Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học

Công thức tính hiệu suất phản ứng là gì? Phương pháp tính nhanh hiệu suất? được VnDoc chia sẻ dưới đây. Hy vọng với tài liệu này sẽ giúp ích cho các bạn học sinh nắm chắc các bước xác định hiệu suất của phản ứng hóa học chính xác nhất

Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THCS miễn phí trên Facebook: Luyện thi lớp 9 lên lớp 10. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.

1. Hiệu suất là gì?

Hiệu suất (thường có thể đo được) là khả năng tránh lãng phí vật liệu, năng lượng, nỗ lực, tiền bạc và thời gian để làm một việc gì đó hay tạo ra kết quả mong muốn. Nói chung, đó là khả năng làm tốt một việc mà không có lãng phí. Trong nhiều thuật ngữ toán học và khoa học, nó là thước đo mức độ mà đầu vào cũng được dùng cho một mục đích, nhiệm vụ, chức năng được yêu cầu (đầu ra). Nó thường đặc biệt bao gồm các khả năng của một ứng dụng cụ thể nỗ lực để sản xuất ra một kết quả cụ thể với một số tiền tối thiểu hay số lượng chất thải, chi phí, nỗ lực không cần thiết. Hiệu quả đề cập đến rất khác nhau đầu vào và đầu ra trong lĩnh vực và các ngành công nghiệp khác nhau.

2. Công thức tính hiệu suất của phản ứng hóa học

2.1 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:

nC = nA pứ = (nA ban đầu . H)/100

nA ban đầu cần dùng: nA ban đầu = (nC.100)/H

2.2 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:

m_{lt} = \frac{m_{tt}.100}{H}

2.3. 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:

m_{tt} = \frac{m_{lt}.H}{100}

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 ← 0,08mol

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 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. Bài tập ví dụ tính hiệu suất phản ứng trong Hóa học

Ví 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%

Hướng dẫn giải bài tập

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)

m Na = 0,1*23 = 2,3 (gam)

V Cl2 = 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?

Hướng dẫn giải bài tập

nZn = 19,5/65 = 0,3 (mol)

nCl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol)

nZnCl2 = 0,27 (mol)

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.

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 

2KClO3 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} 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 H = 75%.

Hướng dẫn giải bài tập 

nNaCl = 0,15 mol 

2Na + Cl2 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} 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: 

 m_{Na} = \frac{3,45.100}{75} = 4,5gam

V_{Cl2} = \frac{1,68.100}{75} = 2,24lit

4. Bài tập luyện tập

Câu 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 hiệu suất 100%. Sau phản ứng thu được 2,24 lít khí Cl2 (đktc). Tính phần trăm về khối lượng MnO2 trong hỗn hợp ban đầu?

Câu 5. Đốt cháy 1,7 gam NH3 trong bình đựng khí oxi, thể tích khí N2 (đktc) thu được là bao 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%

Câu 7. Tính khối lượng glucozo cần dùng để lên men thu được 200 lít C2H5OH 30oC (D = 0,8 gam/ml), biết hiệu suất lên men đạt 96%

Câu 8. 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%

Như vậy VnDoc đã chia sẻ tới các bạn học sinh cũng như quý thầy cô bài Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học. Tài liệu gồm lý thuyết cũng như một số bài tập để các bạn học sinh dễ vận dụng cũng như tìm hiểu về hiệu xuất phản ứng hóa học. Chúc các bạn học tốt và nhớ thường xuyên tương tác với VnDoc.com để nhận được nhiều tài liệu hay và bổ ích

.........................................

Trên đây VnDoc đã đưa tới các bạn bộ tài liệu rất hữu ích Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Toán 9, Chuyên đề Vật Lí 9, Lý thuyết Sinh học 9, Giải bài tập Hóa học 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.

Đánh giá bài viết
60 72.675
0 Bình luận
Sắp xếp theo
Hóa 9 - Giải Hoá 9 Xem thêm