Xem toàn bộ tài liệu Lớp 8: tại đây

A. Lý thuyết & Phương pháp giải

1. Các bước giải bài tập tình hiệu suất

Bước 1: Viết phương trình phản ứng và cân bằng phản ứng

Bước 2: Tính theo phương trình khối lượng sản phẩm tạo thành (m_lt)

Bước 3: Dựa vào giả thiết tính khối lượng thực tế thu được (m_tt)

Bước 4: Tính hiệu suất

2. Công thức tính hiệu suất: H = .100%

Trong đó:

+ m_tt: khối lượng thực tế

+ m_lt: khối lượng tính theo lý thuyết

+ H: hiệu suất

3. Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất: m_tt =

4. Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất: m_tt =

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Người ta nung 4,9 gam KClO₃ có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và một lượng khí oxi.

a. Viết phương trình hóa học xảy ra.

b. Tính hiệu suất của phản ứng

Hướng dẫn giải:

a. Phương trình hóa học: 2KClO₃

2KCl + 3O₂↑

b. n_KClO3 = = 0,04 mol

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

1 → 1 mol

0,04 → 0,04 (mol)

Khối lượng KCl thu được theo lý thuyết là:

m_lt = m_KCl= n_KCl.M_KCl = 0,04.74,5 = 2,98 gam

Hiệu suất của phản ứng là: H =

.100% = .100% = 83,9%

Ví dụ 2: Nung 100 kg CaCO₃ thì thu được 47,6kg CaO. Tính hiệu suất của phản ứng.

Biết phản ứng xảy ra như sau: CaCO₃ CaO + CO₂

Hướng dẫn giải:

Phương trình hóa học xảy ra:

CaCO₃

CaO + CO₂

1 → 1 mol

100 → 56 gam

100 → 56 kg

Hiệu suất của phản ứng: H = .100% = .100% = 85%

Ví dụ 3: Nung nóng kali nitrat KNO₃, chất này bị phân hủy tạo thành kali nitrit KNO₂ và O₂. Tính khối lượng KNO₃ cần dùng để điều chế được 2,4 gam O₂. Biết hiệu suất phản ứng đạt 85%.

Hướng dẫn giải:

Số mol O₂ bằng 2,4 : 32 = 0,075 mol

2KNO₃

2KNO₂ + O₂

2 ← 1 mol

0,15 ← 0,075 mol

Khối lượng KNO₃ theo lý thuyết là: mlt = 0,15.101 = 15,15 gam.

Khối lượng KNO₃ thực tế cần dùng là: m_tt = = 17,8g

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho luồng khí H₂ đi qua ống thủy tinh chứa 20 gam bột CuO ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu được 16,8 gam chất rắn. Hiệu suất của phản ứng là

Biết phương trình hóa học của phản ứng như sau:

CuO + H₂ Cu + H₂O

A. 70%

B. 75%

C. 80%

D. 85%

Chọn C

Gọi a là số mol CuO phản ứng:

CuO + H₂

Cu + H₂O

a … a … a … a … mol

Ta có n_{CuO bđ} = 20 : 80 = 0,25 mol

→ n_{CuO dư} = 0,25 – a mol

Theo đề bài, ta có:

m_{chất rắn} = m_Cu + m_{CuO dư} hay 16,8 = 64a + 80.(0,25 – a)

→ a = 0,2 mol; m_{CuO pư} = 0,2.80 = 16 gam.

Vậy hiệu suất phản ứng: H = .100% = .100% = 80%

Câu 2: Trộn 10,8 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư. Cho hỗn hợp vào ống nghiệm và đun nóng để phản ứng xảy ra thu được 25,5 g Al₂S₃. Tính hiệu suất phản ứng ?

A. 85%

B. 80%

C. 90%

D. 92%

Đáp án A

n_Al = = 0,4 mol

Phương trình hóa học:

2Al + 3S Al₂S₃

2 → 1 mol

0,4 → 0,2 (mol)

m_{Al2S3 lt} = 0,2.150 = 30 g

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 85%

Câu 3: Một cơ sở sản xuất vôi tiến hành nung 4 tấn đá vôi (CaCO₃) thì thu được 1,68 tấn vôi sống(CaO) và một lượng khí CO₂. Tính hiệu suất của quá trình nung vôi.

A. 70%

B. 75%

C. 80%

D. 85%

Đáp án B

Phương trình hóa học:

CaCO₃ CaO + CO₂

1 mol → 1 mol

100 g → 56 g

Theo bài: 4 tấn → m tấn

Khối lượng CaO thu được theo lý thuyết: m_{CaO lt} = = 2,24 tấn

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 75%

Câu 4: Cho 22,4 lít khí etilen C₂H₄ (đktc) tác dụng với nước (dư) có axit sunfuric làm xúc tác, thu được 13,8 gam rược etylic C₂H₅OH. Tính hiệu suất phản ứng cộng nước của etilen.

A. 20%

B. 25%

C. 30%

D. 30,2%

Đáp án C

n_C2H4 = = 1 mol

Phương trình hóa học:

C₂H₄ + H₂O C₂H₅OH

1 mol → 1 mol

Theo lý thuyết khối lượng rược etylic thu được: m_{C2H5OH lt} = 1.46 = 46 g

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 30%

Câu 5: Điều chế khí oxi bằng cách nhiệt phân 1 mol KClO₃ thì thu được 43,2 g khí oxi và một lượng kali clorua (KCl). Tính hiệu suất phản ứng?

A. 85%

B. 90%

C. 95%

D. 98%

Đáp án B

Phương trình hóa học:

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

1 → 1,5 (mol)

Theo phương trình: n_{O2 lt} = = 1,5 mol

Khối lượng oxi thu được theo lý thuyết là: m_{O2 lt} = 1,5.32 = 48 g

Hiệu suất phản ứng là: H = .100% = .100% = 90%

Câu 6: Để điều chế được 8,775 gam muối natri clorua (NaCl) thì cần bao nhiêu gam Na? Biết hiệu suất phản ứng đạt 75%.

A. 2,3 gam.

B. 4,6 gam.

C. 3,2 gam.

D. 6,4 gam.

Chọn B

Ta có: n_NaCl = 8,775 : 58,5 = 0,15 mol

Phương trình hóa học:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

0,15 ← 0,15 mol

Khối lượng Na theo lý thuyết là: m_{Na lt} = 0,15 .23 = 3,45 gam.

Do H = 75% nên khối lượng Na cần dùng là:

m_{Na tt} = = 4,6gam.

Câu 7: Tính thể tích C₂H₄ (đktc) cần để điều chế được 6,9 gam rượu etylic. Biết hiệu suất phản ứng là 75%. Phản ứng theo sơ đồ: C₂H₄ + H₂O C₂H₅OH.

A. 2,24 lít

B. 3,36 lít

C. 4,48 lít

D. 6,72 lít

Đáp án C

n_C2H5OH = = 0,15 mol

Phương trình hóa học:

C₂H₄ + H₂O C₂H₅OH

1 ← 1 mol

0,15 ← 0,15 (mol)

Theo phương trình: n_C2H4 = 0,15 mol

Do H = 75% nên n_{C2H4 tt} = = 0,2 mol

V_{C2H4 tt} = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 8: Cho 13,6 gam hỗn hợp X gồm axit axetic (CH₃COOH) và rượu etylic (C₂H₅OH) được trộn theo tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 2. Đun nóng X với H₂SO₄ đặc một thời gian thu được m gam este CH₃COOCH₂CH₃ với hiệu suất phản ứng là 80%. Giá trị của m là

Biết phản ứng hóa học xảy ra như sau:

A. 7,04g.

B. 8,80g.

C. 10,56g.

D. 11,00g.

Chọn A

Gọi số mol của CH₃COOH là 3a mol → số mol của CH₃CH₂OH là 2a mol

m_X = 13,6 gam → 60.3a + 46.2a = 13,6 → a = 0,05 mol

Phương trình hóa học:

0,15 → 0,1 → mol

Giả sử hiệu suất là 100% thì rượu etylic hết, nên số mol sản phẩm phản ứng tính theo số mol rượu etylic.

n_{este lt} = n_rượu = 0,1 mol

Số mol este thực tế đã dùng là: n_{este thực tế} = = 0,08 mol

→ m_{este tt} = n.M = 0,08.88 = 7,04 gam.

Câu 9: Cho 6,4g Cu tác dụng với oxi không khí thu được 6,4g CuO. Hiệu suất phản ứng là

A. 100%.

B. 80%.

C. 70%.

D. 60%.

Chọn B

Chọn B

n_Cu = 6,4 : 64 = 0,1 mol ;

2Cu + O₂ 2CuO

1 → 1 mol

0,1 → 0,1 mol

Hiệu suất phản ứng là :

→ m_{CuO lt} = 0,1.80 = 8 gam

H = .100% = .100% = 80%

Câu 10: Cho phương trình: 2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

Nhiệt phân 31,6 gam KMnO₄, thu được V lít O₂ (đktc), biết hiệu suất phản ứng 80% . Giá trị của V là

A. 2,24 lít

B. 1,792 lít

C. 10,08 lít

D. 8,96 lít

Đáp án B

n_KMnO4 = = 0,2 mol

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

0,2 → 0,1 (mol)

Vì H% = 80% ⇒ n_{O2 thực tế} = = 0,08 mol

⇒ V_O2 = 0,08.22,4 = 1,792 (lít)