Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học VnDoc com Thư viện Đề thi Trắc nghiệm Tài liệu học tập miễn phí Trang chủ https //vndoc com/ | Email hỗ trợ hotro@vndoc com | Hotline 024 2242 6188 Công thức[.]
Trang 1Công thức tính hiệu suất của phản ứng hóa học
1 Công thức tính hiệu suất của phản ứng hóa học và ví dụ cụ thể
Cho phản ứng hóa học: A + B →C
Hiệu suất phản ứng:
H = số mol pứ 100% / số mol ban đầu
hoặc cũng có thể tính theo khối lượng:
H = khối lượng thu được thực tế 100% / khối lượng thu được tính theo phương trình
Lưu ý là tính hiệu suất theo số mol chất thiếu (theo số mol nhỏ)
Từ công thức cũng có thể tính được:
Abđ
C A pu 0
10
Abđ H
n 100
2 Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất
Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng chất tham gia thực tế đem vào phản ứng phải hơn nhiều để bù vào sự hao hụt Sau khi tính khối lượng chất tham gia theo phương trình phản ứng, ta có khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất như sau:
tt H
m 100
Trang 23 Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất
Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng sản phẩm thực tế thu được phải nhỏ hơn nhiều sự hao hụt Sau khi khối lượng sản phẩm theo phương trình phản ứng, ta tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất như sau:
2 Ví dụ cụ thể:
Nung 0,1 mol CaCO3 thu được 0,08 mol CaO Tính hiệu suất phản ứng hóa học xảy ra
Trong bài này chúng ta có 2 cách để giải bài toán:
Cách 1:
CaCO3→CaO + CO2
0,1 mol → 0,1 mol
Theo phản ứng ta có 0,1 mol CaCO3 tạo 0,1 mol CaO Tuy nhiên theo thực tế đo được chỉ thu được 0,08 mol CaO Như vậy đối với CaO lượng tính toán theo phản ứng là 0,1 (gọi là khối lượng theo lý thuyết) và lượng chắc chắn thu được là 0,08 (gọi là lượng thực tế) Hiệu suất phản ứng H(%) = (thực tế/lý thuyết) x 100 = (0,08/0,1) x100 = 80%
Cách 2:
lt
tt 100
m H
Trang 3CaCO3 →CaO + CO2
0,08 mol←0,08mol
Nhìn tỉ lệ mol trên phương trình nếu thu được 0,08 mol vôi sống CaO cần dùng 0,08 mol CaCO3 Tuy nhiên đề bài cho là nung 0,1 mol CaCO3 Tóm lại đối với CaCO3
lượng tính toán theo phản ứng là 0,08 (gọi là lựong lý thuyết) và lượng chắc chắn cần phải có là 0,1 (gọi là lựong thực tế) Hiệu suất phản ứng H= lý thuyết/thực tế) x
100 = (0,08/0,1) x 100 = 80%
Vậy tóm lại khi tính hiệu xuất phản ứng thì chúng ta cần xác định xem mình dựa vào tác chất hay sản phẩm để có công thức phù hợp để tính
+ Nếu dựa vào sản phẩm thì công thức: H = (thực tế/lý thuyết) x 100
+ Nếu dựa vào tác chất thì công thức: H = (lý thuyết/thực tế) x 100
Theo kinh nghiệm của tôi với các bài tập tính toán hiệu suất phản ứng, khi làm bài đừng để ý đến thực tế, lý thuyết gì cả Cứ thực hiện tính toán bình thường, dựa vào tác chất hay sản phẩm tùy ý, sau đó đối chiếu lượng ở đề bài cho xem giá trị nào lớn, giá trị nào nhỏ
Hiệu suất = (giá trị nhỏ/giá trị lớn) x 100
II Bài tập tính hiệu suất phản ứng
Bài tập 1: Tính khối lượng Na và thể tích khí Cl2 cần dùng để điều chế 4,68 gam muối Clorua, nếu hiệu suất phản ứng là 80%
Lời Giải:
nNaCl= mNaCl/ MNaCl= 4,68/58,5 = 0,08 (mol)
Phương trình hóa học:
Trang 42Na + Cl2→2NaCl
từ pt => số mol Na = 0,08*100/80 = 0,1 (mol)
n Cl2= (0,08*100)/2*80 = 0,05 (mol)
m Na = 0,1*23 = 2,3 (gam)
V Clo = 0,05*22,4 = 1,12 (lit)
Bài tập 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với 7 (l) clo thì thu được 36,72 gam ZnCl2 Tính hiệu suất của phản ứng?
Bài Giải
nZn= 19,5/65 = 0,3 (mol)
n Cl2= 7/22,4 = 0,3125 (mol)
n ZnCl2= 0,27 (mol)
Zn + Cl2→ ZnCl2
Ta thấy:
nCl2> n Zn => so với Cl2thì Zn là chất thiếu, nên ta sẽ tính theo Zn
Từ phương trình => nZn phản ứng= n ZnCl2= 0,27 (mol)
Hiệu suất phản ứng: H = số mol Zn phản ứng *100/số mol Zn ban đầu
= 0,27 * 100/0,3 = 90%
Ví dụ 3: Nung 4,9 g KClO3có xúc tác thu được 2,5 g KCl và khí oxi
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính hiệu suất của phản ứng
Trang 5Hướng tư duy:
Đề cho hai số liệu chất tham gia và sản phẩm Do sản phẩm là chất thu được còn lượng chất tham gia không biết phản ứng có hết không nên tính toán ta dựa vào sản phẩm
Từ mKCl→tính được nKCl→ tính nKClO3 (theo phương trình)→tính mKClO3(thực tế phản ứng) Còn m đề bài cho là lượng lý thuyết => Tính H% theo công thức
Hướng dẫn giải bài tập
nKCl= 2,5/74,5 = 0,034 mol
2KClO3
o
t
2KCl + 3O2
Khối lượng KClO3thực tế phả ứng:
mKClO3 = nKClO3.MKClO3= 0,034.1225 = 4,165 gam
Hiệu suất phản ứng:
H = 4,165/4,9.100% = 85%
Ví dụ 4 Để điều chế 8,775 g muối natri clorua (NaCl) thì cần bao nhiêu gam natri
và bao nhiêu lít clo (đktc), biết H = 75%
Hướng dẫn giải bài tập
nNaCl = 0,15 mol
2Na + Cl2 t o 2NaCl
Trang 60,15 0,075 0,15
Khối lượng Na và thể tích khí clo theo lý thuyết:
mNa lý thuyết= nNa.MNa= 0,15.23 = 3,45 (gam)
VCl2= nCl2.22,4 = 0,075.22,4 = 1,68 lít
Khi có H = 75%, khối lượng Na và thể tích khí clo thực tế là:
3,45.100 4,5
75
Na
2 1,68.100 2,24
75
Cl
III Bài tập vận dụng
Câu 1 Nung 4,9 gam KClO3có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và chất khí
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính hiệu suất của phản ứng?
Đáp án hướng dẫn giải
nKClO3= 4,9/122,5 = 0,04 (mol)
nKCl= 2,5/74,5 = 0,034 (mol)
2KClO3→ 2KCl + 3O2(1)
Theo phương trình phản ứng (1) nKClO3(pư)= nKCl= 0,034 (mol)
Hiệu suất phản ứng là
0,034/0,04.100% = 83,89%
Trang 7Theo (1) nO2= 3/2nKCl= 0,051 (mol)
=> VO2= 0,051.22,4 = 1,1424 (l)
Câu 2 Để điều chế 8,775 gam muối Natri clorua (NaCl) thì cần số gam Natri là? Biết
hiệu suất bằng 75%
Đáp án hướng dẫn giải
Phương trình hóa học
2Na + Cl2→2NaCl
nNaCl= 8,775/58,5 = 0,15 (mol)
Nếu hiệu suất là 100% thì nNaCl= 0,15.75/100 = 0,2(mol)
Theo phương trình hóa học: nNa= nNaCl= 0,2 mol
→ mNa= 0,2.23 = 4,6 (g)
Theo phương trình hóa học: nCl2=1/2nNaCl= 0,1 mol
→ VCl2= 0,1.22,4 = 2,24 (l)
Câu 3 280kg đá vôi chứa 25% tập chất thì có thể điều chế được bao nhiêu kg vôi
sống, nếu hiệu suất phản ứng là 80%
Đáp án hướng dẫn giải
Do đá vôi chứ 25% tạp chất nên khối lượng đá vôi là: mCaCO3= 280.75% = 210 kg CaCO3→CaO + CO2
Trang 8Khối lượng CaO lí thuyết thu được theo phương trình là:
x = 210.56/100 = 117,6 kg
Do hiệu suất là H = 80% nên khối lượng CaO thực tế thu được là:
m CaO thực tế = mCaO (LT).80% = 117,6.80% = 94,08 kg
Câu 4 Cho 21,75g MnO2tác dụng hết axit HCl đặc
a) tính V của Cl2tạo thành ở đktc, H = 80%
b) Clo ở trên tác dụng hết với Fe (đun nóng) Tính lượng muối tạo thành
c) xác định M (hóa trị 2) biết clo tác dụng vừa đủ 4,8g kim loại M
Đáp án hướng dẫn giải
Phương trình hóa học
MnO2+ 4HCl → MnCl2+ Cl2+ 2H2O
Ta có:
nCl2 lt= nMnO2= 21,75/(55 +16.2) = 0,25 mol
=> nCl2= 0,25.80% = 0,2 mol
