2. Tính khử của H
TOÁN HIỆU SUẤT
I. Phương pháp
PTPƯ: A + B C + D
Chất phản ứng Chất sản phẩm
Cách 1 : Dùng hiệu suất tham gia Htg (Dùng để tính cho các chất phản ứng)
CT: Htg = .100%
mlt=
mtt =
Cách 2 Dùng hiệu suất sản phẩm ; Hsp ( Dùng để tính cho các chất sản phẩm) CT: Hsp = .100%
mtt = mlt =
Lưu ý:
Khối lượng lí thuyết, khối lượng thực tế trong cơng thức tính hiệu suất có thể được thay bằng thể tích lí thuyết, thể tích thực tế (đối với chất khí) hoặc số mol lí thuyết, số mol thực tế.
Khối lượng lí thuyết, số mol lí thuyết, thể tích lí thuyết là các đại lượng được tính tốn dựa vào phương trình phản ứng.
Đối với Htg khối lượng thực tế là khối lượng mà người ta đã đem phản ứng. VD: Đem nung 1 tấn đá vôi...., cho 10,8 gam nhôm tác dụng với dung dịch axit clohiđric....
Đối với Hsp khối lượng thực tế là khối lượng thu được của chất sản phẩm sau phản ứng. VD: Sau phản ứng thu được 0,42 tấn vôi sống.....
Đối với một bài tập hiệu suất bất kì thì Htg = Hsp.
Khi bài toán cho giá trị hiệu suất cụ thể thì ta coi đó là Htg hoặc Hsp tùy thuộc vào mục đích tính tốn chất tham gia phản ứng hay chất sản phẩm.
Đối với loại bài tập cho dữ kiện của cả hai chất tham gia phản ứng thì phải giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100% rồi tìm xem chất nào phản ứng hết, chất nào cịn dư. Phải dựa vào chất phản ứng hết giả định đó để tính hiệu suất phản ứng hoặc sử dụng hiệu suất của phản ứng tính tốn ra các chất cịn lại.
Đối với một số bài tập hiệu suất liên quan đến cả một quá trình gồm nhiều các phương trình phản ứng. Thì phải tính các dữ kiện lí thuyết từ phương trình đầu tiên đến phương trình cuối cùng sau đó mới sử dụng cơng thức tính hiệu suất. Cũng có thể bài tốn cho hiệu suất của từng giai đoạn thì phải tính hiệu suất theo từng phương trình, hoặc tính hiệu suất cả q trình H = H1.H2.H3….
Ví dụ 1.
Nung 1tấn đá vôi sau phản ứng người ta thu được 0,42 tấn vơi sống. Tính hiệu suất của phản ứng.
Giải mẫu.
Cách 1: Tính theo H tg. CaCO3 CaO + CO2 100 tấn 56 tấn x tấn 0,42 tấn
mCaCO3 lt = = 0,75 tấn.
mCaCO3 tt = 1 tấn. H pư =
Cách 2: Tính theo H sp. CaCO3 CaO + CO2 100 tấn 56 tấn 1 tấn x tấn mCaO lt = x = tấn. mCaO tt = 0,42 tấn. H pư = Ví dụ 2.
Cho 5,4g nhơm tác dụng với dung dịch axit clohiđric thu được muối nhơm clorua và khí hiđro. Dẫn lượng hiđro đó đi qua một bình kín khơng chứa khơng khí trong đó chứa Fe3O4 dư. Tính lượng sắt thu được biết hiệu suất của các phản ứng lần lượt là 80% và 60%.
Giải mẫu. Các PTHH
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 4H2 + Fe3O4 3Fe + 4H2O Ta có: nAl = 5,4 : 27 = 0,2 mol
nH2 = nAl = .0,2 = 0,3 mol
nFe = nH2 = .0,3 = 0,225 mol
Hiệu suất cả quá trình = 80%.60% = 0,48
nFe thực chất thu được = 0,225.0,48 = 0,108 mol
II. Bài tập vận dụng. Bài tập số 1.
Nung 300 gam CaCO3 ở 10000 C. Tính lượng vơi sống thu được và thể tích khí CO2 thoát
ra ở đkc biết hiệu suất phản ứng là 68% Bài tập số 2.
Đốt cháy sắt trong khí oxi người ta thu được 41,76g sắt từ oxit
Tính khối lượng sắt và thể tích oxi ở đkc đem phản ứng biết hiệu suất của phản ứng đạt 86%.
Bài tập số 3.
Cho 32,4g Al tác dụng với dung dịch axiclohiđric a. Viết PTPƯ
b. Tính thể tích khí hiđrơ thốt ra ở đkc biết H=63%. Bài tập số 5.
Cho một luồng khí H2 dư đi qua một bình kín nung nóng chứa 48g CuO. Sau phản ứng lấy phần chất rắn còn lại đem hòa tan bằng dung dịch HCl dư thấy cịn 26,4g chất rắn khơng tan .Tính hiệu suất của phản ứng giữa H2 và CuO.
Biết CuO + 2HCl CuCl2 + H2O Bài tập số 6.
Cho một hỗn hợp bột gồm 4,32g Al và 18,56g Fe3O4 đã trộn đều nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu được sắt và nhôm ôxit.
a. Viết PTPƯ xảy ra
b. Tính % khối lượng mỗi chất rắn có trong hỗn hợp sau phản ứng biết H = 83%. Bài tập số 7.
Đốt cháy 15,5g Phốtpho bằng 11,2 lit oxi ở đkc sau phản ứng thu được 21,3g điphôtpho penta oxit. Tính hiệu suất của phản ứng.
Bài tập số 8.
Đốt cháy 3,6 g Cacbon ở nhiệt độ cao rồi dẫn khí thu được vào bình chứa dung dịch nước vơi trong dư. Sau phản ứng thu được 25 gam kết tủa CaCO3 Tính hiệu suất của cả chuỗi
Bài tập số 9.
Có thể điều chế được bao nhiêu kg Al từ 1 tấn quặng nhôm boxit chứa 95% Al2O3.Biết
hiệu suất phản ứng đạt 88%. Bài tập số 10.
Người ta điều chế nhôm bằng cách điện phân Al2O3. Biết Al2O3 có trong quặng boxit là 40% về khối lượng. Tính khối lượng quặng boxit cần dùng để điều chế được 4 tấn Al biết hiệu suất của quá trình sản xuất là 68%.
Bài tập số 11.
Nung 20 g CaCO3 trong phịng thí nghiệm người ta thu được 9,52g CaO. Tính hiệu suất của phản ứng nung vôi.
Bài tập số 12.
Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3. Nung một tấn đá vôi này thu được bao nhiêu kg vôi sống biết hiệu suất phản ứng đạt 88%.
Bài tập số 13.
Nung một tấn đá vơi thì thu được 478,8 kg vơi sống. Tính tỉ lệ % khối lượng tạp chất trong đá vơi biết hiệu suất của q trình nung vơi đạt 90%.
Bài tập số 14.
Cho 32,4 g Al tác dụng với 92,8 g Fe3O4 ở nhiệt độ cao thu được Fe và Al2O3 trong đó khối lượng Fe là 50,4g.
a. Tính hiệu suất của phản ứng và % khối lượng của mỗi chất rắn có trong hỗn hợp sau phản ứng.
b. Nếu thay H2 bằng Al để khử hết Fe3O4 ở trên thì phải dùng hết bao nhiêu lit khí H2 đkc. c. Tính khối lượng HCl cần dùng để tác dụng hết với 55,4 g hỗn hợp Al và Fe để thu được đúng một thể tích khí H2 đủ dùng cho câu b.
DUNG DỊCH