Trong bài viết dưới đây, điện máy Sharp Việt Nam sẽ chia sẻ kiến thức hóa học về hiệu suất phản ứng là gì, công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học, công thức tính hiệu suất vật lý giúp bạn có thể vận dụng giải các bài tập từ cơ bản đến nâng cao nhanh chóng. Chúng ta cùng bắt đầu nhé.
Hiệu suất phản ứng là gì?
Hiệu suất phản ứng là cho biết mức độ phản ứng thực của chất tham gia phản ứng ở điều kiện thực thế. Ký hiệu là H. Đơn vị tính là: %
- Nếu H = 100% thì phản ứng xảy ra hoàn toàn hoặc là 1 chất phản ứng hết và còn 1 chất dư.
- Nếu H < 100% thì phản ứng xảy ra không hoàn toàn và các chất tham gia phản ứng còn dư
Công thức tính hiệu suất phản ứng
Công thức tính hiệu suất phản ứng bằng khối lượng thực tế chia cho khối lượng lý thuyết nhân với 100%.
H = (mtt x 100%)/mlt
Trong đó:
- H: hiệu suất (%)
- mtt: khối lượng thực tế (g)
- mlt: khối lượng lý thuyết (tính theo phương trình) (g)
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:
mlt = (mtt x 100%)/H
Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất
Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng sản phẩm thực tế thu được phải nhỏ hơn nhiều sự hao hụt. Sau khi khối lượng sản phẩm theo phương trình phản ứng, ta tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất như sau:
mtt = (mlt x H )/100%
Công thức tính hiệu suất của phản ứng hoá học
Cho phản ứng hóa học: A + B -> C
Hiệu suất phản ứng hóa học chính là số mol phản ứng chia cho số mol ban đầu nhân với 100%:
H = (số mol pứ / số mol ban đầu) x 100%
hoặc công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học cũng có thể tính theo khối lượng như sau:
H = (khối lượng thu được thực tế/khối lượng thu được tính theo phương trình) x 100%
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 x H)/100
- nA ban đầu cần dùng : nA ban đầu = (nC x100)/H
Các bạn có thể tham khảo:
- Công thức tính nồng độ mol
- 1cc bằng bao nhiêu lít, ml, gam, mg, Cm3, m3
Ví dụ 1:
Nung 0,1 mol CaCO3 thu được 0,08 mol CaO. Tính hiệu suất phản ứng hóa học xảy ra.
Trong bài này chúng ta có 2 cách để giải bài toán:
Cách 1:
CaCO3 ——-> CaO + CO2
0,1 mol —-> 0,1 mol
Theo phản ứng ta có 0,1 mol CaCO3 tạo 0,1 mol CaO. Tuy nhiên theo thực tế đo được chỉ thu được 0,08 mol CaO. Như vậy đối với CaO lượng tính toán theo phản ứng là 0,1 (gọi là khối lượng theo lý thuyết) và lượng chắc chắn thu được là 0,08 (gọi là lượng thực tế).
Hiệu suất phản ứng
H = (thực tế/lý thuyết) x 100 = (0,08/0,1) x 100 = 80%
Cách 2:
CaCO3 ——-> CaO + CO2
0,08 mol <——0,08mol
Nhìn tỉ lệ mol trên phương trình nếu thu được 0,08 mol vôi sống CaO cần dùng 0,08 mol CaCO3. Tuy nhiên đề bài cho là nung 0,1 mol CaCO3.
Tóm lại đối với CaCO3 lượng tính toán theo phản ứng là 0,08 (gọi là lựong lý thuyết) và lượng chắc chắn cần phải có là 0,1 (gọi là lựong thực tế).
Hiệu suất phản ứng
H= (lý thuyết/thực tế) x 100 = (0,08/0,1) x 100 = 80%
Công thức tính hiệu suất phần trăm
Hiệu suất phần trăm của phản ứng được tính theo công thức như sau:
H% = (lượng tt/ lượng lt) x 100.
Còn độ hao phí của phản ứng thì cần phải dựa theo phần trăm được tính theo công thức:
%hao phí = 100% – %hiệu suất.
Và sai số của phản ứng được tính bằng công thức:
Sai số pư = Lượng lý thuyết – lượng thực tế.
Công thức tính hiệu suất vật lý
Hiệu suất vật lý là tỷ số giữa công có ích và công toàn phần có công thức tính như sau:
H = A1/A
Trong đó:
- H là hiệu suất
- A1 là công có ích
- A là công toàn phần
Ví dụ: Một người dùng ròng rọc kéo một vật nặng 500N lên độ cao 4m. Lực tác động của người này tới ròng rọc là 200N. Tính hiệu suất của ròng rọc hoạt động
Giải:
Trước hết, ta cần xác định công có ích A1 và công toàn phần A, cụ thể như sau:
A1 – Công nâng trực tiếp vật lên cao (công có ích):
A1 = P x h = 500 x 3 = 1500 (J)
Vì người dùng sử dụng ròng rọc động, cho nên chiều dài đường đi sẽ tăng gấp đôi. Thực tế độ dài của dây kéo sẽ là:
S = 2 x h = 2 x 4 = 8 (m)
Công toàn phần A được xác định:
A = F x S = 200 x 8 = 1600 (J)
Áp dụng công thức tính hiệu suất: H = A1/A, ta có:
H = ( 1500 x 100% )/1600 = 93,7%
Vậy hiệu suất của ròng rọc là 93,7%.
Các dạng bài tập tính hiệu suất phản ứng trong hóa học
Ví dụ 1: Tính khối lượng Na và thể tích khí Cl2 cần dùng để điều chế 4,68 gam muối Clorua, nếu hiệu suất phản ứng là 80%
Lời giải:
nNaCl = m NaCl / MNaCl = 4,68/58,5 = 0,08 (mol)
Phương trình hóa học:
2 Na + Cl2 → 2NaCl (1)
Từ phương trình hóa học (1) => số mol Na = 0,08 x 100/80 = 0,1 (mol)
nCl2 = (0,08 x 100)/2 x 80 = 0,05 (mol)
m Na = 0,1 x 23 = 2,3 (gam)
VCl2 = 0,05 x 22,4 = 1,12 (lit)
Ví dụ 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với 7 (lít) clo thì thu được 36,72 gam ZnCl2. Tính hiệu suất của phản ứng?
Lời giải:
nZn = 19,5/65 = 0,3 (mol)
nCl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol)
nZnCl2 = 0,27 (mol)
Zn + Cl2 → ZnCl2
Ta thấy:
nCl2 > nZn => so với Cl2 thì Zn là chất thiếu, nên ta sẽ tính theo Zn.
Từ phương trình => nZnphản ứng = nZnCl2 = 0,27 (mol)
Hiệu suất phản ứng:
H = số mol Znphản ứng x 100/số mol Znban đầu = 0,27 x 100/0,3 = 90 %
Ví dụ 3: Nung 4,9 g Kali clorat KClO3 có 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:
2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2
Từ phương trình, ta có nKClO3 phản 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%
Hy vọng với những thông tin về công thức tính công thức tính hiệu suất hóa học hay vật lý mà chúng tôi vừa trình bày chi tiết phía trên có thể giúp bạn ghi nhớ nhanh công thức để vận dụng giải các bài tập.