Cho 9 lít N2 và 6 lít H2 vào bình tổng hợp NH3. Tính thành phần % theo thể tích của các khí có trong hỗn hợp sau phản ứng và hiệu suất phản ứng trong 2 trường hợp sau: ( các điều kiện nhiệt độ không đổi, có chất xúc tác thích hợp, thể tích các khí đo ở cùng điều kiện).
a. Hỗn hợp sau phản ứng có thể tích bằng 14 lít
b. Thể tích của khí NH3 trong hỗn hợp sau phản ứng chiếm 20% toàn bộ thể tích của hỗn hợp này.
Gọi \(n_{N_2}=a\left(mol\right)\)
PTHH: \(N_2+3H_2\xrightarrow[]{t^o,p,xt}2NH_3\)
a--->3a---------->2a
=> Hỗn hợp sau phản ứng có \(\left\{{}\begin{matrix}n_{N_2}=9-a\left(mol\right)\\n_{H_2}=6-3a\left(mol\right)\\n_{NH_3}=2a\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
a) Vì hh sau phản ứng có 14 lít khí
=> 9 - a + 6 - 3a + 2a = 14
=> a = 0,5 (lít)
=> \(\left\{{}\begin{matrix}\%V_{N_2}=\dfrac{9-0,5}{14}.100\%=60,71\%\\\%V_{H_2}=\dfrac{6-0,5.3}{14}.100\%=32,14\%\\\%V_{NH_3}=\left(100-60,71-32,14\right)\%=7,15\%\end{matrix}\right.\)
b) Vì NH3 chiếm 20% thể tích hỗn hợp
=> \(\dfrac{2a}{9-a+6-3a+2a}.100\%=20\%\)
=> \(a=1,25\)
=> \(\left\{{}\begin{matrix}\%V_{NH_3}=20\%\\\%V_{N_2}=\dfrac{9-1,25}{9-1,25+6-1,25.3+2.1,25}.100\%=62\%\\\%V_{H_2}=\left(100-20-62\right)\%=18\%\end{matrix}\right.\)