Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học VnDoc com Bài tập tính hiệu suất phản ứng Bài tập 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 l[.]
Bài tập tính hiệu suất phản ứng Bài tập 1: Tính khối lượng Na thể tích khí Cl cần dùng để điều chế 4,68 gam muối Clorua, hiệu suất phản ứng 80% Lời Giải: nNaCl = m NaCl/ M NaCl = 4,68/58,5 = 0,08 (mol) Phương trình hóa học: 2Na + Cl2 → 2NaCl từ pt => 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 Clo = 0,05*22,4 = 1,12 (lit) BT 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với (l) clo thu 36,72 gam ZnCl Tính hiệu suất phản ứng? Bài Giải nZn = 19,5/65 = 0,3 (mol) n Cl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol) n ZnCl2 = 0,27 (mol) Zn + Cl2 → ZnCl2 Ta thấy: nCl2 > n Zn => so với Cl2 Zn chất thiếu, nên ta 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% BT3: Nung 4,9 g KClO3 có xúc tác thu 2,5 g KCl khí oxi a) Viết phương trình phản ứng b) Tính hiệu suất phản ứng Hướng tư duy: Đề cho hai số liệu chất tham gia sản phẩm Do sản phẩm chất thu lượng chất tham gia khơng biết phản ứng có hết khơng nên tính tốn ta dựa vào sản phẩm Từ mKCl → tính nKCl → tính nKClO3 (theo phương trình) → tính mKClO3 (thực tế phản ứng) Cịn m đề cho lượng lý thuyết => Tính H% theo cơng thức Hướng dẫn giải tập nKCl = 2,5/74,5 = 0,034 mol 2KClO3 t 2KCl + 3O2 o 2 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 Để điều chế 8,775 g muối natri clorua (NaCl) cần gam natri lít clo (đktc), biết H = 75% Hướng dẫn giải tập nNaCl = 0,15 mol 2Na + Cl2 t 2NaCl o 0,15 0,075 0,15 Khối lượng Na 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 thể tích khí clo thực tế là: mNa 3, 45.100 4,5 gam 75 1, 68.100 VCl 2, 24lit 75 III Bài tập vận dụng Câu Nung 4,9 gam KClO3 có xúc tác thu 2,5 gam KCl chất khí a) Viết phương trình phản ứng b) Tính hiệu suất phản ứng? Đáp án hướng dẫn giải 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 0,034/0,04.100% = 83,89% Theo (1) nO2 = 3/2nKCl = 0,051 (mol) => VO2 = 0,051.22,4 = 1,1424 (l) Câu Để điều chế 8,775 gam muối Natri clorua (NaCl) cần số gam Natri là? Biết hiệu suất 75% Đáp án hướng dẫn giải Phương trình hóa học 2Na + Cl2 → 2NaCl nNaCl = 8,775/58,5 = 0,15 (mol) Nếu hiệu suất 100% 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 280kg đá vơi chứa 25% tập chất điều chế kg vôi sống, hiệu suất phản ứng 80% Đáp án hướng dẫn giải Do đá vôi 25% tạp chất nên khối lượng đá vôi là: mCaCO3 = 280.75% = 210 kg CaCO3 → CaO + CO2 100 g 210 kg 56 g x kg Khối lượng CaO lí thuyết thu theo phương trình là: x = 210.56/100 = 117,6 kg Do hiệu suất H = 80% nên khối lượng CaO thực tế thu là: m CaO thực tế = mCaO (LT).80% = 117,6.80% = 94,08 kg Câu Cho 21,75g MnO2 tác dụng hết axit HCl đặc a) tính V Cl2 tạo thành đktc, H = 80% b) Clo 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 Đáp án hướng dẫn giải 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 Mg Câu Thực tổng hợp amoniac từ N2 + 3H2 ⇔ 2NH3 Nồng độ ban đầu chất: [N2] = 2M, [H2] = 2,4 M Khi phản ứng đạt cân [NH3] = 0,4 M Hiệu suất phản ứng tổng hợp Đáp án hướng dẫn giải chi tiết Phương trình hóa học: N2 + 3H2 - 2NH3 Ban đầu: mol/l 2,4 mol.l Cân 0,6 mol/l 0,4 mol/lit Theo phương trình hóa học mol N2 cần mol H2 Ở có 1,2 mol H2, H2 thiếu nên tác dụng hết Hiệu suất phải tính theo lượng chất tác dụng hết Số mol H2 tác dụng 0,6 mol Vậy H = (0,6 : 2,4) 100 = 25% Câu Khối lượng este metyl metacrylat thu đun nóng 215 gam axit metacrylic với 100 gam ancol metylic, giả thiết hiệu suất phản ứng este hóa đạt 70% Đáp án hướng dẫn giải chi tiết Ts có n(Axit)= 215/86 = 2,5 mol n(ancol) = 100/32 Xét tỉ lệ số mol axit ancol ancol dư 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 Lên men hoàn tồn m gam glucozơ thành ancol etylic Tồn khí CO2 sinh trình hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư tạo 50 gam kết tủa Nếu hiệu suất trình lên men 75% giá trị m là: Đáp án hướng dẫn giải chi tiết N kết 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 Từ quặng pirit (chứa 585 FeS2 khối lượng, phần lại tập chất trơ) điều chế dung dịch H2SO4 98%, hiệu suất chung có q trình điều chế 70% Câu Nung 100 kg CaCO3 thu 47,6kg CaO Tính hiệu suất phản ứng Biết phản ứng xảy sau: CaCO3 → CaO + CO2 Câu 10 Nung nóng kali nitrat KNO3, chất bị phân hủy tạo thành kali nitrit KNO O2 Tính khối lượng KNO3 cần dùng để điều chế 2,4 gam O2 Biết hiệu suất phản ứng đạt 85% Câu 11 Cho luồng khí H2 qua ống thủy tinh chứa 20 gam bột CuO nhiệt độ cao Sau phản ứng thu 16,8 gam chất rắn Hiệu suất phản ứng Biết phương trình hóa học phản ứng sau: O + H2 → Cu + H2O Câu 12 Trộn 10,8 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư Cho hỗn hợp vào ống nghiệm đun nóng để phản ứng xảy thu 25,5 g Al2S3 Tính hiệu suất phản ứng ? Câu 13 Cho 22,4 lít khí etilen C2H4 (đktc) tác dụng với nước (dư) có axit sunfuric làm xúc tác, thu 13,8 gam rược etylic C2H5OH Tính hiệu suất phản ứng cộng nước etilen Câu 14 Cho 13,6 gam hỗn hợp X gồm axit axetic (CH3COOH) rượu etylic (C2H5OH) trộn theo tỉ lệ mol tương ứng : Đun nóng X với H 2SO4 đặc thời gian thu m gam este CH3COOCH2CH3 với hiệu suất phản ứng 80% Giá trị m bao nhiêu? Câu 15 Cho phương trình: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑ Nhiệt phân 31,6 gam KMnO4, thu V lít O2 (đktc), biết hiệu suất phản ứng 80% Giá trị V Câu 16 ) Cho 19,5 gam Zn tác dụng với lít Cl2 thu 36,72 gam ZnCl2 Tính hiệu suất phản ứng Hướng dẫn : Zn Bđ: 0,3mol Pư: 0,3 Sau: + Cl2 ZnCl2 0,3125mol 0,3 0,3 0,125 0,3 Khối lượng ZnCl2 tạo thành theo lý thuyết là: 0,3 136 =40,8 gam Hiệu suất phản ứng : H% 36 , 75 100% 90% 40 ,8 Câu 17) Cho 4lít N2 14 lít H2 vào bình kín nung nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra, sau phản ứng thu 16,4 lít hỗn hợp khí ( khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất ) a) Tính thể tích khí amoniac thu b) Xác định hiệu suất phản ứng Hướng dẫn : Đặt thể tích khí N2 phản ứng x(lít) N2 + 3H2 2NH3 BĐ: 14 PƯ : x 3x 2x Sau: (4-x ) (14 -3x) ( lít ) 2x Suy ta có : (4 - x ) +(14 -3x) + 2x = 16,4 x = 0,8 lít VNH 0,8 2 1, 6(lit) b) Nếu để phản