Dạng VIII Bài tập tính hiệu suất phản ứng A Lý thuyết & phương pháp giải Các bước thực hiện Bước 1 Viết phương trình phản ứng và cân bằng Bước 2 Tính theo phương trình khối lượng sản phẩm tạo thành (m[.]
Trang 1Dạng VIII: Bài tập tính hiệu suất phản ứng
A Lý thuyết & phương pháp giải
Các bước thực hiện:
- Bước 1: Viết phương trình phản ứng và cân bằng
- Bước 2: Tính theo phương trình khối lượng sản phẩm tạo thành (mlt)
- Bước 3: Dựa vào giả thiết tính khối lượng thực tế thu được (mtt)
- Bước 4: Tính hiệu suất
Công thức tính hiệu suất: H = tt
lt
m 100%
Trong đó:
+ mtt là khối lượng thực tế (g)
+ mlt là khối lượng tính theo lí thuyết (g)
+ H là hiệu suất (%)
Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất là: mtt = m 100lt
Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất: mtt = m Hlt
100 (g)
B Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Người ta nung 15 g CaCO3 thu được 6,72 g CaO và một lượng khí CO2 Tính hiệu suất phản ứng
Hướng dẫn giải
3
CaCO
n = 0,15 mol, nCaO = 0,12 mol
Phương trình phản ứng:
CaCO3
o
t
0,15 → 0,15 (mol)
Khối lượng CaO thu được theo lý thuyết là mlt = mCaO = 0,15 56 = 8,4 g
Hiệu suất phản ứng là H = tt
lt
m 100%
6,72 100%
Ví dụ 2: Trộn 5,4 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư Cho hỗn hợp vào ống nghiệm
và đun nóng để phản ứng xảy ra thu được 12,75 g Al2S3 Tính hiệu suất phản ứng?
Hướng dẫn giải
Có nAl = 0,2 mol
Trang 2Phương trình hóa học:
2 3
2Al 3S Al S
2 1 mol
0,2 0,1 mol
2 3
Al S (lt)
Hiệu suất phản ứng là: H = tt
lt
Ví dụ 3: Để điều chế 5,85 g NaCl thì cần bao nhiêu g Na và bao nhiêu lít Cl2 (đktc) Biết H = 80%
Hướng dẫn giải
Có nNaCl = 0,1 mol
Phương trình phản ứng là:
2
2 1 mol
0,1 0,05 mol
Khối lượng Na và thể tích Cl2 theo lý thuyết là:
mNa(lt) = 0,1.23 = 2,3 g,
2 Cl
V = 0,05.22,4 = 1,12 lít Khi có H = 80%, thì khối lượng của Na và thể tích của Cl2 là
mNa = 2,3.100
80 = 2,875 g, VCl 2 = 1,12.100
80 = 1,4 lít
C Bài tập tự luyện
Câu 1: Tính thể tích C2H4 (đktc) cần để điều chế được 13,8 gam rượu etylic Biết hiệu suất phản ứng là 60% Phản ứng theo sơ đồ: C2H4 + H2O → C2H5OH
A 11,2 lít
B 22,4 lít
C 33,6 lít
D 44,8 lít
Đáp án: Chọn A
2 5
C H OH
Phương trình hóa học:
Trang 3
t
2 4 2 2 5
l l
Theo phương trình:
2 4
C H
Do H = 60% nên
2 4
C H (tt )
2 4
C H (tt )
V = 0,5.22,4 = 11,2 lít
Câu 2: Chọn đáp án đúng:
Công thức tính hiệu suất là
A H = mlt.mtt.100%
B H = mlt.100%
C H = tt
lt
m
.100%
m
D H= lt
tt
m
.100%
m
Đáp án: Chọn C
Câu 3: Cho 13 gam Zn phản ứng với 8,96 (lít) clo thì thu được 30,6 gam ZnCl2 Tính hiệu suất của phản ứng?
