Biết rằng thể tích của các khí đều được đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của phản ứng là 25%.. Tính hiệu suất của phản ứng.[r]
(1)Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP HIỆU SUẤT I Lý thuyết cần nắm - Hiệu suất phản ứng cho biết mức độ phản ứng thực tế chất tham gia phản ứng điều kiện thực tế - Hiệu suất phản ứng ký hiệu là H Đơn vị : % + Nếu H = 100%: thì phản ứng xảy hoàn toàn, là chất phản ứng hết và còn chất dư + Nếu H < 100% : phản ứng xảy không hoàn toàn và các chất tham gia phản ứng còn dư - Công thức chung tính hiệu suất phản ứng: H= 𝐿ượ𝑛𝑔 𝑡ℎự𝑐 𝑡ế 𝐿ượ𝑛𝑔 𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦 ế𝑡 .100% - Chú ý: Dấu hiệu nhận biết bài toán có hiệu suất đề bài có câu “phản ứng không hoàn toàn” câu “phản ứng thời gian” - Nếu bài toán hiệu suất mà đề bài cho lượng chất chất tham gia phản ứng thì tính hiệu suất chúng ta tính theo chất mà phản ứng hết mà coi hiệu suất là 100% - Nếu bài toán cho hiệu suất nhiều phản ứng nối tiếp thì : H = H1.H2.H3 Hn Với H1, H2, H3 , Hn là hiệu suất các phản ứng giai đoạn bài toán II Các dạng bài tập Dạng 1: Tính hiệu suất phản ứng cho chất tham gia phản ứng VD1: Trộn 13,5 g bột Al với 34,8g bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Giả sử lúc đó xảy phản ứng khử Fe3O4 thành Fe Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng dư thì thu 14,112 lít H2 (ở đktc) Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm A 70% B 75% C 80% D.60% Hướng dẫn giải: nH2 = 0,63 mol, nAl = 0,5 mol, nFe3O4 = 0,15 mol 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe x 3x/8 9x/8 nAl dư = 0,5 – x theo bảo toàn mol e có: 3(0,5 – x) + 9x/4 = 0,63*2 ⇒ x = 0,32 mol Ở đây H = 100% thì Fe3O4 phản ứng hết nên H tính theo Fe3O4 ⇒ H = 0,12/0,15 = 80% ⇒ Đáp án C VD2: Điện phân Al2O3 nóng chảy thời gian 40 phút 50 giây, cường độ dòng điện A , thu 3,6 gam nhôm kim loại catot Hiệu suất quá trình điện phân này là: Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! (2) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! A 80% B 90% C 100% D 70% Hướng dẫn giải: mAl tạo theo lý thuyết = ⇒H= 5.9650.27 4,5 gam 96500.3 3, 100 80% ⇒ đáp án A 4,5 VD3: Cho hỗn hợp A gồm N2 và H2 ( tỉ lệ mol 1:3), tiến hành phản ứng tổng hợp NH3, sau phản ứng thu hỗn hợp B có tỉ khối, dA/B= 07 Hiệu suất phản ứng là: A 55% B 60% C 80% D 75% Hướng dẫn giải: Giả sử nN2 = mol, nH2 = mol N2 + 3H2 → 2NH3 Bđ: Pứ: x 3x 2x Cb: 1-x 3-3x 2x m1 M n n Ta có: dA/B= 07 ⇒ MA/MB = 0,7 Ta có: m1 = m2 ⇒ A = 0,7 M B m2 n1 n2 x 3x x 0, x 0, Bài này H = 100% thì chất phản ứng hết ⇒ H = 0,6/1 =60% Dạng 2: tính hiệu suất chất tạo thành VD1: Nhiệt phân 32 gam muối (NH4)2Cr2O7 thì thu 20 gam chất rắn Tính hiệu suất phản ứng? A 94,5% B 85% C 90% Hướng dẫn giải: PT : (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + 4H2O Cứ mol (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 thì khối lượng giảm 100 gam Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! D 75,5% (3) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! Trong thực tế giảm = 32 -20 = 12 gam ⇒ n(NH4)2Cr2O7 = 12/100 = 0,12 