Chương Nito Hiệu suất của các phản ứng

Tài liệu tham khảo môn Hóa Học

Chương 2: Nitơ – Photpho

NHÓM NITO – PHOT PHO

2

Chuyên đề

VẤN ĐỀ 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP

 Chủ đề :

HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG
 PHƯƠNG PHÁP GIẢI
 Phương trình phản ứng tổng hợp NH3 từ N2 và H2.
0

N 2 (k )

o

−3

t , p, xt
→
+ 3H 2 (k)    ¬
 2 N H 3 (k)

 Để tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 thường áp dụng công thức sau:

Gọi x = n N ( PU ) ⇒ 3 x = n H ( PU )
2

2

Ta có: nsau = ntruoc − 2 x
Và

ntruoc
M sau
=
n sau
M truoc

Từ đó ta tính được x và hiệu suất phản ứng.
H% =

n pu
nbd .100%

(tính theo chất bị thiếu)

* Lưu ý:
- Nếu đề bài chỉ cho tỉ lệ mol của N2 và H2 thì ta có thể chọn số mol của N2 và H2 đúng như tỉ lệ đã cho để tính
toán.
- Nếu đề không cho M truoc , M sau mà cho Ptruoc, Psau thì áp dụng công thức

- Trường hợp đặc biệt nếu:

n N2

nH 2

=

ntruoc Ptruoc
=
n sau
Psau

1
M truoc
thì có thể tính nhanh hiệu suất phản ứng: H % = 2 − 2.
3
M sau

* Cần nhớ thêm:
n N2
> 3  H2 dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo N2.
 Nếu
nH 2
 Nếu
 Nếu

n N2
nH 2
n N2
nH 2

< 3  N2 dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo H2.
= 3  Hiệu suất tính theo N2 hoặc H2 đều được.

 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Trong một bình kín dung tích V = 112 lít. Người ta nạp vào bình chứa N 2 và H2 (1:4) đo ở 00C và 200
atm. Thực hiện phản ứng tổng hợp NH3 sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất trong bình giảm 10% so
với ban đầu. Hiệu suất của phản ứng là
A. 10%
B. 18,75%
C. 20%
D. 25%
Hướng dẫn giải
- Lưu hành nội bộ -

Trang 1


Tài liệu tham khảo môn Hóa Học
N2

Chương 2: Nitơ – Photpho

P sau phản ứng = 200 – 200.10% = 180 atm
t0 , p
+
3H2
2NH3
‡ˆ ˆˆ ˆˆ†ˆ
xt

x

3x

2x

⇒ ∆ V = 4x – 2x = 2x

Ban đầu: VN2 = 112/ 5 = 22,4(l) ; VH2 = 112.4/ 5 = 89,6(l)
V khí sau phản ứng = 112 – 2x
Do nhiệt độ không đổi nên áp suất tỉ lệ thuận với thể tích, ta có:
112
200
⇒ x = 5,6 (l)
Vbđ / Vs = Pbđ / Ps ⇒
=
112 − 2x 180
VN pu
2
⇒ H% =
.100% = 5,6/22,4 = 25%
VN bd
2

Ví dụ 2: Cho 4 lít N2 và 14 lít H2 vào bình kín rồi nung nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra, sau
phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).
a/ Thể tích khí amoniac thu được là
A. 1,6 lít
B. 16,4 lít
C. 8 lít
D. 9,33 lít
b/ Hiệu suất của phản ứng là

A. 50%
B. 30%
C. 20%
D. 40%
Hướng dẫn giải
a/ Đặt thể tích khí N2 đã phản ứng là x (lít)
N2
+ 3H2 → 2NH3
BĐ:
4
14
0
( lít )
PƯ :
x
3x
2x
Sau:
(4-x )
(14-3x)
2x
Suy ra ta có : (4 - x ) + (14 - 3x) + 2x = 16,4
⇒ x = 0,8 lít
⇒ VNH3 = 0,8 ×2 = 1, 6(lit)
b/
Cách 1:
Nếu để phản ứng hoàn toàn thì N2 hết
thì VNH3 = 4 ×2 = 8(lit) (lượng lý thuyết )
1, 6
×100% = 20%