A 80%
B 75%
C 70%
D 65%
Đáp án: Chọn B
nZn = 13 : 65 = 0,3 (mol)
2
Cl
n = 8,96 : 22,4 = 0,4 (mol)
Zn + Cl2 → ZnCl2
Ta thấy:
Zn
n
1 = 0,3 <
2
Cl
n
1 = 0,4 suy ra sau phản ứng Zn hết, Cl2 dư, nên ta sẽ tính theo Zn Suy ra số mol của ZnCl2 = 0,3 mol suy ra khối lượng ZnCl2 (lt) = 40,8 g
Trang 4Vậy hiệu suất phản ứng là: H = tt
lt
Câu 4: Cho phương trình phản ứng:
o t
K2MnO4 + MnO2 + O2
Nhiệt phân 15,8 g KMnO4, thu được V lít O2 (đktc), biết hiệu suất phản ứng 75% Giá trị của V là
A 0,84 lít
B 0,12 lít
C 0,36 lít
D 1,79 lít
Đáp án: Chọn A
Số mol KMnO4 là 0,1 mol
o
t
0,1 0,05 mol
Vì H = 75% suy ra số mol O2 thực tế là: 0,05.75
100 = 0,0375 mol Vậy giá trị của V là: V = 0,0375.22,4 = 0,84 lít
Câu 5: Cho 9,6g Cu tác dụng với oxi thu được 10,8g CuO Hiệu suất phản ứng là
A 60%
B 70%
C 80%
D 90%
Đáp án: Chọn D
Số mol của Cu là: nCu = 0,15 mol
o t 2
0,15 0,15 mol
Có mCuO(lt) = 0,15.80 = 12 g
Vậy hiệu suất là H = 10,8.100%
Câu 6: Nung nóng KNO3, chất này bị phân hủy tạo thành KNO2 và O2 Biết hiệu suất phản ứng H = 80% Tính khối lượng KNO3 cần dùng để điều chế 0,64 g O2
A 4,04 g
Trang 5B 5,05 g
C 6,06 g
D 7,07 g
Đáp án: Chọn B
Số mol O2 là 0,02 mol
o
t
0,04 0,02 mol
Khối lượng KNO3 theo lý thuyết là: 0,04.101 = 4,04 g
Khối lượng KNO3 thực tế cần dùng là: 4,04.100
Câu 7: Chọn đáp án sai:
A Công thức tính hiệu suất: H = tt
lt
m 100%
m
B Công thức tính khối lượng chất tham gia khi biết hiệu suất là: mtt = m 100lt
C Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất: mtt = m Hlt
100
D Công thức tính khối lượng chất tham gia khi biết hiệu suất là: mtt = mlt.H.100
Đáp án: Chọn D
Câu 8: Cho phương trình phản ứng: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Biết rằng khi cho 8,4 g Mg tác dụng với dung dịch HCl thì thu được 23,275 g MgCl2 Tính hiệu suất phản ứng
A 65%
B 70%
C 75%
D 80%
Đáp án: Chọn B
Số mol của Mg là: nMg = 0,35 mol
2 2
0,35 0,35 mol
Khối lượng của MgCl2 (lt) là: 0,35.95 = 33,25 mol
Trang 6Vậy hiệu suất phản ứng là: H = 23,275.100%
Câu 9: Đốt cháy 3,2 g lưu huỳnh trong không khí thu được V lít khí SO2 ở đktc, biết hiệu suất phản ứng là 80% Tính V
A 1,792 lít
B 1,972 lít
C 2,224 lít
D 2,242 lít
Đáp án: Chọn A
Ta có nS = 0,1 mol
S + O2
o
t
SO2
0,1 → 0,1 (mol)
Vì H = 80%, suy ra số mol của SO2 là 0,1.80% = 0,08 mol
Vậy thể tích của SO2 ở đktc là: V = 0,08.22,4 = 1,792 lít
Câu 10: Khử 24 g CuO bằng khí hiđro ở nhiệt độ cao Biết rắng hiệu suất phản
ứng H = 80% Số gam kim loại đồng thu được là
A 30,72 g
B 15,36 g
C 24,08 g
D 26.18 g
Đáp án: Chọn B
Ta có nCuO = 0,3 mol
Phương trình phản ứng:
o t
0,3 0,3 mol
Suy ra mCu = 0,3.64 = 19,2 g
Vì H = 80% nên khối lượng Cu thu được là m = 19,2.80
100 = 15,36 g