mol ⇒ H = 252.0,12 100% 94,5% 32 VD2: Nung quặng đôlômit ( CaCO3.MgCO3) nặng 184 gam thời gian, thấy còn lại 113,6 gam chất rắn Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là: A 60% B 75% C 80% D 85% Hướng dẫn giải: Ta có: MgCO3 → MgO + CO2 CaCO3 → CaO + CO2 Theo PTPU thì mol quặng phản ứng tạo thành mol sản phẩm thì khối lượng giảm 44 gam Mà m thực tế giảm = 70,4 gam ⇒ n CO2 = 1,6 mol ⇒ n quặng = 0,8 mol ⇒ m quặng = 147,2 gam ⇒ H = 147,2/184 = 80% Bài toán : Cho hiệu suất phản ứng, tính khối lượng chất tham gia phản ứng VD1: Nung m ( gam ) Cu(NO3)2 phản ứng kết thúc thì thấy khối lượng chất rắn giảm 0,54 gam Biết H = 80% Tính giá trị m? Hướng dẫn giải: Cu(NO3)2 → CuO + 1/2 O2 + 2NO2 188 80 ⇒ m 108 ⇒ m thực tế = 188*0,54/108 = 0,94 gam Nhưng vì H = 80% nên m = 0,94*100/80 = 1,175 gam VD2: Cho sơ đồ chuyển hóa : CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V m3 khí thiên nhiên Giá trị V là ( biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất quá trình là 50% ) A 224 B 448 C 286,7 Hướng dẫn giải: 250 kg → 4000 mol PVC Tỉ lệ : 2CH4 → -C2H3Cl8000 4000 Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! D 358,4 (4) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! Vì H = 80% nên thể tích CH4 cần lấy = 8000.22, 4.100 358400(ml ) 50 Mặt khác CH4 chiếm 80% nên V = 358400.100 448000 (ml) 80 ⇒ V = 448 lít Bài toán: Cho hiệu suất phản ứng , tính khối lượng chất tạo thành phản ứng VD1: Nung 1kg đá vôi với hiệu suất 80% Hỏi khối lượng vôi sống thu bao nhiêu? Hướng dẫn giải: CaCO3 → CaO + CO2 100 → 1(kg) → 56 0,56(kg) Vì hiệu suất phản ứng 80% nên CaO thực tế thu là mCaO = 0,56*80/100 = 0,448 kg III Bài tập áp dụng Bài 1: Trong bình kín dung tích lít chứa N2 23,7 0C và 0,5 atm Thêm vào bình 9,4 gam muối nitrat kim loại X Nhiệt phân hết muối đưa nhiệt độ bình 136,50C áp suất bình la p Chất rắn còn lại là gam Công thức muối nitrat và p là : A NaNO3 ; 5,8atm B.Cu(NO3)2 ; 4,87atm C Fe(NO3)2 ; 4,6atm D.KNO3 ; 5,7atm Bài Khi oxi hóa 11,2 lít NH3 (ở đktc) để điều chế HNO3 với hiệu suất quá trình là 80% thì thu khối lượng dung dịch HNO3 6,3% là A 300 gam B 500 gam C 250 gam D 400 gam Bài Da nhân tạo (PVC) điều chế từ khí thiên nhiên theo sơ đồ: CH4 C2H2 CH2=CHCl [CH2CHCl]n Nếu hiệu suất toàn quá trình điều chế là 20%, muốn điều chế PVC thì thể tích khí thiên nhiên (chứa 80% metan) điều kiện tiêu chuẩn cần dùng là A 4375 m3 B 4450 m3 C 4480 m3 D 6875 m3 Bài Nung 8,1 gam Al với 23,2 gam Fe3O4 nhiệt độ cao ( giả sử có phản ứng khử oxit sắt thành sắt) thu hỗn hợp X Cho hỗn hợp X vào dung dịch H2SO4 loãng dư, đun nóng thu 8,064 lít H2 (đktc) Hãy cho biết hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm ? A 75% B 80% Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! C 85% D 90% (5) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! Bài Khối lượng este metylmetacrylat thu là bao nhiêu đun nóng 215g axit metacrylic với 100g ancol metylic, giả thiết hiệu suất phản ứng este hoá đạt 60% A 125g B 175g C 150g D 200g Bài Điện phân Al2O3 nóng chảy thời gian 40 phút 50 giây, cường độ dòng điện A , thu 3,6 gam nhôm kim loại catot Hiệu suất quá trình điện phân này là: A 80% B 90% C 100% D 70% Bài 7.Tính khối lượng glucozo cần dùng để lên men thu 200 lít C2H5OH 30o ( D= 0,8 gam/ml), biết hiệu suất lên men đạt 96%? A 90,15 kg B 45,07 kg C 48,91 kg D 97,83 kg Bài Cho hỗn hợp A gồm N2 và H2 ( tỉ lệ mol 1:3), tiến hành phản ứng tổng hợp NH3, sau phản ứng thu hỗn hợp B có tỉ khối dA/B= 0,7 Hiệu suất phản ứng là: A 55% B 60% C 80% D 75% Bài Từ muối ăn có chứa 10,5% tạp chất , người ta điều chế 1250lit dung dịch HCl 37% ( d =1,19 g/ml) cách cho lượng muối ăn trên tác dụng với axit sunfuric đậm đặc nhiệt độ cao Tính hiệu suất quá trình điều chế trên ? A 95,88% B 98,55% C 98, 58% D 98,85% Bài 10 Đun nóng hỗn hợp X gồm 0,25 mol C2H3COOH và 0,15 mol C3H6(OH)2 có mặt H2SO4 đặc làm xúc tác, sau thời gian thu 19,55 gam este Hiệu suất phản ứng este hoá là A 25% B 70% C 80% D 85% Bài 11 Khối lượng glucozơ cần để điều chế 0,1 lít rượu êtylic nguyên chất (khối lượng riêng D = 0,8 g/ml) với hiệu suất 80% là A 180 gam B 195,65 gam C 186,55 gam D 200 gam Bài 12 Hòa tan hoàn toàn 16 gam rượu etylic vào nước 250 ml dung dịch rượu, cho biết khối lượng riêng rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml Dung dịch có độ rượu là: A 5,120 6,40 C 120 D 80 Bài 13 Một loại gạo chứa 75% tinh bột Lấy 78,28 kg gạo này nấu rượu etylic 400, hiệu suất pư quá trình là 60% Khối lượng riêng rượu etylic là 0,8 g/ml Thể tích rượu 400 thu là: A 60(lít) B 52,4(lít) C 62,5(lít) D 45(lít) Bài 14 Từ quặng pirit (chứa 58% FeS2 khối lượng, phần còn lại là các tạp chất trơ) điều chế bao nhiêu dung dịch H2SO4 98%, hiệu suất chung quá trình điều chế là 70%? A 2,03 B 2,50 C 2,46 Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! D 2,90 (6) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! Bài 15 Thực phản ứng nhiệt nhôm 6,48 gam Al với 17,6 gam Fe2O3 Chỉ có phản ứng nhôm khử oxit kim loại tạo kim loại Đem hòa tan chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm dung dịch xút dư kết thúc phản ứng, thu 1,344 lít H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là: A 100% B 90,9% C 83,3% D 70% Bài 16 Thủy phân m gam tinh bột, sản phẩm thu đem lên men để sản xuất ancoletylic, toàn khí CO2 sinh cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thu 750 gam kết tủa Nếu hiệu suất quá trình là 80% thì giá trị m là A 949,2 gam B 945,0 gam C 950,5 gam D 1000 gam Bài 17 Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 bình kín không chứa không khí, sau thời gian thu m gam chất rắn và hỗn hợp khí X Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để 300 ml dung dịch Y có pH Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là: A 42,86% B.40,56% C 58,86% D 62,68% Bài 18 Nung quặng đôlômit ( CaCO3.MgCO3) nặng 184 gam thời gian, thấy còn lại 113,6 gam chất rắn Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là: A 60% B 75% C 80% D 85% Bài 19: Trong mét b×nh kÝn chøa 10 lÝt nit¬ vµ 10 lÝt hi®r« ë nhiÖt O C vµ ¸p suÊt 10atm Sau ph¶n øng th× ¸p suÊt b×nh sau ph¶n øng lµ bao nhiªu (trong c¸c sè d-íi ®©y) ? A atm B atm C 10 atm D 11 atm Bài 20: Trong qu¸ tr×nh tæng