=> VCl2= 0,2.22,4 = 4,48 lít
Phương trình hóa học:
2Fe + 3Cl2→2FeCl3
=> nFeCl3= 2/3nCl2= 0,4/3 mol
=> mFeCl3= 0,4/3.(56 + 35,5.3) = 21,67 gam
Trang 9=> nM= nCl2= 0,2 mol
=> MM= 4,8/0,2 = 24
Vậy M là Mg
Câu 5 Thực hiện tổng hợp amoniac từ N2+ 3H2⇔2NH3 Nồng độ ban đầu các chất: [N2] = 2M, [H2] = 2,4 M Khi phản ứng đạt cân bằng [NH3] = 0,4 M Hiệu suất phản ứng tổng hợp
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Phương trình hóa học: N2+ 3H2⇔2NH3
Ban đầu: 1mol/l 2,4 mol.l
Cân bằng 0,6 mol/l 0,4 mol/lit
Theo phương trình hóa học thì 1 mol N2cần 3 mol H2 Ở đây chỉ có 1,2 mol H2, vì H2
thiếu nên tác dụng hết
Hiệu suất phải tính theo lượng chất tác dụng hết
Số mol H2đã tác dụng là 0,6 mol
Vậy H = (0,6 : 2,4) 100 = 25%
Câu 6 Khối lượng este metyl metacrylat thu được là bao nhiêu khi đun nóng 215
gam axit metacrylic với 100 gam ancol metylic, giả thiết hiệu suất phản ứng este hóa đạt 70%
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Ts có n(Axit)= 215/86 = 2,5 mol
n(ancol)= 100/32
Xét tỉ lệ số mol giữa axit và ancol thì ancol dư do đó Phản ứng tính theo số mol axit
Trang 10Phương trình hóa học
CH2=C(CH3)-COOH + CH3OH → CH2=C(CH3)-COOCH3+ H2O
Với H = 60%
→ n(este) = 2.5.60% = 1,5
Khối lượng este là: m(este)= 1,5.100 = 150 gam
Câu 7 Lên men hoàn toàn m gam glucozơ thành ancol etylic Toàn bộ khí CO2 sinh
ra trong quá trình này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư tạo ra 50 gam kết tủa Nếu hiệu suất của quá trình lên men là 75% thì giá trị của m là:
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
nkết tủa= 0,5 mol
C6H12O6→2C2H5OH + 2CO2(1)
0,25 ← 0,5
CO2+ Ca(OH)2→CaCO3+ H2O (2)
0,5 ← 0,5
=> mglucozo (thực tế)= 0,25.180 = 45 gam
H = 75% => mglucozo(ban đầu)= 45.100/75 = 60 gam
chất trơ) điều chế được bao nhiêu tấn dung dịch H2SO498%, hiệu suất chung của có quá trình điều chế là 70%
Câu 9 Nung 100 kg CaCO3thì thu được 47,6kg CaO Tính hiệu suất của phản ứng Biết phản ứng xảy ra như sau: CaCO →CaO + CO
Trang 11Câu 10 Nung nóng kali nitrat KNO3, chất này bị phân hủy tạo thành kali nitrit KNO2 và O2 Tính khối lượng KNO3 cần dùng để điều chế được 2,4 gam O2 Biết hiệu suất phản ứng đạt 85%
Câu 11 Cho luồng khí H2đi qua ống thủy tinh chứa 20 gam bột CuO ở nhiệt độ cao Sau phản ứng thu được 16,8 gam chất rắn Hiệu suất của phản ứng bao nhiêu Biết phương trình hóa học của phản ứng như sau:
CuO + H2→Cu + H2O
Câu 12 Trộn 10,8 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư Cho hỗn hợp vào ống nghiệm
và đun nóng để phản ứng xảy ra thu được 25,5 g Al2S3 Tính hiệu suất phản ứng ?
Câu 13 Cho 22,4 lít khí etilen C2H4 (đktc) tác dụng với nước (dư) có axit sunfuric làm xúc tác, thu được 13,8 gam rược etylic C2H5OH Tính hiệu suất phản ứng cộng nước của etilen
(C2H5OH) được trộn theo tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 2 Đun nóng X với H2SO4 đặc một thời gian thu được m gam este CH3COOCH2CH3 với hiệu suất phản ứng là 80% Giá trị của m là bao nhiêu?
Câu 15 Cho phương trình: 2KMnO4→K2MnO4+ MnO2+ O2↑
Nhiệt phân 31,6 gam KMnO4, thu được V lít O2(đktc), biết hiệu suất phản ứng 80% Giá trị của V là bao nhiêu
Tham khảo tài liệu:https://vndoc.com/tai-lieu-hoc-tap-lop-9