⇒ H% =
8
Cách 2:
N2 + 3H2 → 2NH3
BĐ:
4
14
0
( lít )
Tỉ lệ: 4/1
14/3
⇒ Tính theo N2 ⇒ H% = 0,8/4 = 20%
 BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài tập 1: Thực hiện phản ứng giữa 8mol H2 và 6mol N2 với bột Fe làm xúc tác nung nóng. Hỗn hợp sau phản
ứng được dẫn qua dung dịch H2SO4 loãng dư (hấp thụ NH3) còn lại 12 mol khí. Tìm hiệu suất phản ứng tổng
hợp NH3 .(Biết thể tích các khí đo ở đktc).
A. 17%
B. 18,75%
C. 19%
D. 19,75%
Giải

- Lưu hành nội bộ -

Trang 2


Tài liệu tham khảo môn Hóa Học

Chương 2: Nitơ – Photpho

Bài tập 2: Một bình kín dung tích không đổi chứa hỗn hợp cùng thể tích nito và khí hidro ở 00C, 100atm. Sau
khi tiến hành tổng hợp amoniac, đưa nhiệt độ bình về 00C, áp suất mới của bình là 90atm. Hiệu suất phản ứng
tổng hợp amoniac
A. 20%
B. 25%
C. 30%
D. 28,5%
Giải

Bài tập 3: Cần lấy bao nhiêu lít N2 và H2 (đktc) để thu được 51 gam NH3 hiệu suất phản ứng là 25%.
A. V N 2 = 134,4(l ),V H 2 = 403,2(l )
B. V N 2 = 135,4(l ),V H 2 = 403,2(l )
C. V N 2 = 134,4(l ),V H 2 = 405,2(l )
D. V N 2 = 164,4(l ),V H 2 = 413,6(l )
Giải

Bài tập 4: Hỗn hợp N2,H2 có tỉ lệ thể tích là 1:3. Nung hỗn hợp ở nhiệt độ cao để xảy ra phản ứng tổng hợp
NH3. Hỗn hợp khí thu được hòa tan trong nước tạo thành 500 gam dung dịch NH3 17%. Tính khối lượng N2
ban đầu biết hiệu suất phản ứng là 25%.
A. 280 g
B. 360g
C. 135g
D. 167g
Giải

Bài tập 5: Cho 13,44 lít N2 (đktc) tác dụng với lượng dư khí H2. Tính khối lượng NH3 tạo thành? Biết H% của
phản ứng là 30%.
A. 5,58 g
B. 6,12g

C. 7,8g
D. 8,2g
Giải

- Lưu hành nội bộ -

Trang 3


Tài liệu tham khảo môn Hóa Học

Chương 2: Nitơ – Photpho

Bài tập 6: Cho 2,8 gam N2 tác dụng 0,8 gam H2. Tính thể tích các khí sau phản ứng (đktc). Biết hiệu suất phản
ứng đạt 20%.
A. V NH 3 = 1,12(l ),V H 2 = 0,56(l )
B. V Nh3 = 0,896(l ),V H 2 = 0,448(l )
C. V N 2 = 0,448(l ),V NH 3 = 1,12(l )

D. V N 2 = 22,4(l ),V NH 3 = 1,344(l )

Giải

Bài tập 7: Cho 8,96 lít (đktc) tác dụng với 20,16 lít H2 (đktc) thu được 3,4g NH3. Tính H%
A. 20%
B. 34%
C. 33,3%
D. 50%
Giải

Bài tập 8: Cho 11,2 gam N2 tác dụng 3 gam H2 thu được 38,08 lít hỗn hợp khí (đktc). Tính H% phản ứng.
A. 20%
B. 30%
C. 40%
D. 25%
Giải

Bài tập 9: Cho 6,72 lít N2 (đktc) tác dụng với 11,2 lít H2 thu được 13,44 lít hỗn hợp khí. Tính H% phản ứng?
Các khí đo đktc.
A. 30%
B. 40%
C. 50%
D. 60%
Giải

- Lưu hành nội bộ -

Trang 4