Bài Tập Về Hiệu Suất Phản Ứng Hóa 9 Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học Cách tính hiệu suất phản ứng

Hiệu suất phản ứng hoá học là đại lượng được đo lường bằng tỉ số giữa khối lượng thực tế so với khối lượng lý thuyết ban đầu. Vậy công thức tính hiệu suất phản ứng là gì? Mời các bạn hãy cùng Download.vn theo dõi trong bài viết dưới đây.

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 của phản ứng

A. 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:

n_C = n_{A pứ} = (n_{A ban đầu} . H)/100

n_{A ban đầu cần dùng}: n_{A ban đầu} = (n_C.100)/H

B. 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:

C. 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:

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 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%

Gợi ý đáp án

n_NaCl= m_NaCl/ M_NaCl = 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?

Gợi ý đáp án

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

n_Cl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol)

n_ZnCl2 = 0,27 (mol)

Phương trình hóa học

Zn + Cl₂ → ZnCl₂

Ta thấy:

n_Cl2 > 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 m_KCl → tính được n_KCl → tính n_{KClO3 (theo phương trình)} → tính m_KClO3 (thực tế phản ứng)

Còn m đề bài cho là lượng lý thuyết => Tính H% theo công thức

Gợi ý đáp án

n_KCl = 2,5/74,5 = 0,034 mol

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

2 2 3

0,034 0,034

Khối lượng KClO₃ thực tế phả ứng:

m_KClO3 = n_KClO3.M_KClO3 = 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

n_NaCl = 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:

m_{Na lý thuyết} = n_Na.M_Na = 0,15.23 = 3,45 (gam)

V_Cl2 = n_Cl2.22,4 = 0,075.22,4 = 1,68 lít

Khi có H = 75%, khối lượng Na và thể tích khí clo thực tế là: