Công thức tính hiệu suất hóa 11

Câu hỏi: Công thức tính hiệu suất phản ứng

Lời giải:

Cho phản ứng hóa học: A + B → C

Hiệu suất phản ứng:

- Theo đó,công thức tính hiệu suấtphản ứng được tính như sau:%hiệu suất = (lượng thực tế/ lượng lý thuyết) x 100. Hiệu suất phản ứng 90%, là phản ứng mang lại năng suất 90%, 10% là năng lượng bị bỏ phí và không phản ứng, không thể thu lại hết.

Hoặc cũng có thể tính theo khối lượng:

H = khối lượng thu được thực tế x 100% / khối lượng thu được tính theo phương trình

- Lưu ý là tính hiệu suất theo số mol chất thiếu (theo số mol nhỏ)

- Từ công thức cũng có thể tính được:

nC= nA pứ= (nA ban đầu. H)/100

nA ban đầu cần dùng: nA ban đầu= (nC.100)/H

Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất

- Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng chất tham gia thực tế đem vào phản ứng phải hơn nhiều để bù vào sự hao hụt. Sau khi tính khối lượng chất tham gia theo phương trình phản ứng, ta có khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất như sau:

Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất

- Vì hiệu suất phản ứng hóa học nhỏ hơn 100% nên khối lượng sản phẩm thực tế thu được sau phản ứng phải nhỏ hơn nhiều sự hao hụt. Sau khi tính toán được khối lượng sản phẩm theo phương trình phản ứng, ta sẽ xác định được khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất theo công thức sau:

Bài tập minh họa

Ví dụ1:Nung 0,1 mol Canxi cacbonat thu được 0,08 mol Canxi oxit. Tính hiệu suất phản ứng hóa học xảy ra.

Giải:

CaCO3→ CaO + CO2

Theo phương trình phản ứng nCaCO3= nCaO= 0,08 mol.

Áp dụng công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học theo số mol, ta có:

H = (0,08/0,1) x 100 = 80%

Ví dụ 2:Tính khối lượng Natri và thể tích khí Clocần dùng để điều chế 4,68 gam muối Natri Clorua. Cho hiệu suất phản ứng là 80%

Giải:

nNaCl= mNaCl/ MNaCl= 4,68/58,5 = 0,08 (mol)

Phương trình hóa học:2Na + Cl2→ 2NaCl (1)

Theo phương trình hóa học(1) và hiệu suất phản ứng là 80%, ta có:

nNa= 0,08 x 100/80 = 0,1 (mol) => Khối lượng Natri cần dùng là mNa= 0,1 x 23 = 2,3 (g)

nCl2= (0,08 x 100)/2 x 80 = 0,05 (mol) => Thể tích khí Clo cần dùng là VCl2= 0,05 x 22,4 = 1,12 (l)

Ví dụ 3:Cho 19,5 gam kẽm phản ứng với 7 lít khí clo, thu được 36,72 gam muối clorua ZnCl2. Tính hiệu suất của phản ứng.

Giải

Ta có:nZn= 19,5/65 = 0,3 (mol)

nCl2= 7/22,4 = 0,3125 (mol)

nZnCl2= 0,27 (mol)

Phương trình phản ứng: Zn + Cl2→ ZnCl2

Theo phương trình trên ta thấy, nCl2> nZn=> Zn là chất thiếu, nên hiệu suất sẽ tính theo số mol chất thiếu.

=> nZnphản ứng= nZnCl2= 0,27 (mol)

Hiệu suất phản ứng:

H = (số mol Zn phản ứng x 100) /số mol Zn ban đầu = 0,27 x 100/0,3 = 90%

Ví dụ 4:Nung 4,9 g Kali clorat KClO3có xúc tác thu được 2,5 g Kali clorua KCl và khí oxi. Tính hiệu suất của phản ứng.

Giải:

- Vì không biết phản ứng có xảy ra hết hay không nên ta sẽ tính các thông số dựa theo sản phẩm thu được.

nKCl= 2,5/74,5 = 0,034 mol

Phương trình phản ứng:

2KClO3→2KCl + 3O2

Từ phương trình, ta có nKClO3phản ứng = nKCl= 0,034 mol

=> Khối lượng Kali clorat thực tế phản ứng:mKClO3= 0,034.1225 = 4,165 (g)

Vậy hiệu suất phản ứng được xác định là:

H = 4,165/4,9 x 100% = 85%

Ví dụ 5:Tính khối lượng natri và thể tích khí clo (đktc) để điều chế 8,775 g muối natri clorua (NaCl), cho hiệu suất phản ứng là 75%.

Giải

nNaCl= 8,775/ 58,5 = 0,15 mol

2Na + Cl2→2NaCl

Theo phương trình phản ứng, ta có nNa= nNaCl=> mNa lý thuyết= 0,15.23 = 3,45 (g)

nCl2= ½ nNaCl=> VCl2 lý thuyết= 0,075.22,4 = 1,68 (l)

Vì hiệu suất phản ứng là 75% nên ta có:

Khối lượng natri thực tế: mNa thực tế= 3,45 x 100/ 75 = 4,6 (g)

Thể tích khí Clo thức tế: VCl2 thực tế= 1,68 x 100/75 = 2,24 (l)

Với Hiệu suất trong tổng hợp NH3 Hoá học lớp 11 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Hiệu suất trong tổng hợp NH3 từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 11.

Công thức tính hiệu suất hóa 11

I. Phương pháp giải

Phương pháp

Thực tế, do một số nguyên nhân, một số phản ứng hóa học xảy ra không hoàn toàn, nghĩa là hiệu suất phản ứng (H%) dưới 100%. Có các cách tính sau:

Nếu là chất tham gia: H% = mpư/mbđ . 100%

Nếu là sản phẩm: H% = mtt/mltđ . 100%

II. Ví dụ

Bài 1: Để điều chế 68g NH3 cần lấy bao nhiêu lít N2 và H2 ở đktc. Biết hiệu suất phản ứng là 20%.

Trả lời

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3

Vì hiệu suất phản ứng (1) là 20% nên thực tế cần :

Thể tích N2 (đktc) là : 2.22,4/20% = 22,4 lít

Thể tích H2 (đktc) là : 6.22,4/20% = 672 lít

Công thức tính hiệu suất hóa 11

Bài 2: Trong bình phản ứng có chứa hỗn hợp khí A gồm 10 mol N2 và 40 mol H2 ở nhiệt đô 00C và 10 atm. Sau khi Phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 00C. Biết rằng có 60% hidro tham gia phản ứng

a) Tính số mol các khí trong bình sau phản ứng.

b) Tính áp suất trong bình sau phản ứng

Trả lời

Phản ứng tổng hợp NH3 xảy ra theo tỉ lệ :

nN2 : nH2 = 1 : 3

Bài cho : nN2 : nH2 = 10 : 40 = 1 : 4. Vậy H2 dư nhiều hơn.

Phải dựa vào số mol N2 phản ứng để tính số mol NH3 :

a) Phương trình phản ứng :

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3

Số mol ban đầu: 10   40   0    mol

Số mol phản ứng: 8   24   16   mol

Số mol sau pư: 2   16   16   mol

Vậy số mol các khi trong bình sau phản ứng là : 4 mol N2 ; 16 mol H2 ; 12 mol NH3.

2 + 16 + 16 = 34 mol

b) Tổng số mol khí trong bình ban đầu : 10 + 40 = 50 mol

Vì PV + nRT mà ở đây VB, TB không đổi, nên ta có

Ps/Pđ = ns/nđ => ps = 34.10/50 = 6,8 atm

Công thức tính nhanh hiệu suất tổng hợp NH3 hay nhất – Hóa học lớp 11

Bài toán tổng hợp NH3 là một dạng bài tập quan trọng của chương Nitơ – Photpho trong chương trình hóa học 11. Vậy làm thế nào để tính toán chính xác các bài tập liên quan đến phản ứng tổng hợp NH3. Các em hãy cùng theo dõi nội dung dưới đây.

1. Công thức tính tính nhanh hiệu suất tổng hợp NH3

Phương trình phản ứng:           N2 + 3H2 ⇄t°, p, xt 2NH3

- Công thức tính hiệu suất phản ứng:

+ Tính theo chất phản ứng: (tính theo chất có khả năng phản ứng hết)

H%=nphan ungnban dau.100 hoặc H%=mphan ungmban dau.100

+ Tính theo chất sản phẩm

H%=nthuc tenly thuyet.100 hoặc H%=mthuc temly thuyet.100

Chú ý:

- Nếu nH2nN2>3→H2 dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo .

- Nếu nH2nN2<3→N2 dư (so với lượng cần thiết), hiệu suất phản ứng tính theo .

- Nếu nH2nN2=3→ Hiệu suất tính theo N2 hoặc H2 đều được.

- Trường hợp đặc biệt nếu: nH2nN2=3 thì có thể tính nhanh hiệu suất phản ứng:

H%=(2−2MXMY).100

Trong đó:    MX: hỗn hợp gồm N2 và H2 ban đầu (tỉ lệ mol 1:3)

                    MY: hỗn hợp sau phản ứng

Ví dụ: Tiến hành tổng hợp NH3 từ hỗn hợp X gồm N2 và H2 (tỉ lệ mol 1: 3) có tỉ khối hơi so với H2 là 4,25 thu được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 là 6,8. Hiệu suất tổng hợp NH3 có giá trị là

A. 50%                         

B. 80%                          

C. 75%                         

D. 90%

Hướng dẫn giải:

MX = 4,25.2 = 8,5 (g/mol)

MY = 6,8.2 = 13,6 (g/mol)

Áp dụng: H%=2−2MXMY = 2 – 2. 8,513,6= 75%

→ Chọn C.

2. Bạn nên biết:

Mối quan hệ cần nhớ

- Quan hệ về số mol:

n khí giảm  = n trước – n sau =nNH3=2nN2 p/ư = 23nH2p/ư

- Quan hệ về khối lượng:

 m trước = m sau   ⇔M¯ t.nt=M¯ s.ns   ⇔Mt¯Ms¯=nsnt

- Quan hệ giữa áp suất và số mol

Hỗn hợp khí trước phản ứng: p1.V1 = n1.R.T1

Hỗn hợp khí sau phản ứng: p2.V2 = n2.R.T2

Bình kín → V = const; T = const

→ p1p2=n1n2

4. Bài tập minh họa

Câu 2: Thực hiện phản ứng giữa N2 và H2 (tỉ lệ mol 1:5) trong bình kín có xúc tác, áp suất của hỗn hợp khí giảm 10% so với ban đầu (cùng điều kiện). Hiệu suất phản ứng là

A. 30%                         

B. 75%                          

C. 80%                         

D. 50%

Hướng dẫn giải:

                   N2 +  3H2 ⇄t°, p, xt   2NH3

Ban đầu:     a        5a

Phản ứng:   x →   3x      →         2x

Sau:          (a – x)  (5a – 3x)           2x

n trước = n1 = a + 5a = 6a

n sau = n2 = (a – x) + (5a – 3x) + 2x = 6a – 2x

p1p2=n1n2    →  10090=6a6a−2x

→ x = 0,3a

Tỉ lệ  nH2nN2=5aa>3→H2  dư, hiệu suất tính theo N2

→ H% = xa.100=0,3aa.100=30%

→ Chọn A

Câu 3: Cho hỗn hợp A gồm N2 và H2 (tỉ lệ mol 1: 3), tiến hành phản ứng tổng hợp NH3, sau phản ứng thu được hỗn hợp B có tỉ khối dA/B = 0,7. Hiệu suất phản ứng là:

A. 55%                          

B. 60%                          

C. 80%                         

D. 75%

Hướng dẫn giải:

Theo bài ra: nH2nN2=3

dA/B = 0,7 → MAMB=0,7

Áp dụng: H% = (2 – 2.MAMB).100 = (2 – 2.0,7).100 = 60%

→ Chọn B

Xem thêm tổng hợp công thức môn Hóa học lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức tính số mol OH- khi cho P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm

Công thức tính độ dinh dưỡng của phân bón

Lý thuyết cacbon và hợp chất cacbon

Lý thuyết Si và hợp chất của Si, công nghiệp silicat

Các dạng bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm và cách giải