hîp amoniac, ¸p suÊt b×nh gi¶m 10% so víi ¸p suÊt lóc ®Çu BiÕt nhiÖt độ bình không đổi Thành phần phần trăm theo thể tích hỗn hợp N 2, H2, NH3 khí thu đ-ợc sau phản ứng ( hỗn hợp dầu l-ợng nitơ và hyđro đ-ợc lấy theo đúng tỉ lệ hợp thức) lần l-ợt là: A 22,2%; 66,7 % vµ 11,1 % B 22,2%; 67,7 % vµ 11,1 % C 20,2%; 69,7 % vµ 10,1 % D KÕt qu¶ kh¸c Bài 21: Một bình kín chứa mol N2 và 16 mol H2 có áp suất 400atm Khi đạt trạng thái cân thì N2 tha gia phản ứng là 25%, nhiệt độ giữ nguyên Tổng số mol tham gia phản ứng là : A.18 mol B.19 mol C 20 mol D.21 mol Bài 22: Bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro nhiệt độ 00C, áp suất 10 atm Sau phản ứng tổng hợp amoniac, đưa bình nhiệt độ ban đầu, áp suất bình lúc này là atm % thể tích khí hiđro đã tham gia phản ứng là: A 50% B 60% C 40% Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! D 70% (7) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! Bài 23: Trong bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít H2 nhiệt độ 00C và áp suất 10atm Sau phản ứng tổng hợp amoniac, đưa nhiệt độ bình 00C a)Tính p bình sau pứ, biết có 60% H2 tham gia phản ứng: A 10 atm; B atm; C atm; D 8,5 atm b) Nếu áp suất bình là atm sau phản ứng thì có bao nhiêu phần trăm khí tham gia phản ứng A.N2: 20% ;H2 40% B N2: 30% ;H2 20% C N2: 10% ;H2 30% D N2: 20% ;H2 20% Bài 24: Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có khối lượng mol trung bình 7,2 đvC Sau tiến hành phản ứng tổng hợp NH3, hỗn hợp Y có khối lượng mol trung bình đvC Hiệu suất phản ứng tổng hợp là : A 20% B 25% C 40% D 60% Câu 25: Nếu lấy 17 NH3 để điều chế HNO3, với hiệu suất toàn quá trình điều chế là 80% thì khối lượng dung dịch HNO3 63% thu bao nhiêu (trong các giá trị sau)? A 35 B 75 C 80 D 110 Câu 26: Trộn lít N2 với 16 lít H2 cho vào bình phản ứng Sau phản ứng đạt cân thấy bình phản ứng có V(lít) hỗn hợp các khí Tìm V, biết H = 20% Các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất A 18,4 B 19,2 C 19,6 D 16,8 Câu 27: Trộn 10 lít N2 với 15 lít H2 cho vào bình phản ứng Sau phản ứng đạt cân thấy bình phản ứng có V(lít) hỗn hợp các khí Tìm V, biết H = 25% Các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất A 23,75 B 20 C 22,5 D 20 Câu 28: Trộn 10 lít N2 với 15 lít H2 cho vào bình phản ứng Sau phản ứng đạt cân thấy bình phản ứng có 22 lít hỗn hợp các khí Tìm hiệu suất phản ứng Các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất A 30 % B 20 % C 22,5 % D 25% Câu 29: Cần lấy bao nhiêu lít khí nitơ và khí hidro để điều chế 67,2 lít khí amoniac? Biết thể tích các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất phản ứng là 25% Câu 30: Đun nóng hỗn hợp gồm 200g CaO và 200g NH4Cl Từ lượng khí NH3 tạo điều chế 224 ml dd NH3 30% (D= 0,892g/ml) Tính hiệu suất phản ứng Câu 31: Biết từ 2m3 (đkc) hỗn hợp N2 và H2 có tỉ lệ 1:3 thể tích thu lượng amoniac đủ để điều chế 3,914 lít dd NH3 (D= 0,923g/ml) Tính hiệu suất quá trình chuyển hoá) Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! (8) Truonghocso.com – Mạng xã hội học tập tốt Việt Nam! Trường học số - Luôn nỗ lực mang lại điều tốt nhất! (9)