Câu 2: Cho bài tập sau, lựa chọn đáp án đúng/sai cho các ý a, b, c, d: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được

Để giải bài tập này, ta sẽ phân tích từng ý một dựa trên thông tin đã cho.

Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8, tức là:

Tỉ khối của khí X so với He = (M_X / M_He) = 1,8.

Khối lượng mol của He là 4 g/mol, từ đó ta có:

M_X = 1,8 * 4 = 7,2 g/mol.

Hỗn hợp khí X chỉ gồm N2 (28 g/mol) và H2 (2 g/mol). Giả sử số mol của N2 là x và số mol của H2 là y. Ta có:

M_X = (28x + 2y) / (x + y) = 7,2.

Sau khi giải phương trình trên sẽ cho ta tỉ lệ số mol giữa N2 và H2.

Tỉ lệ số mol N2 và H2 là 1:4.

a) Đúng. Như đã phân tích, số mol N2 và H2 trong hỗn hợp X có tỉ lệ 1:4.

b) Sau khi đun nóng hỗn hợp khí X có chứa bột Fe sẽ tạo ra NH3. Khí sản phẩm Y có tỉ khối so với He bằng 2. Tức là:

M_Y = 2 * 4 = 8 g/mol.

Vì Y là hỗn hợp khí có một số mol NH3, ta cần so sánh số mol của X và Y. Hỗn hợp Y không chỉ chứa sản phẩm mà còn có khí không tham gia phản ứng.

Số mol của X và số mol của Y không nhất thiết phải tỉ lệ 10:9, vì có thể có nhiều yếu tố tác động đến số mol của sản phẩm hình thành.

b) Sai. Tỉ lệ này chưa chắc đúng, một xét nghiệm cụ thể hơn sẽ cần thiết để xác định.

c) Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 được tính theo số mol của các chất phản ứng và sản phẩm thu được. Nếu số mol của Y là 9/10 của X, hiệu suất cần được tính toán dựa trên tỉ lệ mol N2 và H2 trước khi phản ứng. Do đó:

c) Không thể xác định chính xác chỉ từ dữ liệu ban đầu.

d) Sau phản ứng tổng hợp NH3, nếu tỷ lệ mol giữa X và Y là như đã phân tích, có thể số mol của khí Y không vượt quá số mol của khí X, và vì thế:

d) Sai. Số mol của hỗn hợp X có thể nhiều hơn hoặc bằng số mol của hỗn hợp Y.

Tóm lại:
a) Đúng,
b) Sai,
c) Không xác định,
d) Sai.