Cách giải bài tập tính hiệu suất phản ứng (cực hay, chi tiết)

Bài viết Cách giải bài tập tính hiệu suất phản ứng với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập tính hiệu suất phản ứng.

Cách giải bài tập tính hiệu suất phản ứng (cực hay, chi tiết)

A. Lý thuyết & Phương pháp giải

1. Các bước giải bài tập tình hiệu suất

Bước 1: Viết phương trình phản ứng và cân bằng phản ứng

Bước 2: Tính theo phương trình khối lượng sản phẩm tạo thành (m_lt)

Bước 3: Dựa vào giả thiết tính khối lượng thực tế thu được (m_tt)

Bước 4: Tính hiệu suất

2. Công thức tính hiệu suất: H = .100%

Trong đó:

+ m_tt: khối lượng thực tế

+ m_lt: khối lượng tính theo lý thuyết

+ H: hiệu suất

3. Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất: m_tt =

4. Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất: m_tt =

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Người ta nung 4,9 gam KClO₃ có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và một lượng khí oxi.

a. Viết phương trình hóa học xảy ra.

b. Tính hiệu suất của phản ứng

Lời giải:

a. Phương trình hóa học: 2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

b. n_KClO3 = = 0,04 mol

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

1 → 1 mol

0,04 → 0,04 (mol)

Khối lượng KCl thu được theo lý thuyết là:

m_lt = m_KCl= n_KCl.M_KCl = 0,04.74,5 = 2,98 gam

Hiệu suất của phản ứng là: H = .100% = .100% = 83,9%

Ví dụ 2: 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

Lời giải:

Phương trình hóa học xảy ra:

CaCO₃ CaO + CO₂

1 → 1 mol

100 → 56 gam

100 → 56 kg

Hiệu suất của phản ứng: H = .100% = .100% = 85%

Ví dụ 3: Nung nóng kali nitrate KNO₃, chất này bị phân hủy tạo thành kali nitrite KNO₂ và O₂. Tính khối lượng KNO₃ cần dùng để điều chế được 2,4 gam O₂. Biết hiệu suất phản ứng đạt 85%.

Lời giải:

Số mol O₂ bằng 2,4 : 32 = 0,075 mol

2KNO₃ 2KNO₂ + O₂

2 ← 1 mol

0,15 ← 0,075 mol

Khối lượng KNO₃ theo lý thuyết là: mlt = 0,15.101 = 15,15 gam.

Khối lượng KNO₃ thực tế cần dùng là: m_tt = = 17,8g

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho luồng khí H₂ đi qua ống thủy tinh chứa 20 gam bột CuO ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu được 16,8 gam chất rắn. Hiệu suất của phản ứng là

Biết phương trình hóa học của phản ứng như sau:

CuO + H₂ Cu + H₂O

A. 70%

B. 75%

C. 80%

D. 85%

Lời giải:

Chọn C

Gọi a là số mol CuO phản ứng:

CuO + H₂ Cu + H₂O

a ... a ... a ... a ... mol

Ta có n_{CuO bđ} = 20 : 80 = 0,25 mol

→ n_{CuO dư} = 0,25 – a mol

Theo đề bài, ta có:

m_{chất rắn} = m_Cu + m_{CuO dư} hay 16,8 = 64a + 80.(0,25 – a)

→ a = 0,2 mol; m_{CuO pư} = 0,2.80 = 16 gam.

Vậy hiệu suất phản ứng: H = .100% = .100% = 80%

Câu 2: Trộn 10,8 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư. Cho hỗn hợp vào ống nghiệm và đun nóng để phản ứng xảy ra thu được 25,5 g Al₂S₃. Tính hiệu suất phản ứng ?

A. 85%

B. 80%

C. 90%

D. 92%

Lời giải:

Đáp án A

n_Al = = 0,4 mol

Phương trình hóa học:

2Al + 3S Al₂S₃

2 → 1 mol

0,4 → 0,2 (mol)

m_{Al2S3 lt} = 0,2.150 = 30 g

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 85%

Câu 3: Một cơ sở sản xuất vôi tiến hành nung 4 tấn đá vôi (CaCO₃) thì thu được 1,68 tấn vôi sống(CaO) và một lượng khí CO₂. Tính hiệu suất của quá trình nung vôi.

A. 70%

B. 75%

C. 80%

D. 85%

Lời giải:

Đáp án B

Phương trình hóa học:

CaCO₃ CaO + CO₂

1 mol → 1 mol

100 g → 56 g

Theo bài: 4 tấn → m tấn

Khối lượng CaO thu được theo lý thuyết: m_{CaO lt} = = 2,24 tấn

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 75%

Câu 4: Cho 22,4 lít khí etilen C₂H₄ (đktc) tác dụng với nước (dư) có axit sunfuric làm xúc tác, thu được 13,8 gam rược etylic C₂H₅OH. Tính hiệu suất phản ứng cộng nước của etilen.

