Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 4. Nung nóng X trong bình kín ở nhiệt độ khoảng 450oC 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 số mol của hỗn hợp X là 1 mol
⇒ = 0,2.28 + 0,8.2 = 7,2 (g/mol)
Theo định luật bảo toàn khối lượng:
mX = mY ⇒ .nX =
.nY
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Ban đầu: 0,2 0,8 (mol)
Phản ứng: x 3x 2x (mol)
Cân bằng: 0,2 − x 0,8 − 3x 2x (mol)
⇒ Tổng số mol của khí Y là: 0,2 − x + 0,8 − 3x + 2x = 1 − 2x = 0,9 ⇒ x = 0,05 mol
Quá trình trên có hiệu suất phản ứng tính theo N2 (vì H2 lấy dư) là:

