Bạn đang xem bài viết Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học Cách tính hiệu suất phản ứng tại thcshuynhphuoc-np.edu.vn bạn có thể truy cập nhanh thông tin cần thiết tại phần mục lục bài viết phía dưới.
Phản ứng hóa học là quá trình chuyển đổi các chất tham gia thành các sản phẩm mới thông qua việc phá vỡ và tạo thành liên kết hóa học. Để đánh giá chất lượng và hiệu suất của một phản ứng hóa học, công thức tính hiệu suất phản ứng được sử dụng. Hiệu suất phản ứng là một chỉ số quan trọng để xác định mức độ hoàn thành của phản ứng hóa học và tối ưu hóa quá trình sản xuất.
Công thức tính hiệu suất phản ứng được dùng để so sánh lượng sản phẩm thực tế thu được so với lượng sản phẩm dự kiến. Công thức này được biểu diễn bằng một tỷ lệ phần trăm và được tính bằng cách chia lượng sản phẩm thực tế cho lượng sản phẩm dự kiến, sau đó nhân 100% để đưa ra kết quả cuối cùng.
Ví dụ, nếu trong một phản ứng hóa học bạn dự kiến thu được 50g sản phẩm, nhưng sau khi thực hiện phản ứng thì chỉ thu được 40g sản phẩm thực tế, thì hiệu suất phản ứng được tính bằng công thức sau:
Hiệu suất phản ứng (%) = (sản phẩm thực tế / sản phẩm dự kiến) x 100%
= (40g / 50g) x 100%
= 80%
Tỷ lệ hiệu suất phản ứng là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả của phản ứng hóa học. Nếu hiệu suất phản ứng gần bằng 100%, tức là phản ứng đã thành công và thu được một lượng sản phẩm gần bằng lượng dự kiến. Tuy nhiên, nếu hiệu suất phản ứng thấp, tức là sản phẩm thu được ít hơn so với lượng dự kiến, điều này có thể gây lãng phí nguyên liệu và làm giảm hiệu quả của quá trình sản xuất.
Vì vậy, công thức tính hiệu suất phản ứng là một công cụ quan trọng để đánh giá và tối ưu hóa hiệu suất của các phản ứng hóa học. Hiểu rõ công thức này giúp chúng ta điều chỉnh các yếu tố và điều kiện phản ứng để đạt được hiệu suất tốt nhất và tiết kiệm nguyên liệu.
Hiệu suất là một trong những đại lượng xuất hiện trong những bài toán phản ứng hóa học hoặc các bài tập vật lý.
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 thcshuynhphuoc-np.edu.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
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:
nC = nA pứ = (nA ban đầu . H)/100
nA ban đầu cần dùng: nA ban đầu = (nC.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
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.
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
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 dụng
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?
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
a) Tính V của Cl2tạo thành ở đktc, H = 80%
b) Clo ở trên tác dụng hết với Fe (đun nóng). Tính lượng muối tạo thành
c) Xác định M (hóa trị 2) biết clo tác dụng vừa đủ 4,8g kim loại M
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%.
Gợi ý đáp án
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra
4 FeS2+ 11O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
SO2+ 1/2 O2→ SO3
SO3 + H2O → H2SO4
mFeS2 = 0,58. 3=1,74(tấn)
m(H2SO4, lí thuyết)= (98.1,74)/ 480 = 0,35525 (tấn)
Vì hiệu suất quá trình điều chế là 70%
Khối lượng H2SO4 thực tế thu được là:
mH2SO4(TT) = 0,35525.70% = 0,248675 (tấn)
Khối lượng dung dịch H2SO498% là
=> mddH2SO4 = (0,248675.100)/98 = 0,25375(tấn) = 253,75 (kg)
Câu 8. Nung 100 kg CaCO3 thì thu được 47,6kg CaO. Tính hiệu suất của phản ứng.
Biết phản ứng xảy ra như sau: CaCO3 → CaO + CO2
Gợi ý đáp án
Phương trình hóa học xảy ra như sau là :
CaCO3 → CaO + CO2
100 g ⟶ 56 g
100 kg ⟶ 5 kg
Hiệu suất của phản ứng là: H= 47,6 .100/56 = 85%
Vậy hiệu suất của phản ứng là 85 %
Tính hiệu suất phản ứng hóa học là một quá trình quan trọng để đánh giá hiệu suất của một phản ứng hóa học. Công thức tính hiệu suất phản ứng giúp xác định mức độ hiệu quả của một quá trình phản ứng cụ thể. Công thức này cung cấp thông tin cần thiết để đưa ra đánh giá chính xác về sự thành công của phản ứng.
Cách tính hiệu suất phản ứng thường được thực hiện bằng cách so sánh lượng sản phẩm thu được thực tế với lượng sản phẩm lý thuyết có thể được sản xuất dựa trên số mol chất phản ứng ban đầu. Công thức để tính hiệu suất phản ứng được biểu diễn như sau:
Hiệu suất phản ứng (%) = (Số mol sản phẩm thu được/Số mol sản phẩm lý thuyết) x 100%
Trong công thức này, số mol sản phẩm thu được là số mol thành phần cuối cùng được thu được trong quá trình phản ứng. Số mol sản phẩm lý thuyết là số mol sản phẩm được tính toán dựa trên số mol chất phản ứng ban đầu và tỷ lệ phản ứng.
Khi tính toán hiệu suất phản ứng, một giá trị phần trăm được tính ra, cho biết tỷ lệ phần trăm của sản phẩm thực tế so với sản phẩm lý thuyết có thể được sản xuất. Một hiệu suất phản ứng cao cho thấy phản ứng đạt được mức độ hiệu quả cao và tạo ra nhiều sản phẩm như mong đợi. Trong khi đó, một hiệu suất phản ứng thấp cho thấy rằng phản ứng không hoàn toàn và có mất mát trong quá trình phản ứng.
Việc tính toán hiệu suất phản ứng có thể cung cấp thông tin hữu ích về chất lượng và hiệu quả của một quá trình phản ứng hóa học. Ngoài ra, nó cũng có thể giúp điều chỉnh điều kiện phản ứng để tăng hiệu suất và đạt được một sản phẩm tối ưu.
Cảm ơn bạn đã xem bài viết Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học Cách tính hiệu suất phản ứng tại thcshuynhphuoc-np.edu.vn bạn có thể bình luận, xem thêm các bài viết liên quan ở phía dưới và mong rằng sẽ giúp ích cho bạn những thông tin thú vị.
Từ Khoá Liên Quan:
1. Hiệu suất phản ứng
2. Công thức tính hiệu suất phản ứng
3. Phương pháp tính hiệu suất phản ứng
4. Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học
5. Cách tính hiệu suất phản ứng hóa học
6. Hiệu suất phản ứng hóa học
7. Định nghĩa hiệu suất phản ứng
8. Tính hiệu suất phản ứng
9. Phương trình tính hiệu suất phản ứng
10. Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học
11. Tính toán hiệu suất phản ứng
12. Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học đơn giản
13. Phương pháp định tính hiệu suất phản ứng
14. Quy tắc tính hiệu suất phản ứng
15. Hiệu suất phản ứng vàng