A. 20%

B. 25%

C. 30%

D. 30,2%

Lời giải:

Đáp án C

n_C2H4 = = 1 mol

Phương trình hóa học:

C₂H₄ + H₂O C₂H₅OH

1 mol → 1 mol

Theo lý thuyết khối lượng rược etylic thu được: m_{C2H5OH lt} = 1.46 = 46 g

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 30%

Câu 5: Điều chế khí oxi bằng cách nhiệt phân 1 mol KClO₃ thì thu được 43,2 g khí oxi và một lượng potassium chloride (KCl). Tính hiệu suất phản ứng?

A. 85%

B. 90%

C. 95%

D. 98%

Lời giải:

Đáp án B

Phương trình hóa học:

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

1 → 1,5 (mol)

Theo phương trình: n_{O2 lt} = = 1,5 mol

Khối lượng oxi thu được theo lý thuyết là: m_{O2 lt} = 1,5.32 = 48 g

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 90%

Câu 6: Để điều chế được 8,775 gam muối sodium chloride (NaCl) thì cần bao nhiêu gam Na? Biết hiệu suất phản ứng đạt 75%.

A. 2,3 gam.

B. 4,6 gam.

C. 3,2 gam.

D. 6,4 gam.

Lời giải:

Chọn B

Ta có: n_NaCl = 8,775 : 58,5 = 0,15 mol

Phương trình hóa học:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

0,15 ← 0,15 mol

Khối lượng Na theo lý thuyết là: m_{Na lt} = 0,15 .23 = 3,45 gam.

Do H = 75% nên khối lượng Na cần dùng là:

m_{Na tt} = = 4,6gam.

Câu 7: Tính thể tích C₂H₄ (đktc) cần để điều chế được 6,9 gam ethylic alcohol. Biết hiệu suất phản ứng là 75%. Phản ứng theo sơ đồ: C₂H₄ + H₂O C₂H₅OH.

A. 2,24 lít

B. 3,36 lít

C. 4,48 lít

D. 6,72 lít

Lời giải:

Đáp án C

n_C2H5OH = = 0,15 mol

Phương trình hóa học:

C₂H₄ + H₂O C₂H₅OH

1 ← 1 mol

0,15 ← 0,15 (mol)

Theo phương trình: n_C2H4 = 0,15 mol

Do H = 75% nên n_{C2H4 tt} = = 0,2 mol

V_{C2H4 tt} = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 8: Cho 13,6 gam hỗn hợp X gồm acetic acid (CH₃COOH) và ethylic alcohol (C₂H₅OH) được trộn theo tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 2. Đun nóng X với H₂SO₄ đặc một thời gian thu được m gam ester CH₃COOCH₂CH₃ với hiệu suất phản ứng là 80%. Giá trị của m là

Biết phản ứng hóa học xảy ra như sau:

A. 7,04g.

B. 8,80g.

C. 10,56g.

D. 11,00g.

Lời giải:

Chọn A

Gọi số mol của CH₃COOH là 3a mol → số mol của CH₃CH₂OH là 2a mol

m_X = 13,6 gam → 60.3a + 46.2a = 13,6 → a = 0,05 mol

Phương trình hóa học:

0,15 → 0,1 → mol

Giả sử hiệu suất là 100% thì ethylic alcohol hết, nên số mol sản phẩm phản ứng tính theo số mol ethylic alcohol.

n_{ester lt} = n_rượu = 0,1 mol

Số mol ester thực tế đã dùng là: n_{ester thực tế} = = 0,08 mol

→ m_{ester tt} = n.M = 0,08.88 = 7,04 gam.

Câu 9: Cho 6,4g Cu tác dụng với oxi không khí thu được 6,4g CuO. Hiệu suất phản ứng là

A. 100%.

B. 80%.

C. 70%.

D. 60%.

Lời giải:

Chọn B

Chọn B

n_Cu = 6,4 : 64 = 0,1 mol ;

2Cu + O₂ 2CuO

1 → 1 mol

0,1 → 0,1 mol

Hiệu suất phản ứng là :

→ m_{CuO lt} = 0,1.80 = 8 gam

H = .100% = .100% = 80%

Câu 10: Cho phương trình: 2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

Nhiệt phân 31,6 gam KMnO₄, thu được V lít O₂ (đktc), biết hiệu suất phản ứng 80% . Giá trị của V là

A. 2,24 lít

B. 1,792 lít

C. 10,08 lít

D. 8,96 lít

Lời giải:

Đáp án B

n_KMnO4 = = 0,2 mol

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

0,2 → 0,1 (mol)

Vì H% = 80% ⇒ n_{O2 thực tế} = = 0,08 mol

⇒ V_O2 = 0,08.22,4 = 1,792 (lít)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 8 có đáp án hay khác:

• Cách giải bài tập về tỉ khối của chất khí (cực hay, chi tiết)
• Cách tính thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất (cực hay, chi tiết)
• Cách xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết thành phần các nguyên tố (cực hay)
• Cách giải bài tập tính theo phương trình hóa học (cực hay, chi tiết)
• Cách giải bài tập Hóa có chất dư trong phản ứng (cực hay, chi tiết)

---