung bình bằng 7,2. Sau khi
tiến hành phản ứng tổng hợp NH
3
, được hỗn hợp Y có khối lượng mol trung bình
bằng 8. Hiệu suất phản ứng tổng hợp là :
A. 20% B. 25% C. 40% D. 60%
Câu 2: Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
có tỉ khối so với He bằng 2,32. 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 H
2
bằng 5,36. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
là:
A. 25%. B. 26%. C. 27%. D. 28%.
Câu 3. Trộn 4 lít N
2
với 16 lít H
2
cho vào bình phản ứng. Sau khi phản ứng đạt cân
bằng thấy bình phản ứng có V(lít) hỗn hợp các khí. Tìm V, biết H = 20%. Các khí
đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
A. 18,4 B. 19,2 C. 19,6 D. 16,8
Câu 4. Trộn 10 lít N
2
với 15 lít H

2
cho vào bình phản ứng. Sau khi phản ứng đạt
cân bằng thấy bình phản ứng có V(lít) hỗn hợp các khí. Tìm V, biết H = 25%. Các
khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
A. 23,75 B. 20 C. 22,5 D. 20
Câu 5. Trộn 10 lít N
2
với 15 lít H
2
cho vào bình phản ứng. Sau khi phản ứng đạt
cân bằng thấy bình phản ứng có 22 lít hỗn hợp các khí. Tìm hiệu suất phản ứng.
Các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
A. 30 % B. 20 % C. 22,5 % D. 25%
Câu 6. Để điều chế 4 lít NH
3
từ N
2
và H
2
với hiệu suất 50% thì thể tích H
2
cần
dùng ở cùng điều kiện là bao nhiêu ?
A. 4 lít B. 6 lít C. 8 lít D. 12 lít
Câu 7. Cho 4 lít N
2
và 14 lít H
2
vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau phản ứng
có thể tích bằng 16,4 lít (thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện). Hiệu suất phản

ứng là:
A. 50% B. 30% C. 20% D. 40%
Câu 8: Điều chế NH
3
từ đơn chất. Thể tích NH
3
tạo ra là 67,2lit. Biết hiệu suất
phản ứng là 25%. Thể tích N
2
(lit) cần là:
A. 13,44 B. 134,4 C. 403,2 D. Tất cả đều sai
13
Câu 9: Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
có tỉ khối so với He bằng 3,1. 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 3,875. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
là
A. 50%. B. 40%. C. 25%. D. 36%.
Câu 10: Hỗn hợp khí X gồm H
2
và N
2
(N
2
được lấy dư so với H
2

). Đun nóng X
một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được 17,92 lít (đktc) hỗn
hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 3,875. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
là
50%. Phần trăm số mol của hỗn hợp đầu là:
A. 40% và 60% B. 30% và 70%
C. 25% và 755 D. 36% và 64%
Câu 11: Cho 5 mol N
2
và 14 mol H
2
vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau
phản ứng có thể tích bằng 13,4 mol. Hiệu suất phản ứng là
A. 60% B. 50% C. 30% D. 40%
Câu 12: Cho 2,5 mol N
2
và 7 mol H
2
vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau
phản ứng có tỉ khối so với H
2
là 6,269. Hiệu suất phan ứng H=?
A. 60% B. 55% C. 40% D. 30%
Câu 13: Cho 5 mol hỗn hợp X gồm H
2
và N
2
vào bình kín phản ứng sau một thời
gian thu được 3,68 mol hỗn hợp khí Y.Tính hiệu suất của phản ứng biết tỉ khối của

X so với H
2
là 3,6.
A. 22% B. 44% C. 66% D. 88%
Câu 14: Hỗn hợp X ( gồm H
2
và N
2
) có d
X/H2
=3,889. Đun nóng X có xúc tác một
thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H
2
là 4,581. Hiệu suất của phản
ứng là:
A. 34% B. 48% C. 58% D. 68%
Câu 15: Hỗn hợp X ( gồm H
2
và N
2
) có d
X/H2
=4,25. Đun nóng X có xúc tác một
thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H
2
là 7,59. Hiệu suất của
phản ứng là:
A. 66% B. 77% C. 88% D. 99%
Câu 16: Hỗn hợp X ( gồm H
2

và N
2
) có d
X/H2
=3,6. Đun nóng X có xúc tác một
thời gian thu được hỗn hợp khí Ycó tỉ khối so với H
2
là 4,5. Hiệu suất của phản ứng
là:
14
A. 20% B. 30% C. 40% D. 50%
Câu 17: Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
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 H
2
bằng 5,556. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH
3
là :
A. 66%. B. 68%. C. 86%. D. 88%.
Câu 18: Một hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
có tỉ khối so với H
2
là 2,3 được nạp vào

một bình kín có dung tích 8 lít và giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt
trạng thái cân bằng thì áp suất giảm 18,8% áp suất ban đầu. Hiệu suất phản ứng là:
A. 94% B. 84% C. 74% D. 64%
Câu 19: Một hỗn hợp gồm 2 mol N
2
và 4 mol H
2
được nạp vào một bình kín có
dung tích 6 lít và giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì
áp suất bằng 2/3 áp suất ban đầu. Hiệu suất phản ứng là:
A. 50% B. 75% C. 80% D. 85%
Câu 20: Một hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
có tỉ khối so với H
2
là 6,2 được nạp vào
một bình kín có dung tích 8 lít và giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt
trạng thái cân bằng thì áp suất bằng 92/125 áp suất ban đầu. Hiệu suất phản ứng là:
A. 46% B. 56% C. 66% D. Đáp án khác
Hướng dẫn giải và đáp số
Câu 1:
2,7=
X
M
⇒
4:1:
22
=

HN
nn
⇒ k=4 ;
8=
Y
M
⇒
9,0=
Y
X
d
Áp dụng công thức (*) ta có:
%25%100
2
)9,01)(41(
=⋅
−+
=
H
⇒ĐA: B
Câu 2:
28,9=
X
M
⇒ k= 2,57 ;
865,0
72,10
28,9
==
Y

X
d
Áp dụng công thức (**) ta có:
%28%100
57,2.2
)865,01)(57,21(3
=⋅
−+
=H
⇒ĐA: D
Câu 3: hỗn hợp X gồm 4l N
2
và 16l H
2
⇒ hiệu suất tính theo N
2
alV
V
V
H
TTN
LTN
TTN
===⇔⋅=
8,0
100
20.4
100%
)(
)(

)(
2
2
2
V
Y
= 4+16- 2a = 20- 2.0,8 =19,2l ⇒ĐA: B
Câu 4: Hỗn hợp X gồm 10l N
2
và 15l H
2
⇒ hiệu suất tính theo H
2
15
alVVlV
V
V
H
TTHpuNTTH
LTH
TTH
===⇒==⇔⋅=
25,1
3
1
75,3
100
25.15
100%
)()()(

)(
)(
222
2
2
V
Y
= 10+15- 2a = 25- 2.1,25 = 22,5l
⇒ĐA: C
Câu 5: V
Y
= 10+15- 2a = 22 ⇒ a= 1,5 =
)(
2
TTN
V
hiệu suất tính theo H
2
H=
%30%100
15
5,1.3
%100
15
3
=⋅=⋅
a
⇒ĐA: A
Câu 6:
lV

LTNH
8
50
100.4
)(
3
==
⇒
lVV
LTNHLTH
128
2
3
2
3
)()(
32
=⋅==
⇒ĐA: D
Câu 7: V
Y
= 4+14- 2a = 16,4 ⇒ a= 0,8l
k>3 nên hiệu suất phản ứng tính theo N
2
⇒

%20%100
4
8,0
%100

4
=⋅=⋅=
a
H
⇒ĐA: C
Câu 8:
lV
lVlV
ttN
LTNTTNH
4,134
25
100.6,33
6,33
2
2,67
2,67
)(
)()(
2
23
==⇒
==⇔=
⇒ĐA: B
Câu 9:
8,0
875,3
1,3
==
Y

X
d
;
4,12=
X
M
⇒ k=1,5
Áp dụng công thức (**) ta có:
%50%100
5,1.2
)8,01)(5,11(3
=⋅
−+
=H
⇒ĐA: A
Câu 10: gọi số mol của N
2
và H
2
trong hỗn hợp X lần lượt là a và b.
Vì N
2
được lấy dư so với H
2
nên hiệu suất phản ứng tính theo H
2
H= 50% ⇒
bn
puH
5,0

)(
2
=
mol
n
Y
= a+2/3b=0,8 a= 0,4
5,15
8,0
228
=
+
=
ba
M
Y
⇒ b=0,6
⇒ ĐA: A
Câu 11: : n
Y
= 5+14- 2a = 13,4 ⇒ a= 2,8 mol
16
Vì k< 3 nên hiệu suất phản ứng tính theo H
2
⇒
%60%100
14
3.8,2
=⋅=
H

⇒ ĐA: A
Câu 12:
842,8
5,9
2.728.5,2
=
+
=
X
M
;
538,12=
Y
M
⇒
7,0
538,12
842,8
==
Y
X
d
k= 2,8 <3, áp dụng công thức (**) ta có:
%60%100
8,2.2
)7,01)(8,21(3
=⋅
−+
=H
⇒ ĐA: A

Câu 13: n
Y
= 5- 2a= 3,68 ⇒ a= 0,66 mol =
)(
2
puN
n
42,7 =⇔= kM
Y
Hiệu suất tính theo N
2
⇔
%66%100
1
66,0
=⋅=H
⇒ĐA: C
Câu 14:
778,7=
X
M
;
162,9=
Y
M
⇒
85,0=
Y
X
d

. Mà:
778,7=
X
M
⇒ k= 3,5
Áp dụng công thức (*):
%34%100
2
)85,01)(5,31(
=⋅
−+
=
H
⇒ ĐA: A
Câu 15:
35,8 =⇔= kM
X
56,018,15 =⇒=
Y
XY
dM
Áp dụng công thức (*):
%88%100
2
)56,01)(31(
=⋅
−+
=
H
⇒ĐA: C

Câu 16:
42,7 =⇔= kM
X
;
8,09 =⇒=
Y
XY
dM

Áp dụng công thức (*):
%50%100
2
)8,01)(41(
=⋅
−+
=
H
⇒ĐA: D
Câu 17:
42,7 =⇔= kM
X
;
648,0112,11 =⇒=
Y
XY
dM
Áp dụng công thức (*):
%88%100
2
)648,01)(41(

=⋅
−+
=
H
⇒ĐA: D
Câu 18:
96,4 =⇔= kM
X
17
812,0
100
8,18
=
⋅−
==
đ
đđ
đ
s
Y
X
P
PP
P
P
d
Áp dụng công thức (*):
%94%100
2
)812,01)(91(

=⋅
−+
=
H
⇒ĐA: A
Câu 19:
3
2
==
đ
s
Y
X
P
P
d
; k=2 Áp dụng công thức (**) ta có:
%75%100
2.2
)
3
2
1)(21(3
=⋅
−+
=H
⇒ĐA: B
Câu 20:
5,14,12 =⇔= kM
X

;
125
92
==
đ
s
Y
X
P
P
d
Áp dụng công thức (**) ta có:
%66%100
5,1.2
)
125
92
1)(5,11(3
=⋅
−+
=H
V. Kiểm nghiệm
Trong quá trình giảng dạy chính khoá và học thêm, bồi dưỡng học sinh giỏi
và ôn thi đại học tôi đã có rất nhiều trăn trở khi dạy phần bài toán về hiệu suất.
Trong khi giáo viên luôn mong muốn học trò của mình có thể tiếp thu được lý
thuyết là giải quyết được các bài tập thì phần lớn học sinh lại đang "mơ hồ" về nó.
Trên thực tế như vậy, tôi đã mạnh dạn đưa các phương pháp giải dạng bài tập này
vào áp dụng và kiểm nghiệm cho học sinh, sau khi dạy xong chuyên đề tôi thấy học
sinh nắm vấn đề tương đối nhẹ nhàng và có hiệu quả rõ rệt không những chỉ ở
những học sinh khá giỏi mà một số học sinh trung bình đã tiếp cận và áp dụng được

ở một số bài tập.
Tôi đã hướng dẫn cách làm này cho nhiều lớp thuộc khối 11 và thu được kết
quả rất đáng tin cậy. Với kiểu bài này, học sinh khá giỏi chỉ làm trong khoảng từ 1
đến 2 phút/câu tuỳ theo tính chất đơn giản hay phức tạp của đề bài.
Để có được sự đánh giá khách quan hơn tôi đã chọn ra hai lớp 11 có chất
lượng tương đương nhau để kiểm chứng đề tài. Một lớp để làm đối chứng (ĐC) và
18
một lớp để làm thực nghiệm (TN). Lớp đối chứng vẫn được luyện tập theo phân
phối chương trình còn lớp thực nghiệm được học phương pháp giải bài toán về hiệu
suất tổng hợp amoniac. Sau đó cả hai lớp được làm một bài kiểm tra trắc nghiệm
trong thời gian 30 phút/ 15 câu trắc nghiệm. Sau đây là kết quả thu được:
Lớp Sĩ số
Giỏi Khá Trung bình Yếu- Kém
Số
luợng
%
Số
luợng
%
Số
luợng
%
Số
luợng
%
11A
(lớp TN)
37 11 29,73 17 45,94 8 21,62 1 2,71
11B
(lớp ĐC)

40 4
10,0
0
10
25,0
0
17 42,5 9 22,5
Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy học sinh lớp TN đạt
điểm cao hơn học sinh của lớp ĐC, số lượng điểm khá- giỏi của lớp TN nhiều hơn
so với lớp ĐC đồng thời số bài điểm yếu kém của lớp TN thấp hơn lớp ĐC.
Sau khi học sinh nắm được phương pháp giải bài toán về hiệu suất tổng hợp
amoniac thì các bài tập về hiệu suất tổng hợp amoniac nói riêng và bài toán hiệu
suất nói chung không còn là vấn đề trở ngại cho học sinh nữa. Đây là kết quả đáng
khích lệ của cả thầy và trò, tôi mong rằng các học trò sẽ không bỏ qua dạng bài này
khi gặp trong các đề thi. Như vậy, có thể khẳng định kinh nghiệm trên đã góp phần
nâng cao chất lượng học sinh đặc biệt là học sinh lớp 11.
PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
I. Kết luận
19
- Qua nghiên cứu và áp dụng cho đối tượng học sinh lớp 11 trường THPT Lê
Văn Linh - Thọ Xuân- Thanh Hoá tôi nhận thấy: Dạng bài tập về hiệu suất tổng
hợp amoniac ở lớp 11 là dạng bài tập khó và dễ bị sai đối với học sinh. Sau khi áp
dụng đề tài vào các buổi học bồi dưỡng thì học sinh đã rất hứng thú vận dụng
phương pháp mới, từ đó tự tin khi làm bài và đem lại được hiệu quả rất khả quan.
- Căn cứ vào kết quả kiểm nghiệm thực tiễn tại trường giảng dạy tôi tin rằng
việc áp dụng " phương pháp giải bài toán về hiệu suất tồng hợp amoniac ở lớp 11
chương trình chuẩn" đã góp phần giúp cho học sinh biết định hướng, phân loại và
vận dụng hiệu quả khi gặp các bài tập tương tự trong các đề thi của Bộ Giáo dục và
đào tạo.
II. Đề xuất

- Sở giáo dục và đạo tạo Thanh Hoá tổ chức cho giáo viên hoá được đi thực
tế ở một số nhà máy hoá chất ở Việt Nam hiện nay, để giáo viên được trực tiếp
nhìn thấy các quy trình sản xuất. Từ đó tích lũy được những kiến thức thực tiễn bổ
ích phục vụ cho công tác giảng dạy trong thời đại mới.
- Giáo viên khi vận dụng phương pháp phải biết phân loại học sinh và phân
loại bài tập phù hợp với đối tượng học sinh để đem lại hiệu quả cao nhất.
- Học sinh cần phải có ý thức tự học, tư duy và sáng tạo khi vận dụng
phương pháp mới. Các em cần phải nắm vứng lý thuyết, nắm vững bản chất của bài
toán để vận dụng cho chính xác nhất và ngắn gọn nhất.
XÁC NHẬN CỦA THỦ
TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thanh Hoá, ngày 04 tháng 04 năm 2013
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.
Hoàng Diệu Linh
20