Cách tính hiệu suất phản ứng hóa 8 năm 2024
|
Hiệu suất là một trong những đại lượng xuất hiện trong những bài toán phản ứng hóa học hoặc các bài tập vật lý. Show Hiệu suất phản ứng hóa học chính là lượng sản phẩm tối đa (sản phẩm thực tế) mà một phản ứng hoá học có thể tạo ra. Vậy công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học như thế nào? Hãy cùng Download.vn tìm hiểu ở bài viết dưới đây nhé. Hi vọng qua công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học các bạn có thêm nhiều tư liệu học tập, nắm vững công thức để giải được các bài tập Hóa học. Tài liệu còn có cả một số bài tập vận dụng giúp các bạn dễ dàng ghi nhớ công thức. Ngoài ra các bạn xem thêm bài tập viết công thức hóa học lớp 8. 1. Hiệu suất phản ứng là gì?Hiệu suất phản ứng hoá học có đơn vị tính là %. Chúng là đại lượng được đo lường bằng tỉ số giữa khối lượng thực tế so với khối lượng lý thuyết ban đầu. Theo đó khối lượng lý thuyết là khối lượng mà chúng phản ứng và tạo ra nhiều sản phẩm nhất trong phương trình phản ứng hoá học. 2. Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học
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: nC = nA pứ = (nA ban đầu . H)/100 nA ban đầu cần dùng: nA ban đầu = (nC.100)/H
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:
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: 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)*100 = (0,08/0,1)*100 = 80%, tức là: Cách 2: CaCO3 → CaO + CO2 0,08 mol ← 0,08 mol 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 lượng thực tế). Hiệu suất phản ứng H = (lý thuyết/ thực tế).100 = (0,08/0,1).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).100 + Nếu dựa vào tác chất thì công thức: H = (lý thuyết/ thực tế).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).100 3. Ví dụ tính hiệu suất phản ứng trong Hóa họcVí dụ 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% Gợi ý đáp án nNaCl= mNaCl/ MNaCl = 4,68/58,5 = 0,08 (mol) Phương trình hóa học: 2Na + Cl2 → 2NaCl (1) Từ phương trình hóa học (1) => số mol Na = 0,08.100/80 = 0,1 (mol) n Cl2 = (0,08.100)/2*80 = 0,05 (mol) mNa = 0,1.23 = 2,3 (gam) VCl2 = 0,05.22,4 = 1,12 (lit) Ví dụ 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với 7 (lít) clo thì thu được 36,72 gam ZnCl2. Tính hiệu suất của phản ứng? Gợi ý đáp án nZn = 19,5/65 = 0,3 (mol) nCl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol) nZnCl2 = 0,27 (mol) Phương trình hóa học Zn + Cl2 → ZnCl2 Ta thấy: nCl2 > nZn => 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.
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 Gợi ý đáp án nKCl = 2,5/74,5 = 0,034 mol 2KClO3 2KCl + 3O2 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 hiệu suất phản ứng = 75%. Gợi ý đáp án nNaCl = 0,15 mol Phương trình phản ứng 2Na + Cl2 2NaCl 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: 4. Bài tập vận dụngCâu 1. Nung 4,9 gam KClO3 có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và chất khí
Gợi ý đáp án 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% Theo (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%. Gợi ý đáp án 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. 280 kg đá vôi chứa 25% tập chất thì có thể điều chế được bao nhiêu kg vôi sống, nếu hiệu suất phản ứng là 80%. Gợi ý đáp án Do đá vôi chứ 25% tạp chất nên khối lượng đá vôi là: mCaCO3 = 280.75% = 210 kg CaCO3→ CaO + CO2 100 g 56 g 210 kg x kg Khối 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: mCaO thực tế = mCaO (LT).80% = 117,6.80% = 94,08 kg Câu 4. Cho 21,75g MnO2 tác dụng hết axit HCl đặc
Gợi ý đáp án 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 M + Cl2 → MCl2 \=> nM = nCl2 = 0,2 mol \=> MM = 4,8/0,2 = 24 Vậy M là Mg Câu 5. 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% Gợi ý đáp án 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. Phương 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 6. 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: Gợi ý đáp án 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 Câu 7. Từ 3 tấn quặng pirit (chứa 585 FeS2 về khối lượng, phần còn lại là các tập chất trơ) điều chế được bao nhiêu tấn dung dịch H2SO4 98%, hiệu suất chung của có quá trình điều chế là 70%. Làm thế nào để tính hiệu suất phản ứng?Để tính toán hiệu suất phản ứng, ta sử dụng công thức sau: % hiệu suất = (lượng sản phẩm thực tế / lượng sản phẩm lý thuyết) x 100%. Hiệu suất trong hóa học là gì?Hiệu suất là khả năng để làm một việc gì đó hay tạo ra kết quả mong muốn bằng lượng một cách tối đa bằng nguồn lực cố định. Hiệu suất phản ứng trong hóa học là lượng sản phẩm tối đa (sản phẩm thực tế) mà một phản ứng hoá học có thể tạo ra. Thế nào là khối lượng thực tế?Khối lượng thực tế (AW) chính là khối lượng hàng mà chúng ta vẫn thường sử dụng, có thể dùng cân để đo. Chẳng hạn 1 kiện hàng nặng 10kg. Còn khối lượng (VW) được tính bằng thể tích kiện hàng chia cho hệ số quy đổi. Hệ số này với hàng Air là 6000, còn với hàng chuyển phát nhanh thì thường là 5000. Hiệu suất có đơn vị là gì?Trong thực tế, hiệu suất không có đơn vị. Người ta thường thêm phía sau hiệu suất kí hiệu % cho số đẹp. Ví dụ: H=0.5=50%. |
