Thực tế trong một phản ứng hoá học phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nhiệt độ, chất xúc tác...làm cho chất tham gia phản ứng không tác dụng hết nghĩa là hiệu suất dưới 100%.Để tính được hiệu suất của phản ứng áp dụng một trong các cách sau:
1. Hiệu suất phản ứng tính theo 1 trong các chất sản phẩm của phản ứng:
2. Hiệu suất phản ứng tính theo chất thiếu tham gia phản ứng:
H% = x 100%
Chú ý: * Khối lượng thực tế là khối lượng đề bài cho
• Khối lượng lý thuyết là khối lượng tính theo phương trình
• Khi gặp bài toán cho biết lượng của cả 2 chất tham giathì phải lập tỉ số so sánh để xác định chất
thiếu(chất phản ứng hết)
• Nếu gặp bài toán yêu cầu tính H% theo chuỗi phản ứng thì:
H% = tích H% của các giai đoạn phản ứng.
Giả sử có sơ đồ chuỗi phản ứng:A B C D
H% của chuỗi phản ứng = H1% . H2% . H3%
b.Bài tập vận dụng
Bài 1: Nung 150 kg CaCO3 thu được 67,2 kg CaO. Tính hiệu suất phản ứng.
Bài giải
Cách 1: tính theo chất sản phẩm.
100 kg 56 kg 150 kg x ? kg Khối lượng CaO thu được ( theo lý thuyết) : x = 84 kg
Hiệu suất phản ứng :
H = = 80%
Cách 2: tính theo chất tham gia.
Phương trình hoá học : CaCO3 to CaO + CO2
100 kg 56 kg x ? kg 67,2 kg
Khối lượng CaCO3 cần lấy ( theo lý thuyết) : x = = 120 kg
Hiệu suất phản ứng :
H = = 80%
Bài 2 : Sắt được sản xuất theo sơ đồ phản ứng: Al + Fe2O3 Fe + Al2O3
Tính khối lượng nhôm phải dùng để sản xuất được 168 gam Fe. Biết rằng hiệu suất phản ứng là 90%.
Số mol sắt : n = 3 mol.
Phương trình hoá học: 2Al + Fe2O3 to 2 Fe +
Al2O3
2 mol 2 mol x? mol 3 mol Vậy x = 3 mol
Khối lượng Al tham gia phản ứng ( theo lý thuyết ): mAl = 3.27 = 81 gam Vì H = 90% nên khối lượng nhôm thực tế phải dùng là :
mAl = = 90 gam
Bài 3: Đốt cháy 11,2lit khí H2 (đktc) trong 4,48 lit khí O2 (đktc). Sau phản ứng thu được 3,6 gam nước ở trạng thái lỏng. Hãy tính H% phản ứng?
Bài giải:
n = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol ; n = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol ;
n = 3,6 : 18 = 0,2 mol
- Phương trình hoá học : 2H2 + O2 2H2O
x ? mol 0,2mol
- So sánh số mol giữa H2 và O2 : > O2 thiếu.
Vậy H% của phản ứng tính theo O2 .
- Theo phương trình phản ứng: nO2 = = 0,1 mol
H = 100% = 100% = 50%.
Dạng 5: Toán liên quan đến tạp chất (Chất chưa tinh khiết ) a) Cơ sở lý thuyết:
* Tạp chất là chất có lẫn trong nguyên liệu ban đầu, nó không tham gia phản ứng.Vì vậy phải tính ra lượng nguyên chất trước khi thực hiện tính toán theo phương trình phản ứng.
ví dụ: Đem nung 350 kg đá vôi(CaCO3) có lẫn 10% tạp chất không tham gia phản ứng. Hãy tính khối lượng vôi sống (CaO) thu được sau phản ứng?
Bài giải:
- Khối lượng tạp chất có trong mẫu đá vôi = = 35 kg
Khối lượng CaCO3 nguyên chất = 350 – 35 = 315 kg
- PTHH : CaCO3 CaO + CO2
100 (g) 56 (g) 315 (kg) ? (kg)
- Theo PTPư : khối lượng CaO = = 176,4 kg
* Nếu bài toán yêu cầu tính lượng chất cần lấy kể cả lượng tạp chất thì: Tổng khối lượng cần lấy = .100%
Ví dụ: Hãy tính khối lương đá vôi cần lấy để khi phân huỷ thu được 224 kg vôi sống biết trong mẫu đá vôi có 10% tạp chất.
Bài giải: PTHH : CaCO3 CaO + CO2
100 (g) 56 (g) x ? kg 224 kg
Theo PTPư : khối lượng CaCO3 cần lấy = = 400 kg
Vậy tổng lượng đá vôi cần lấy ( kể cả tạp chất ) là : = 444,44 kg.
* Nếu bài toán yêu cầu tính độ tinh khiết của chất thì: Độ tinh khiết của chất = . 100%
Ví dụ : Đốt cháy 6,5 g lưu huỳnh không tinh khiết trong khí oxi dư được 4,48l khí SO2 ở đktc . Hãy Tính độ tinh khiết của mẫu lưu huỳnh trên?
Bàigiải: n = = 0,2 mol
PTPƯ : S + O2 SO2
Theo PTPư : mS = 0,2 x 32 = 6,4 gam
Độ tinh khiết của mẫu lưu huỳnh là : x100% = 98,46%.
Dạng 6: Dạng toán liên quan đến lượng lấy dư, sự hao hụt trong phản ứng. a) Cơ sở lý thuyết:
- Lượng lấy dư một chất nhằm thực hiện phản ứng hoàn toàn 1 chất khác,lượng dư này không đưa vào phản ứng nên khi tính lượng cần dùng phải tính tổng lượng đủ cho phản ứng + lượng lấy dư.
- Lượng lấy dư thường được so sánh với lượng vừa đủ phản ứng , vì lượng vừa đủ phản ứng được coi là 100% nên nếu cả lượng lấy dư thì lượng chất cần phải lấy tổng cộng lớn hơn 100% so với lượng vừa đủ của phản ứng.
Tổng lượng chất cần phải lấy (g) =
- Sự hao hụt trong quá trình phản ứng được coi như H% < 100% Lúc đó H% phản ứng = 100% - % hao hụt