Câu hỏi:

Giả sử ban đầu có 1 mol $N_2$ và 4 mol $H_2$. Tổng số mol ban đầu là 5.

Phản ứng: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

Giả sử hiệu suất phản ứng là h. Số mol $N_2$ phản ứng là h, số mol $H_2$ phản ứng là 3h, số mol $NH_3$ tạo thành là 2h.

Số mol $N_2$ còn lại là 1 - h, số mol $H_2$ còn lại là 4 - 3h, số mol $NH_3$ tạo thành là 2h.

Tổng số mol khí sau phản ứng là $n_Y = (1 - h) + (4 - 3h) + 2h = 5 - 2h$.

Ta có: $\overline{M_Y} = 4 \times 2 = 8$

$\overline{M_X} = \frac{1 \times 28 + 4 \times 2}{5} = \frac{36}{5} = 7.2$

Áp dụng sơ đồ đường chéo:

$\frac{n_X}{n_Y} = \frac{M_Y}{M_X} = \frac{5}{5-2h}$

$\frac{M_X}{M_Y} = \frac{8}{7.2} = \frac{36/5}{8} = \frac{9}{10}$

Vậy, $\frac{5}{5-2h} = \frac{10}{9} \Rightarrow 45 = 50 - 20h \Rightarrow 20h = 5 \Rightarrow h = 0.25 = 25\%$

Chất xúc tác không ảnh hưởng đến vị trí cân bằng, nó chỉ làm tăng tốc độ phản ứng.

• Thay đổi áp suất của hệ sẽ làm cân bằng chuyển dịch vì số mol khí ở hai vế khác nhau.
• Thay đổi nồng độ N2 sẽ làm cân bằng chuyển dịch.
• Thay đổi nhiệt độ sẽ làm cân bằng chuyển dịch do phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt.

Sự chuyển dịch cân bằng là sự phá vỡ trạng thái cân bằng ban đầu của một phản ứng thuận nghịch do tác động của các yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, áp suất, nồng độ) làm cho cân bằng chuyển sang một trạng thái cân bằng mới.

Nitrogen (N₂) có liên kết ba (N≡N) rất bền vững. Để phá vỡ liên kết này cần một năng lượng lớn, do đó ở nhiệt độ thường nitrogen kém hoạt động hóa học.
Công thức cấu tạo của nitrogen: $N \equiv N$

Ammonia (NH3) là một base yếu. Khi ammonia hòa tan trong nước (hoặc tiếp xúc với độ ẩm trên giấy quỳ ẩm), nó sẽ tạo ra ion hydroxide (OH-), làm tăng độ pH và khiến giấy quỳ chuyển sang màu xanh.
Vì giấy quỳ trong thí nghiệm này là giấy quỳ khô và khí ammonia cũng khô, nên không có môi trường để ammonia phản ứng tạo thành ion hydroxide. Do đó, giấy quỳ không đổi màu.