Hiệu Suất Phản ứng Là Gì? Bài Tập Chuyên đề Hiệu ... - DINHNGHIA.VN

Số lượt đọc bài viết: 6.580

Hiệu suất phản ứng là gì? Hiệu suất phản ứng este hóa hay hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là gì? Các dạng bài tập về hiệu suất phản ứng lớp 11?… Trong nội dung cụ thể của bài viết dưới đây, DINHNGHIA.VN sẽ giúp bạn tổng hợp lý thuyết cũng như bài tập về chủ đề hiệu suất phản ứng là gì, cùng tìm hiểu nhé!.

MỤC LỤC

• Hiệu suất phản ứng hóa học là gì?
• Công thức tính hiệu suất phản ứng là gì?
  • Hiệu suất quá trình gồm nhiều phản ứng nối tiếp
  • Công thức tính khối lượng chất tham gia khi hiệu suất khác 100%
  • Công thức tính khối lượng sản phẩm khi hiệu suất khác 100%
• Bài tập về hiệu suất phản ứng lớp 11
  • Dạng 1: Tính hiệu suất phản ứng
  • Dạng 2: Cho hiệu suất phản ứng, tính số liệu còn lại theo hiệu suất
• Một số dạng toán về hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm
  • Dạng 1: Bài toán có hiệu suất phản ứng không hoàn toàn trong phản ứng nhiệt nhôm
  • Dạng 2: Bài toán nhiệt nhôm với hiệu suất H = 100%
• Hiệu suất phản ứng este hóa
  • Phản ứng este hóa là gì?
  • Bài tập hiệu suất phản ứng este hóa – Bài toán hiệu suất thuận
  • Bài tập hiệu suất phản ứng este hóa – Bài toán hiệu suất nghịch
• Bài tập về hiệu suất phản ứng este hóa

Hiệu suất phản ứng hóa học là gì?

Hiệu suất phản ứng là gì hay hiệu suất phản ứng hóa học là gì là thắc mắc chung của rất nhiều người khi tìm hiểu về chủ đề này. 

• Các bài toán cho phản ứng hoàn toàn (hiệu suất đạt 100%) thì có ít nhất một chất tham gia phải hết (phản ứng xảy ra hoàn toàn).
• Nếu hiệu suất H% < 100% thì lượng chất tham gia thực dùng nhiều hơn lượng lý thuyết (tính theo phương trình phản ứng) còn lượng sản phẩm thu được bao giờ cũng nhỏ hơn lượng sản phẩm tính theo lý thuyết.

Công thức tính hiệu suất phản ứng là gì?

Từ định nghĩa hiệu suất phản ứng là gì, bạn cũng cần ghi nhớ công thức tính hiệu suất phản ứng. Nếu cả hai chất tham gia đều biết lượng dùng ban đầu, thì H% phải được xác định dựa vào chất có khả năng hết (nếu để phản ứng hoàn toàn).

Hiệu suất quá trình gồm nhiều phản ứng nối tiếp

H% = h1 x h2 x h3 …x hn 100%

(trong đó các hiệu suất thành phần dạng thập phân, ví dụ 25% = 0,25)

Công thức tính khối lượng chất tham gia khi hiệu suất khác 100%

Do hiệu suất nhỏ hơn 100% nên lượng chất tham gia thực tế đem vào phản ứng phải nhiều hơn đề bù đi sự hao hụt. Khối lượng chất tham gia được tính như sau:

\(m_{tg} = \frac{m_{lt}.100}{H}\)

Công thức tính khối lượng sản phẩm khi hiệu suất khác 100%

Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100% nên lượng sản phẩm thực tế thu được phải nhỏ hơn sự hao hụt. Khối lượng chất tạo thành được tính như sau:

\(m_{tt} = \frac{m_{lt}.H}{100}\)

Bài tập về hiệu suất phản ứng lớp 11

Từ việc tìm hiểu định nghĩa hiệu suất phản ứng là gì, bạn cũng cần nắm được các dạng bài tập hiệu suất phản ứng, cụ thể như sau: 

Dạng 1: Tính hiệu suất phản ứng

Ví dụ 1: Nung 4,9 gam \(KClO_{3}\) có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và khí oxi.

1. Viết PTHH
2. Tính hiệu suất phản ứng.

Cách giải:

1. \(2KClO_{3} \rightarrow 2KCl + 3O_{2}\)
2. \(n_{KClO_{3}} = 0,04\, mol\)

Giả sử hiệu suất phản ứng = 100%, theo PTHH: \(n_{KCl} = n_{KClO_{3}} = 0,04\, mol\)

Vậy \(m_{KCl} = 2,98\, gam\)

\(H = \frac{m_{KCl\, tt}}{m_{KCl\, lt}}\) = 83,89%

Dạng 2: Cho hiệu suất phản ứng, tính số liệu còn lại theo hiệu suất

Ví dụ 2: Từ một tấn quặng pyrit sắt chứa 20% tạp chất, điều chế axit \(H_{2}SO_{4}\) theo phương pháp tiếp xúc, qua các giai đoạn (có ghi hiệu suất mỗi giai đoạn) như sau:

Tính khối lượng của dung dịch \(H_{2}SO_{4}\) 72% điều chế được.

Cách giải:

Xét các giai đoạn trên ta có:

Bảo toàn nguyên tố S: 

\(n_{H_{2}SO_{4}} = 2n_{FeS_{2}}\)

\(n_{FeS_{2}} = \frac{1000.0,8}{120} =\frac{20}{3}\, (kmol)\)

\(\Rightarrow n_{H_{2}SO_{4}} = 2n_{FeS_{2}}.0,9.0,64.0,8 =6,144\, (kmol)\)

\(m_{H_{2}SO_{4}}= 602,112\, kg\)

\(m_{dd\, H_{2}SO_{4}}\) 72% \(= \frac{602,112.100}{72} = 836,2667\, kg\)

Một số dạng toán về hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm

Dạng 1: Bài toán có hiệu suất phản ứng không hoàn toàn trong phản ứng nhiệt nhôm

Phương pháp giải chung bài toán hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm như sau:

 Phản ứng:     

\(2Al + Fe_{2}O_{3} \rightarrow Al_{2}O_{3} + 2Fe\)

Hiệu suất phản ứng H = %\(Al_{pu}\) hoặc = % \(Fe_{2}O_{3\, pu}\). Hỗn hợp X sau phản ứng gồm: \(Al_{2}O_{3}, Fe, Al_{d}, Fe_{2}O_{3}\) thường được cho vào

• Tác dụng với dung dịch axit (\(HCl, H_{2}SO_{4}\) loãng) tạo khí \(H_{2}\)

             \(Fe + 2H^{+} \rightarrow Fe^{2+} + H_{2}\) (1)

             \(2Al + 6H^{+} \rightarrow 2Al^{3+} + 3H_{2}\) (2)

\(\Rightarrow n_{H_{2}} = n_{Fe} + n_{Al\, d}\)

• Nếu hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH thì Al và \(Al_{2}O_{3}\) bị phản ứng

      \(2Al_{d} + 2NaOH + 3H_{2}O \rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}] + 3H_{2}\)

      \(Al_{2}O_{3} + 2NaOH + 3H_{2}O \rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]\)

Dạng 2: Bài toán nhiệt nhôm với hiệu suất H = 100%

Phương pháp giải chung:

• Bước 1: Cần xác định được Al dư hay oxit kim loại dư, trường hợp nếu cho khối lượng hỗn hợp cần xét các trường hợp Al dư và Al hết
• Bước 2:

• • Dựa vào các dữ kiện của bài toán thường gặp là hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH hoặc dung dịch axit (HCl, \(H_{2}SO_{4}\)) tính số mol chất dư và số mol các chất phản ứng.
  • Vận dụng bảo toàn nguyên tố Al, Fe, O, bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn electron các các phản để tính toán.

• Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của bài toán

Ví dụ 3: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và \(Fe_{2}O_{3}\) (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau: 

• Phần 1: tác dụng với dung dịch \(H_{2}SO_{4}\) loãng dư sinh ra 3,08 lít khí \(H_{2}\) (ở đktc)
• Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH dư sinh ra 0,84 lít khí \(H_{2}\) (ở đktc). Tính giá trị của m?

Cách giải:

\(n_{H_{2}(p1)} = 0,1375\, mol\)

\(n_{H_{2}(p2)} = 0,0375\, mol\)

• Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng \(H_{2} \rightarrow Al\) dư và vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: \(Al_{2}O_{3}\), Fe và Al dư 
• Gọi \(n_{Fe} = x\, mol\) ; \(n_{Al\, d} = y\, mol\) có trong 1/2 hỗn hợp Y 
• Từ đề ta có hệ phương trình:   \(2Al + Fe_{2}O_{3} \rightarrow Al_{2}O_{3} + 2Fe\)
• Theo đlbt nguyên tố đối với O và Fe: \(n_{Al_{2}O_{3}} = n_{Fe_{2}O_{3}} = 0,05\, mol\)
• Theo đlbt khối lượng: m = (0,05 . 102 + 0,1 . 56 + 0,025 . 27).  2 = 22,75 gam.

Hiệu suất phản ứng este hóa

Cùng với hiệu suất phản ứng là gì thì hiệu suất phản ứng este hóa, hay hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm cũng là những khái niệm quan trọng trong hóa học. 

Phản ứng este hóa là gì?

Phản ứng este hóa là phản ứng giữa axit cacboxylic và ancol trong điều kiện nhiệt độ, có \(H_{2}SO_{4}\)đặc làm xúc tác. Trong điều kiện đó, đồng thời xảy ra phản ứng thủy phân este trong môi trường axit, tạo ra axit và ancol ban đầu. Phản ứng este hóa và phản ứng thủy phân este trong axit là phản ứng thuận nghịch, hiệu suất phản ứng H <100%.

Xem chi tiết >>> Phản ứng este hóa là gì? Hiệu suất phản ứng este hóa 

Bài tập hiệu suất phản ứng este hóa – Bài toán hiệu suất thuận

• Đề bài cho số liệu của chất tham gia phản ứng, yêu cầu đi tìm các chất tạo thành (sản phẩm).
  • Công thức tính: H% = \(\frac{m_{tt}}{m_{lt}}.100\)
  • hoặc H% = \(\frac{n_{pu}}{m_{bd}}.100\)
• Luôn luôn lấy số liệu của sản phẩm để tính cho bài toán
• Nếu bài toán cho hiệu suất thì sau khi tính toán chỉ cần nhân với hiệu suất suy ra kết quả cần tìm.

Bài tập hiệu suất phản ứng este hóa – Bài toán hiệu suất nghịch

• Đề bài cho số liệu sản phẩm, yêu cầu tính khối lượng các chất tham gia phản ứng
• Công thức tính: H% = = \(\frac{m_{tt}}{m_{lt}}.100\)
  • Hoặc H% = \(\frac{n_{pu}}{m_{bd}}.100\)

***Lưu ý: 

• Nếu bài toán đã cho hiệu suất thì sau khi tính toán xong chỉ cần chia kết quả cho hiệu suất suy ra kết quả cần tìm
• Khi đề bài cho chất tham gia ban đầu có chứa bao nhiêu phần trăm tạp chất \(\Rightarrow\) lượng chất tham gia thực tế = lượng chất cho trong đề.(100 – % tạp chất.
• Đề bài cho sự hao hụt trong quá trình phản ứng/sản xuất thì lượng chất thực tế phản ứng = lượng chất trong đề bài.(100% – % hao hụt).
• Hiệu suất tính theo chất dư ít hơn.
• Khi đề bài cho quá trình gồm n giai đoạn, mỗi giai đoạn có hiệu suất \(H_{1},H_{2},…,H_{n},…\) thì hiệu suất của toàn quá trình là \(H = H_{1}.H_{2}….H_{n}\)

Bài tập về hiệu suất phản ứng este hóa

Ví dụ 4: Thực hiện phản ứng este hóa m gam \(CH_{3}COOH\) bằng 1 lượng vừa đủ \(C_{2}H_{5}OH\) thu được 0,02 mol este. Hiệu suất phản ứng H = 60%. Giá trị của m?

Cách giải:

Ví dụ 5: Từ 1 kg đất đèn (trong đó có 96% canxi cacbua) điều chế ra axit axetic, hiệu suất toàn quá trình điều chế axit đạt 80%. Toàn bộ lượng axit thu được cho tham gia phản ứng este hóa với lượng dư ancol etylic. Hiệu suất phản ứng este hóa là 90%. Tính khối lượng este etyl axetat thu được.

Cách giải:

DINHNGHIA.VN đã giúp bạn tổng hợp kiến thức về chủ đề hiệu suất phản ứng là gì trong bài viết trên đây. Hy vọng với những thông tin mà bài viết mang lại, bạn đã có thêm cho mình những kiến thức hữu ích trong quá trình tìm hiểu về chuyên đề hiệu suất phản ứng là gì. Chúc bạn luôn học tốt!

Xem chi tiết qua video:

Xem thêm >>> Halogen là gì? Tìm hiểu lý thuyết và bài tập nhóm halogen

Xem thêm >>> Phương pháp tăng giảm khối lượng: Nội dung và Các dạng bài tập  

Rate this post Please follow and like us: