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) [r]
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
n H
n = n =
10
nA ban đầu cần dùng:
Abđ
H
n 100
n =
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:
3 Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất
tt
H
m 100
Trang 2Do 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:
CaCO3 → 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
lt tt
100
m H
Trang 3(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 = m NaCl/ M NaCl = 4,68/58,5 = 0,08 (mol)
Phương trình hóa học:
2Na + 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)
Trang 4Bài 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 Cl2 thì Zn là chất thiếu, nên ta sẽ tính theo Zn
Từ phương trình => n Zn 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 KClO3 có xúc tác thu được 2,5 g KCl và khí oxi
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính hiệu suất của phản ứng
Hướng 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
Trang 5t
2 2 3
0,034 0,034
Khối lượng KClO3 thực 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
o
t
2 1 2
0,15 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
Trang 6Câu 1 Nung 4,9 gam KClO3 có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và chất khí
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính hiệu suất của phản ứng?
Câu 2 Để điều chế 11,7 gam muối Natri clorua (NaCl) thì cần số gam Natri là? Biết hiệu
suất bằng 75%
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%
Câu 4 Cho 21,75 gam MnO2 có lẫn tạp chất Phản ứng với lượng dư dung dịch HCl với
nhiêu? Biết hiệu suất phản ứng đat 80%
Câu 6 Khối lượng este metylmetacrylat thu được là bao nhiêu khi đun nóng 215 gam axit
metacry lic với 100g ancol metylic, giả thiết hiệu suất phản ứng este hóa đạt 70%
0,8 gam/ml), biết hiệu suất lên men đạt 96%
chế là 70%
Tham khảo tài liệu: