Công thức tính hiệu suất phản ứng

 1. Công thức tính hiệu suất phản ứng lớp 8

Xét phản ứng trong trường hợp tổng quát:

Chất phản ứng → Sản phẩm.

Theo lí thuyết, phản ứng trên thu được m gam một chất sản phẩm. Nhưng thực tế thu được m’ gam chất đó (m’ ≤ m).

Hiệu suất phản ứng được tính theo công thức:

$H=\frac{m^{\prime }}{m}.100\%.$

Nếu lượng chất tính theo số mol thì hiệu suất được tính theo công thức:

$H=\frac{n^{\prime }}{n}.100\%.$

Trong đó: n là số mol chất sản phẩm tính theo lí thuyết, n’ là số mol chất sản phẩm thu được theo thực tế.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 8 gam iron(III) oxide tác dụng với khí hydrogen dư ở nhiệt độ cao, thu được 4,2 gam iron. Phản ứng xảy ra như sau:

$F{e}_2{O}_3+3H_2\stackrel{t^{\circ }}{\to }2Fe+3H_{2}O$ 

Tình hiệu suất phản ứng theo 2 cách.

Hướng dẫn giải

Cách 1: Tính hiệu suất phản ứng từ khối lượng chất sản phẩm theo lí thuyết và thực tế

Bước 1: Tính lượng Fe thu được theo lí thuyết.

Số mol Fe2O3: $n_{{\mathrm{Fe}}_2{O}_3}=\frac{m_{{\mathrm{Fe}}_2{O}_3}}{M_{{\mathrm{Fe}}_2{O}_3}}=\frac{8}{160}=0,05\left(\mathrm{mol}\right).$

Theo phương trình hoá học:

1 mol Fe2O3 tham gia phản ứng sẽ thu được 2 mol Fe.

Vậy: 0,05 mol Fe2O3 ……………………………. 0,1 mol Fe.

Khối lượng Fe thu được theo lí thuyết: mFe = nFe.MFe = 0,1.56 = 5,6 (g).

Bước 2: Tính hiệu suất phản ứng.

$H=\frac{m_{\mathrm{Fe}}}{m_{\mathrm{Fe}}}.100\%=\frac{4,2}{5,6}.100=75\%.$

Cách 2: Tính hiệu suất phản ứng từ số mol chất sản phẩm theo lí thuyết và thực tế

Tương tự bước 1 ở cách 1, có số mol Fe thu được theo lí thuyết là 0,1 mol.

Số mol Fe thực tế: $n\prime =\frac{m_{\mathrm{Fe}}}{M_{\mathrm{Fe}}}=\frac{4,2}{56}=0,075\left(\mathrm{mol}\right).$

Hiệu suất phản ứng: $H=\frac{n_{\mathrm{Fe}}}{n_{\mathrm{Fe}}}.100\%=\frac{0,075}{0,1}.100\%=75\%.$

Ví dụ 2: Trong công nghiệp để sản xuất vôi sống (thành phần chính là CaO) người ta nung đá vôi (có thành phần chính là CaCO3) theo phương trình hóa học sau:

CaCO3 CaO + CO2↑.

Tính khối lượng CaO thu được khi nung 1 tấn CaCO3 nếu hiệu suất phản ứng là

a) 100%.                                                         

b) 90%.

Hướng dẫn giải

$n_{{\mathrm{CaCO}}_3}=\frac{m_{{\mathrm{CaCO}}_3}}{M_{{\mathrm{CaCO}}_3}}=\frac{1000000}{100}=10000\left(\mathrm{mol}\right).$

a) Theo phương trình hóa học:

nCaO = 10000 mol ⟹ mCaO = 10000.56 = 560000 (g).

b) Do hiệu suất phản ứng là 90%:

$H=\frac{m_{\mathrm{CaO}}}{m_{\mathrm{CaO}}}.100\%\Rightarrow m\prime =\frac{560000.90}{100}=504000\left(g\right).$

3. Bài tập tự luyện

Bài 1: Nhiệt phân 10 gam CaCO3 thu được hỗn hợp rắn gồm CaO và CaCO3 dư, trong đó khối lượng CaO là 4,48 gam. Biết rằng phản ứng nhiệt phân CaCO3 xảy ra theo sơ đồ sau:

CaCO3   $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$  CaO + CO2↑.

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là

A. 60%.   

B. 64,8%.   

C. 75%.   

D. 80%.

Bài 2: Nhiệt phân 19,6 gam KClO3 thu được 0,18 mol O2. Biết rằng phản ứng nhiệt phân KClO3 xảy ra theo sơ đồ sau:

KClO3 → KCl + O2↑.

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là

A. 25%.   

B. 50%.   

C. 75%.   

D. 60%.

Bài 3: Đun nóng 50 gam dung dịch H2O2 nồng độ 34%. Biết rằng phản ứng phân huỷ H2O2 xảy ra theo sơ đồ sau:

H2O2 → H2O + O2.

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là 80%. Thể tích khí O2 thu được (ở 25°C, 1 bar) là

A. 4,958 L.    

B. 2,479 L.

C. 9,916 L.    

D. 17 L.

Bài 4: Nung nóng hỗn hợp gồm 10 gam hydrogen và 100 gam bromine. Sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm HBr, H2 và Br2, trong đó khối lượng H2 là 9 gam. Hiệu suất phản ứng hoá hợp là

A. 10%.    

B. 20%.

C. 80%.    

D. 90%.

Bài 5: Nung nóng hỗn hợp gồm 0,5 mol SO2 và 0,4 mol O2, sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm SO3, SO2 và O2. Biết hiệu suất phản ứng hoá hợp là 40%. Số mol SO3 tạo thành là

A. 0,10 mol.    

B. 0,16 mol.

C. 0,32 mol.    

D. 0,20 mol.

Đáp án bài tập tự luyện

1	2	3	4	5
D	C	A	C	D