Hỗn hợp \({\rm{X}}\) gồm N₂ và H₂ có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 4. Nung nóng X trong bình kín ở nhiệt độ khoảng 450^oC có bột Fe xúc tác, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H₂ bằng 4. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là?

Giả sử có 1 mol N2 và 4 mol H2.

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).

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có:

mtrước = msau ⇔ 28.1 + 2.4 = (5 – 2x).4.2 Þ x = 0,25.

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

Ta có: H = \[\frac{{0,25}}{1}.100\% \] = 25%.