Công Thức Tính Hiệu Suất Phản Ứng Hoá Học Từ A-Z

Nếu bạn đang thắc mắc về công thức tính Hiệu suất của phản ứng hóa học, Hiệu suất phản ứng, Hiệu suất vật lý, Hãy cùng Kiến Thức 3s tham khảo bài viết này ngay nhé, tất cả công thức sẽ được tổng hợp tại đây …

1. 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

2. Hiệu Suất Là Gì ?

Hiệu suất (thường có thể đo được) là khả năng tránh lãng phí vật liệu, năng lượng, nỗ lực, tiền bạc và thời gian để làm một việc gì đó hay tạo ra kết quả mong muốn. Nói chung, đó là khả năng làm tốt một việc mà không có lãng phí. Trong nhiều thuật ngữ toán học và khoa học, nó là thước đo mức độ mà đầu vào cũng được dùng cho một mục đích, nhiệm vụ, chức năng được yêu cầu (đầu ra). Nó thường đặc biệt bao gồm các khả năng của một ứng dụng cụ thể nỗ lực để sản xuất ra một kết quả cụ thể với một số tiền tối thiểu hay số lượng chất thải, chi phí, nỗ lực không cần thiết. Hiệu quả đề cập đến rất khác nhau đầu vào và đầu ra trong lĩnh vực và các ngành công nghiệp khác nhau.

2.1 Công thức tính hiệu suất phản ứng :

Trong đó:

• H: hiệu suất (%)
• m_tt: khối lượng thực tế (g)
• m_lt: khối lượng lý thuyết (tính theo phương trình) (g)

Trong môn hoá học, lượng thuyết là lượng sản phẩm tối đa mà một phản ứng hoá học có thể tạo ra trong phương trình hoá học, Theo đó, hầu hết các phản ứng đều không xảy ra hoàn toàn (hầu hết là như vậy).

Theo đó, công thức tính hiệu suất phản 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.

Hiệu suất có thể đo được để tránh lãng phí năng lượng, tiền bạc và thời gian để tạo ra kết quả như mong đợi. Tính hiệu suất cũng giống như việc làm sao đo được nguồn năng lượng tối đa. 

2.2 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:

m_lt = (m_tt x 100%)/H

2.3 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:

m_tt = (m_lt x H )/100%

3. Công thức tính hiệu suất của phản ứng hoá học

Ví dụ: 

A+B-> C thì hiệu suất phản ứng được tính theo công thức

H = số mol phản ứng * 100%/ số mol ban đầu

Tính theo khối lượng: 

H = khối lượng thu được trong thực tế .100%/khối lượng thu được tính theo phương trình (hiệu suất số mol chất thiếu được tính theo số mol nhỏ. Từ đó có thể tính được nC = nA phản ứng = (nAban đầu .H)/100 

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

Xem Thêm : Hướng Dẫn Sử Dụng Hệ Thống HaNoi Study Từ A-Z

4. 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.

5. 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%.

Xem Thêm : Cách Tải Và Sử Dụng Lms Vnedu Đơn Giản Nhất Từ A-Z

6. Các dạng bài tập tính hiệu suất phản ứng trong hóa học

Bài Tập 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:

n_NaCl = m _NaCl / M_NaCl = 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)

n_Cl2  = (0,08 x 100)/2 x 80 = 0,05 (mol)

m _Na = 0,1 x 23 = 2,3 (gam)

V_Cl2  = 0,05 x 22,4 = 1,12 (lit)

Bài Tập 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:

n_Zn = 19,5/65 = 0,3 (mol)

n_Cl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol)

n_ZnCl2 = 0,27 (mol)

Zn + Cl₂ → ZnCl₂

Ta thấy:

n_Cl2 > n_Zn => so với Cl₂ thì Zn là chất thiếu, nên ta sẽ tính theo Zn.

Từ phương trình => n_{Znphản ứng} = n_ZnCl2  = 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 %

Bài Tập 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.

n_KCl = 2,5/74,5 = 0,034 mol

Phương trình phản ứng:

2 KClO₃ → 2 KCl + 3 O₂

Từ phương trình, ta có n_KClO3 phản ứng = n_KCl = 0,034 mol

=> Khối lượng Kali clorat thực tế phản ứng: m_KClO3 = 0,034.1225 = 4,165 (g)

Vậy hiệu suất phản ứng được xác định là:

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

Bài Tập 4 : Để điều chế 8,775 g muối natri clorua (NaCl) thì cần bao nhiêu gam natri và bao nhiêu lít clo (đktc), biết hiệu suất phản ứng = 75%.

Giải :

n_NaCl = 0,15 mol

Phương trình phản ứng

2Na + Cl₂  2NaCl

2         1          2

0,15   0,075    0,15

Khối lượng Na và thể tích khí clo theo lý thuyết:

m_{Na lý thuyết} = n_Na.M_Na = 0,15.23 = 3,45 (gam)

V_Cl2 = n_Cl2.22,4 = 0,075.22,4 = 1,68 lít

Khi có H = 75%, khối lượng Na và thể tích khí clo thực tế là:

Bài Tập 5 : Nung 4,9 gam KClO₃ có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và chất khí

a) Viết phương trình phản ứng

b) Tính hiệu suất của phản ứng?

Giải :

n_KClO3 = 4,9/122,5 = 0,04 (mol)

n_KCl = 2,5/74,5 = 0,034 (mol)

2KClO₃ 2KCl + 3O₂ (1)

Theo phương trình phản ứng (1) n_KClO3(pư)= n_KCl= 0,034 (mol)

Hiệu suất phản ứng là

0,034/0,04.100% = 83,89%

Theo (1) n_O2 = 3/2n_KCl = 0,051 (mol)

=> V_O2 = 0,051.22,4 = 1,1424 (l)

Bài Tập 6 : Để điều chế 8,775 gam muối Natri clorua (NaCl) thì cần số gam Natri là? Biết hiệu suất bằng 75%.

Giải :

Phương trình hóa học

2Na + Cl₂→ 2NaCl

n_NaCl= 8,775/58,5 = 0,15 (mol)

Nếu hiệu suất là 100% thì n_NaCl= 0,15.75/100 = 0,2(mol)

Theo phương trình hóa học: n_Na = n_NaCl= 0,2 mol

→ m_Na = 0,2.23 = 4,6 (g)

Theo phương trình hóa học: nCl₂ =1/2n_NaCl= 0,1 mol

→ V_Cl2= 0,1.22,4 = 2,24 (l)

Bài Tập 7 : 280kg đá vôi chứa 25% tập chất thì có thể điều chế được bao nhiêu kg vôi sống, nếu hiệu suất phản ứng là 80%.

Giải :

Do đá vôi chứ 25% tạp chất nên khối lượng đá vôi là: m_CaCO3 = 280.75% = 210 kg

CaCO₃→ CaO + CO₂ 

100 g          56 g

210 kg          x kg

Khối lượng CaO lí thuyết thu được theo phương trình là:

x = 210.56/100 = 117,6 kg

Do hiệu suất là H = 80% nên khối lượng CaO thực tế thu được là:

m CaO thực tế = mCaO (LT).80% = 117,6.80% = 94,08 kg

Bài Tập 8 : Cho 21,75g MnO₂ tác dụng hết axit HCl đặc

a) tính V của Cl₂tạo thành ở đktc, H = 80%

b) Clo ở trên tác dụng hết với Fe (đun nóng). Tính lượng muối tạo thành

c) xác định M (hóa trị 2) biết clo tác dụng vừa đủ 4,8g kim loại M

Giải :

Phương trình hóa học

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂+ 2H₂O

Ta có:

n_{Cl2 lt} = n_MnO2 = 21,75/(55 +16.2) = 0,25 mol

=> n_Cl2 = 0,25.80% = 0,2 mol

=> V_Cl2 = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Phương trình hóa học:

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

=> n_FeCl3 = 2/3n_Cl2 = 0,4/3 mol

=> m_FeCl3 = 0,4/3.(56 + 35,5.3) = 21,67 gam

M + Cl₂ → MCl₂

=> n_M = n_Cl2 = 0,2 mol

=> M_M = 4,8/0,2 = 24

Vậy M là Mg

Bài Tập 9 : Thực hiện tổng hợp amoniac từ N₂ + 3H₂ ⇔ 2NH₃. Nồng độ ban đầu các chất: [N₂] = 2M, [H₂] = 2,4 M. Khi phản ứng đạt cân bằng [NH₃] = 0,4 M. Hiệu suất phản ứng tổng hợp

Giải :

Phương trình hóa học: N₂ + 3H₂ ⇔ 2NH₃

Ban đầu:  1mol/l 2,4 mol.l

Cân bằng 0,6 mol/l 0,4 mol/lit

Theo phương trình hóa học thì 1 mol N₂ cần 3 mol H₂. Ở đây chỉ có 1,2 mol H₂, vì H₂ thiếu nên tác dụng hết.

Hiệu suất phải tính theo lượng chất tác dụng hết.

Số mol H₂ đã tác dụng là 0,6 mol.

Vậy H = (0,6 : 2,4). 100 = 25%

Bài Tập 10 : Khối lượng este metyl metacrylat thu được là bao nhiêu khi đun nóng 215 gam axit metacrylic với 100 gam ancol metylic, giả thiết hiệu suất phản ứng este hóa đạt 70%

Giải :

Ts có n_(Axit)= 215/86 = 2,5 mol

n_(ancol) = 100/32

Xét tỉ lệ số mol giữa axit và ancol thì ancol dư do đó Phản ứng tính theo số mol axit.

Phương trình hóa học

CH₂=C(CH₃)-COOH + CH₃OH → CH2=C(CH₃)-COOCH₃+ H2O.

Với H = 60%

→ n(este) = 2.5.60% = 1,5.

Khối lượng este là:  m_(este) = 1,5.100 = 150 gam

Kết Luận :

Hy vọng với bài viết Công Thức Tính Hiệu Suất Của Phản Ứng Hoá Học Từ A-Z, Sẽ giúp các bạn có thêm nhiều kiến thức, về cách công thức tính hiệu suất, cũng như các mẫu bài tập ví dụ giúp các bạn có thêm kiến thức bài tập vô cùng bổ ích nhé.

Xem Thêm : Azota Là Phần Mềm Gì ? Cách Cài Và Sử Dụng Azota Từ A-Z

Xem Thêm : Tìm Hiểu Về Liveworksheet Là Gì ? Và Cách Sử Dụng Liveworksheet Từ A-Z

Kiến Thức 3s : Tổng hợp và chỉnh sửa

Nguồn Tham khảo ( Nhiều Nguồn Trên Internet,… )

Từ Khóa Liên Quan :

công thức tính hiệu suất
công thức tính hiệu suất của nguồn điện
công thức tính hiệu suất phản ứng
công thức tính hiệu suất vật lý
công thức tính hiệu suất hóa học
công thức tính hiệu suất lớp 11
công thức tính hiệu suất truyền tải điện
công thức tính hiệu suất điện
công thức tính hiệu suất sử dụng điện năng
công thức tính hiệu suất lý 11
công thức tính hiệu suất
công thức tính hiệu suất phản ứng
công thức tính hiệu suất của nguồn điện
công thức tính hiệu suất vật lý
công thức tính hiệu suất hóa học
công thức tính hiệu suất vật lý 9
công thức tính hiệu suất nguồn điện
công thức tính hiệu suất truyền tải điện
công thức tính hiệu suất phản ứng este hóa
công thức tính hiệu suất vật lý 10