Phương pháp giải Công thức tính nhanh hiệu suất tổng hợp NH3 (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 17-07-2023 Lớp 11

415

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Công thức tính nhanh hiệu suất tổng hợp NH3 (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 11.

Phương pháp giải Công thức tính nhanh hiệu suất tổng hợp NH3 (50 bài tập minh họa)

1. Công thức tính tính nhanh hiệu suất tổng hợp NH₃

Phương trình phản ứng: N₂ + 3H₂ $\overset{t °, p, x t}{⇄}$ 2NH₃

- Công thức tính hiệu suất phản ứng:

+ Tính theo chất phản ứng: (tính theo chất có khả năng phản ứng hết)

$H % = \frac{n_{p h a n u n g}}{n_{b a n d a u}} .100$ hoặc $H % = \frac{m_{p h a n u n g}}{m_{b a n d a u}} .100$

+ Tính theo chất sản phẩm

$H % = \frac{n_{t h u c t e}}{n_{l y t h u y e t}} .100$ hoặc $H % = \frac{m_{t h u c t e}}{m_{l y t h u y e t}} .100$

Chú ý:

- Nếu $\frac{n_{H_{2}}}{n_{N_{2}}} > 3 \to H_{2}$ dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo .

- Nếu $\frac{n_{H_{2}}}{n_{N_{2}}} < 3 \to N_{2}$ dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo .

- Nếu $\frac{n_{H_{2}}}{n_{N_{2}}} = 3 \to$ Hiệu suất tính theo $N_{2}$ hoặc $H_{2}$ đều được.

- Trường hợp đặc biệt nếu: $\frac{n_{H_{2}}}{n_{N_{2}}} = 3$ thì có thể tính nhanh hiệu suất phản ứng:

$H % = (2 - 2 \frac{M_{X}}{M_{Y}}) .100$

Trong đó: M_X: hỗn hợp gồm N₂ và H₂ ban đầu (tỉ lệ mol 1:3)

M_Y: hỗn hợp sau phản ứng

Ví dụ: Tiến hành tổng hợp NH₃ từ hỗn hợp X gồm N₂ và H₂(tỉ lệ mol 1: 3) có tỉ khối hơi so với H₂ là 4,25 thu được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H₂ là 6,8. Hiệu suất tổng hợp NH₃ có giá trị là

A. 50%

B. 80%

C. 75%

D. 90%

Hướng dẫn giải:

M_X = 4,25.2 = 8,5 (g/mol)

M_Y = 6,8.2 = 13,6 (g/mol)

Áp dụng: $H % = 2 - 2 \frac{M_{X}}{M_{Y}}$ = 2 – 2. $\frac{8, 5}{13, 6}$ = 75%

→ Chọn C.

2. Bạn nên biết

Mối quan hệ cần nhớ

- Quan hệ về số mol:

n _{khí giảm}= n _trước – n _sau = $n_{N H_{3}} = 2 n_{N_{2}}$ _p/ư = $\frac{2}{3} n_{H_{2}}$ _p/ư

- Quan hệ về khối lượng:

m _trước = m _sau $\Leftrightarrow \bar{M}_{t} . n_{t} = \bar{M}_{s} . n_{s}$ $\Leftrightarrow \frac{\bar{M_{t}}}{\bar{M_{s}}} = \frac{n_{s}}{n_{t}}$

- Quan hệ giữa áp suất và số mol

Hỗn hợp khí trước phản ứng: p₁.V₁ = n₁.R.T₁

Hỗn hợp khí sau phản ứng: p₂.V₂ = n₂.R.T₂

Bình kín → V = const; T = const

→ $\frac{p_{1}}{p_{2}} = \frac{n_{1}}{n_{2}}$

3. Bài tập minh họa

Câu 1: Thực hiện phản ứng giữa N₂ và H₂ (tỉ lệ mol 1:5) trong bình kín có xúc tác, áp suất của hỗn hợp khí giảm 10% so với ban đầu (cùng điều kiện). Hiệu suất phản ứng là

A. 30%

B. 75%

C. 80%

D. 50%

Hướng dẫn giải:

N₂ + 3H₂ $\overset{t °, p, x t}{⇄}$ 2NH₃

Ban đầu: a 5a

Phản ứng: x → 3x → 2x

Sau: (a – x) (5a – 3x) 2x

n _trước = n₁ = a + 5a = 6a

n _sau = n₂ = (a – x) + (5a – 3x) + 2x = 6a – 2x

$\frac{p_{1}}{p_{2}} = \frac{n_{1}}{n_{2}}$ → $\frac{100}{90} = \frac{6 a}{6 a - 2 x}$

→ x = 0,3a

Tỉ lệ $\frac{n_{H_{2}}}{n_{N_{2}}} = \frac{5 a}{a} > 3 \to H_{2}$ dư, hiệu suất tính theo N₂

→ H% = $\frac{x}{a} .100 = \frac{0, 3 a}{a} .100 = 30 %$

→ Chọn A

Câu 2: Cho hỗn hợp A gồm N₂ và H₂ (tỉ lệ mol 1: 3), tiến hành phản ứng tổng hợp NH₃, sau phản ứng thu được hỗn hợp B có tỉ khối d_A/B = 0,7. Hiệu suất phản ứng là:

A. 55%

B. 60%

C. 80%

D. 75%

Hướng dẫn giải:

Theo bài ra: $\frac{n_{H_{2}}}{n_{N_{2}}} = 3$

d_A/B = 0,7 → $\frac{M_{A}}{M_{B}} = 0, 7$

Áp dụng: H% = (2 – 2. $\frac{M_{A}}{M_{B}}$ ).100 = (2 – 2.0,7).100 = 60%

→ Chọn B

Xem thêm các dạng Hóa học 11 hay, chọn lọc khác:

Các dạng toán P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm và cách giải

Công thức tính nhanh số mol HNO3 phản ứng