ứng hồn tồn N2 hết VNH 4 2 8(lit) ( lượng lý thuyết ) Hiệu suất phản ứng : H% = 1, 100% 20% Câu 18) Có 12 lít hỗn hợp hai khí Cl2 H2 đựng bình thạch anh đậy kín Chiếu sáng để phản ứng xảy thu hỗn hợp khí chứa 30% thể tích khí sản phẩm, lượng Cl 20% so với ban đầu ( Các thể tích khí đo nhiệt độ áp suất ) a) Tính % thể tích hỗn hợp trước sau phản ứng b) Tính hiệu suất phản ứng Hướng dẫn : Đặt thể tích Cl2 ( bđ) : x ( lít ) Cl2 ( pư ) = 0,8x ( lít ) Giải tương tự Thiết lập phương trình tốn biểu diễn % V khí sản phẩm ( Hỗn hợp đầu : 81,25% H2 18,75 Cl2 ; hiệu suất pư : 80% ) ĐS: Câu 19 ) Từ 320 quặng pirit sắt có chứa 45% lưu huỳnh sản xuất 506,25 dung dịch H 2SO4 80% Hãy tính hiệu suất trình Câu 20) Từ quặng pyrit sắt chứa 20% tạp chất, điều chế axit H 2SO4 theo phương pháp tiếp xúc, qua giai đoạn ( có ghi hiệu suất giai đoạn) sau: % % % FeS2 90 SO2 64 SO3 80 H SO4 Tính khối lượng dung dịch H2SO4 72% điều chế Câu 21) Trộn khí SO2 khí O2 thành hỗn hợp X có khối lượng mol trung bình 48 gam a) Tính % V khí hỗn hợp X, suy % khối lượng b) Cho V2O5 vào hỗn hợp X, nung nóng hỗn hợp đến 400 0C thu hỗn hợp khí Y Biết hiệu suất phản ứng 80% Tính % V hỗn hợp khí Y 7) Nung 500gam đá vơi ( chứa 80% CaCO 3, cịn lại oxit Al, Fe(III), Si ) sau thời gian thu rắn A khí B Biết hiệu suất phản ứng phân huỷ đá vôi 57% a) Tính khối lượng rắn A b) Tính % theo khối lượng CaO rắn A c) Sục khí B vào 800gam dung dịch NaOH 2% thu muối ? Bao nhiêu gam ? ( ĐS: 368g ; 45,65 % , muối axit , C% = 4,11% ) Câu 22) Để sản xuất 1000tấn gang chứa 95% Fe, 5% C ( nguyên tố khác coi khơng đáng kể ) phải dùng quặng Hematit ( chứa 80% Fe 2O3 , 20% tạp chất trơ )và than cốc ( C ) ? Biết hiệu suất trình phản ứng 80% Câu 23) Trong bình kín chứa SO O2 ( tỉ lệ mol 1:1) bột V 2O5 Nung nóng hỗn hợp sau thời gian thu hỗn hợp khí khí sản phẩm chiếm 35,3% theo thể tích Tính thể tích khí sinh tính hiệu suất phản ứng (ĐS: 60%) Câu 24) Cho 16 gam CH vào bình kín có dung tích 14 lít 0C Nung nóng bình lên đến nhiệt độ cao để phản ứng nhiệt phân xảy Sau đưa nhiệt độ bình 00C thu hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H2, H2 , áp suất bình atm a) Tính Hiệu suất phản ứng ( tỉ lệ % CH4 bị nhiệt phân ) b) Lấy 1/10 hỗn hợp X đem đốt cháy hồn tồn phải tốn hết 3,64 lít khí O2 ( đktc) Lấy tồn khí CO2 sinh cho vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,0225M Viết PTHH tính khối lượng muối tạo thành ( Đáp số : a/ 87,5% ) ... mol.l Cân 0,6 mol/l 0,4 mol/lit Theo phương trình hóa học mol N2 cần mol H2 Ở có 1,2 mol H2, H2 thi? ??u nên tác dụng hết Hiệu suất phải tính theo lượng chất tác dụng hết Số mol H2 tác dụng 0,6 mol... lượng este metyl metacrylat thu đun nóng 215 gam axit metacrylic với 100 gam ancol metylic, giả thi? ??t hiệu suất phản ứng este hóa đạt 70% Đáp án hướng dẫn giải chi tiết Ts có n(Axit)= 215/86 =... phản ứng Hướng dẫn : Đặt thể tích Cl2 ( bđ) : x ( lít ) Cl2 ( pư ) = 0,8x ( lít ) Giải tương tự Thi? ??t lập phương trình tốn biểu diễn % V khí sản phẩm ( Hỗn hợp đầu : 81,25% H2 18,75 Cl2 ; hiệu