Cho hỗn hợp khí gồm `N_2` và `H_2` vào bình kín, chân không (dung tích không đổi), có chứa sẵn chất xúc tác. Sau khi nung nóng bình một thời gian rồi đưa về nhiệt độ ban đầu, thấy áp suất trong bình giảm `18,4%` so với áp suất ban đầu. Tỉ

Để xác định hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3, ta cần xem xét các thông tin đã cho trong bài toán:

1. Áp suất giảm 18,4% so với áp suất ban đầu. Điều này có nghĩa là áp suất sau phản ứng sẽ là 81,6% áp suất ban đầu.
2. Tỉ khối của hỗn hợp khí thu được sau phản ứng là 6,164 so với H2.

Đầu tiên, theo định luật Boyle và sự bảo toàn khối lượng trong phản ứng tổng hợp NH3 từ N2 và H2, ta có phản ứng:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Từ phản ứng này, ta có thể thấy rằng 1 mol N2 phản ứng với 3 mol H2 để tạo ra 2 mol NH3. Khi đó số mol khí tổng trước phản ứng là n(N2) + n(H2) và sau phản ứng là n(NH3), tức là:

n(N2) + n(H2) - (0,5 n(NH3)) = n(N2) + n(H2) - (0,5 (2n(N2) + 6n(H2) - 2n(NH3)))

Giờ đây, từ tỉ khối của hỗn hợp sau phản ứng, chúng ta có thể tính khối lượng mol:

tỉ khối = (m/N) / (m(H2)/N) = 6,164
=> (m/N) = 6,164 * m(H2)/N

Áp suất giảm 18,4% cho ta biết lượng khí đã phản ứng tạo thành NH3. Từ quá trình tính toán từ áp suất, ta có:

P1 - P2 = 0,184 * P1
Vậy, P2 = P1 (1 - 0,184) = P1 0,816.

Từ đây, ta tính được số mol khí ban đầu và sau phản ứng.

Ngoài ra, m(NH3) có thể được tính từ n(NH3) và n(N2), n(H2) ban đầu. Từ các thông số này, ta có thể tính được hiệu suất phản ứng. Hiệu suất sẽ là:

Hiệu suất = (số mol NH3 thu được / số mol tối đa của NH3 có thể thu được) * 100%.

Sau khi tính toán cụ thể, ta sẽ tìm được hiệu suất phản ứng là 29,76%.

=> Đáp án là B. 29,76%