Hỗn hợp khí X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối đối với H₂ bằng 3,6. Nung nóng X trong bình kín có bột Fe xúc tác, thu được hỗn hợp khí Y có số mol giảm 8% so với ban đầu. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là?

Giả sử ban đầu có x mol N2 và y mol H2.

Ta có: $\frac{28x+2y}{x+y}=\mathrm{3,6.2}\iff 4x=y$

Giả sử có 1 mol N₂ và 4 mol H₂. Vậy số mol ban đầu là 5 mol.

Phương trình hoá học: N₂          +        3H₂      ⇌     2NH₃

Ban đầu:                         1                 4                 0                 mol

Phản ứng:                       x                 3x               2x               mol

Sau phản ứng:                 (1 – x)         (4 – 3x)       2x               mol

Tổng số mol khí sau phản ứng: nsau = (1 – x) + (4 – 3x) + 2x = 5 – 2x (mol).

Số mol Y giảm 8% so với ban đầu $\Rightarrow 2x=5.\frac{8}{100}\Rightarrow x=\mathrm{0,2}$

Giả sử H = 100% thì N₂ hết, do đó hiệu xuất phản ứng tính theo N₂.

Ta có: H = $\frac{\mathrm{0,2}}{1}.100\%$ = 20%.