Với bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cách tính hiệu suất phản ứng trong hóa học, cùng những ví dụ minh họa và bài tập tự luyện để các bạn có thể nắm vững lý thuyết và áp dụng vào thực tế một cách hiệu quả.
Tính Hiệu Suất Phản ứng và Cách Giải Bài Tập
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 = mt × ml × t × 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 = ml × t × 100 / H (g).
Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất là: mtt = ml × t × H / 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
nCaCO3 = 0,15 mol, nCaO = 0,12 mol
Phương trình phản ứng:
CaCO3 → CaO + CO2
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 = mt × ml × t × 100% = 6,72 / 8,4 × 100% = 80%
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
Phương trình hóa học:
2Al + 3S → Al2S3
0,2 → 0,1 (mol)
mAl2S3(lt) = 0,1 × 150 = 15 g
Hiệu suất phản ứng là: H = mt × ml × t × 100% = 12,75 / 15 × 100% = 85%
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:
2Na + Cl2 → 2NaCl
0,1 → 0,05 (mol)
Khối lượng Na và thể tích Cl2 theo lý thuyết là:
mNa(lt) = 0,1 × 23 = 2,3 g, VCl2 = 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, VCl2 = 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
nC2H5OH = 0,3 mol
Phương trình hóa học:
C2H4 + H2O → C2H5OH
1 → 0,3 (mol)
Theo phương trình: nC2H4 = 0,3 mol
Do H = 60% nên nC2H4 = 0,3 × 100 / 60 = 0,5 mol
VC2H4(tt) = 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 = mt × ml × t × 100%
D. H = ml × t × mt × 100%
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 = 0,2 mol
nCl2 = 8,96 / 22,4 = 0,4 mol
Zn + Cl2 → ZnCl2
Ta thấy: nZn < nCl2 suy ra sau phản ứng Zn hết, Cl2 dư, nên ta sẽ tính theo Zn.
Số mol của ZnCl2 = 0,2 mol suy ra khối lượng ZnCl2 (lt) = 40,8 g
Vậy hiệu suất phản ứng là: H = mt × ml × t × 100% = 30,6 / 40,8 × 100% = 75%
Câu 4: Cho phương trình phản ứng:
2KMnO4 → 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
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
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
2Cu + O2 → CuO
0,15 → 0,15 mol
Có mCuO(lt) = 0,15 × 80 = 12 g
Vậy hiệu suất là H = 10,8 / 12 × 100% = 90%
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
B. 5,05 g
C. 6,06 g
D. 7,07 g
Đáp án: Chọn B
Số mol O2 là 0,02 mol
2KNO3 → 2KNO2 + O2
0,02 → 0,02 mol
Khối lượng KNO3 theo lý thuyết là: 0,02 × 101 = 4,04 g
Khối lượng KNO3 thực tế cần dùng là: 4,04 × 100 / 80 = 5,05 g
Câu 7: Chọn đáp án sai:
A. Công thức tính hiệu suất: H = mt × ml × t × 100%
B. Công thức tính khối lượng chất tham gia khi biết hiệu suất là: mtt = ml × t × 100 / H
C. Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất: mtt = ml × t × H / 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
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
0,35 → 0,35 mol
Khối lượng của MgCl2 (lt) là: 0,35 × 95 = 33,25 mol
Vậy hiệu suất phản ứng là: H = 23,275 / 33,25 × 100% = 70%.
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 → SO2
0,1 → 0,1 (mol)
Vì H = 80%, suy ra số mol của SO2 là 0,1 × 80 / 100 = 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 rằng 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:
CuO + H2 → Cu + H2O
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.
D. Bài tập thêm
Câu 1: Để điều chế 2 lít NH3 từ N2 và H2 với hiệu suất 25% thì thể tích N2 cần dùng ở cùng điều kiện là
A. 8 lít
B. 2 lít
C. 4 lít
D. 1 lít.
Câu 2: Nung nóng 12,8 gam Cu với khí chlorine dư. Xác định khối lượng muối CuCl2 thu được. Biết hiệu suất phản ứng là 83%.
Câu 3: Khi cho khí SO3 tác dụng với nước thu được dung dịch H2SO4. Tính lượng H2SO4 điều chế được khi cho 40 kg SO3 tác dụng với nước. Biết hiệu suất phản ứng là 95%.
Câu 4: Người ta nung đá vôi (CaCO3) thu được vôi sống (CaO) và khí carbon dioxide. Lượng vôi sống thu được từ 1 tấn đá vôi có chứa 10% tạp chất là 0,45 tấn. Tính hiệu suất phản ứng.
Câu 5: Có thể điều chế bao nhiêu kg nhôm từ 1 tấn quặng nhôm có chứa 95% aluminium(III) oxide? Cho biết phương trình hóa học của phản ứng:
2Al2O3 → 4Al + 3O2
Hiệu suất của phản ứng là 95%.
Xem thêm phương pháp giải các dạng bài tập Hóa học lớp 8 hay, chi tiết khác.
Săn shopee siêu SALE:
- Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
- Biti’s ra mẫu mới xinh lắm
- Tsubaki 199k/3 chai
- L’Oreal mua 1 tặng 3
