Công thức tính hiệu suất của phản ứng hoá học

Bạn đang tìm kiếm công thức tính hiệu suất của phản ứng hoá học, để giải bài tập một cách nhanh chóng nhất. Tham khảo ngay bài viết dưới đây để nắm bắt công thức đơn giản và cực kì dễ nhớ.

1. Hiệu suất của phản ứng hoá học là gì

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. 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

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

 Hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, lượng chất tham gia thực tế đem vào phản ứng phải hơn nhiều để bù vào sự hao hụt. Sau khi tính được khối lượng chất tham gia phản ứng theo phương trình, ta có khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất: 

 

Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất

Hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, do đó sản phẩm thu được sẽ nhỏ hơn sự hao hụt. sau khi khối lượng sản phẩm tính theo phương trình phản ứng, ta sẽ tính được khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất: 

Ví dụ minh hoạ: 

Nung nóng 0,1 mol CaCO3 thì ta thu được 0,08 mol CaO. Vậy, hãy 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 trên ta có 0,1 mol CaCO3 tạo 0,1 mol CaO. Tuy nhiên theo kết quả thực tế thì chỉ đo 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)*100 = (0,08/0,1)*100 = 80%, tức là:

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, theo đề bài đã 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 lượng thực tế). Hiệu suất phản ứng H= lý thuyết/thực tế)*100 = (0,08/0,1)*100 = 80%

Kết luận: Tóm lại khi tính hiệu suất phản ứng thì chúng ta cần xác định xem mình dựa vào tác chất hay sản phẩm để có công thức phù hợp để tính.

+ Nếu dựa vào sản phẩm thì công thức: H = (thực tế/lý thuyết)*100

+ Nếu dựa vào tác chất thì công thức: H = (lý thuyết/thực tế)*100

Các bạn học sinh có thể rút kinh nghiệm, khi làm bài đừng để ý đến thực tế, lý thuyết. Nên thực hiện tính toán bình thường, dựa vào tác chất hay sản phẩm tùy ý, sau đó đối chiếu lượng ở đề bài cho xem giá trị nào lớn, giá trị nào nhỏ.

Hiệu suất = (giá trị nhỏ/giá trị lớn)*100

4. Bài tập gợi ý về tính hiệu suất

 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:

2Na + Cl2 → 2NaCl

từ pt => số mol Na = 0,08*100/80 = 0,1 (mol)

n Cl2 = (0,08*100)/2*80 = 0,05 (mol)

m Na = 0,1*23 = 2,3 (gam)

V Clo = 0,05*22,4 = 1,12 (lit)

Bài tập 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với 7 (l) clo thì thu được 36,72 gam ZnCl2. Tính hiệu suất của phản ứng?

Bài 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, cho nên ta sẽ tính theo Zn.

Từ phương trình => n Zn phản ứng = n ZnCl2 = 0,27 (mol)

Hiệu suất phản ứng: H = số mol Zn phản ứng *100/số mol Zn ban đầu

= 0,27 * 100/0,3 = 90 %

Trên đây là nội dung chi tiết về công thức tính hiệu suất của phản ứng hoá học, cùng với đó là những ví dụ minh hoạ và cách giải bài tập chi tiết, giúp học sinh dễ dàng luyện tập, ghi nhớ nhanh chóng. Hãy cố gắng ôn tập và giải thêm nhiều bài tập tương tự để áp dụng các công thức nhuần nhuyễn hơn.