12 Bài tập có hiệu suất phản ứng (<100%) (có lời giải)
12 câu hỏi
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:
Fe2O3 + 3H2 →to 2Fe + 3H2O
Tình hiệu suất phản ứng theo 2 cách.
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: \[{n_{F{e_2}{O_3}}} = \frac{{{m_{F{e_2}{O_3}}}}}{{{M_{F{e_2}{O_3}}}}} = \frac{8}{{160}} = 0,05\,(mol)\]
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 (gam).
Bước 2: Tính hiệu suất phản ứng.
\[H = \frac{{{m_{Fe}}_{(tt)}}}{{{m_{Fe}}_{(lt)}}}.100(\% ) = \frac{{4,2}}{{5,6}}.100(\% ) = 75(\% ).\]
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:
\[{n_{Fe(tt)}} = \frac{{{m_{Fe}}_{(tt)}}}{{{M_{Fe}}}} = \frac{{4,2}}{{56}} = 0,075\,(mol).\]
Hiệu suất phản ứng:
\[H = \frac{{{n_{Fe(tt)}}}}{{{n_{Fe(lt)}}}}.100(\% ) = \frac{{0,075}}{{0,1}}.100(\% ) = 75(\% ).\]
Cho 0,50 mol khí hydrogen tác dụng với 0,45 mol hơi iodine thu được 0,60 mol khí hydrogen iodide. Tính hiệu suất phản ứng.
Hướng dẫn giải
Phương trình hoá học: H2 + I2 → 2HI
Tỉ lệ các chất: 1 : 1 : 2
Giả sử hiệu suất đạt 100% thì I2 hết, H2 dư, vậy lượng HI thu được theo lí thuyết tính theo I2. Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:
nHI lý thuyết = \[2 \times {n_{{I_2}}} = 2 \times 0,45 = 0,9(mol)\]
Hiệu suất của phản ứng là:
\[ \Rightarrow H = \frac{{0,6}}{{0,9}} \times 100(\% ) = 66,67(\% ).\]
Một nhà máy dự tính sản xuất 100 tấn NH3 từ N2 và H2 trong điều kiện thích hợp. Tuy nhiên, khi đưa vào quy trình sản xuất thực tế chỉ thu được 25 tấn NH3. Hiệu suất của phản ứng sản xuất NH3 nói trên là
4,0%.
25,0%.
40%.
2,5 %.
Đáp án đúng là: B
Hiệu suất phản ứng là \(H = \frac{{{m_{N{H_3}\,tt}}}}{{{m_{N{H_3}\,lt}}}} \times 100\% = \frac{{25}}{{100}} \times 100\% = 25\% \) .
Một nhà máy dự tính sản xuất 80 tấn vôi sống CaO từ đá vôi. Tuy nhiên, khi đưa vào quy trình sản xuất thực tế chỉ thu được 25 tấn CaO. Hiệu suất của quá trình nói trên là
25,0%.
31,25%.
32,0%.
30,5 %.
Đáp án đúng là: B
Hiệu suất phản ứng là \(H = \frac{{{m_{CaO\,tt}}}}{{{m_{CaO\,lt}}}} \times 100\% = \frac{{25}}{{80}} \times 100\% = 31,25\% \).
Đốt 32,0 gam sulfur trong khí oxygen dư, tính khối lượng SO2 thu được nếu hiệu suất phản ứng đạt 80%.
64,0 gam.
80,0 gam.
51,2 gam.
52,1 gam.
Đáp án đúng là: C
Hiệu suất phản ứng đạt 80% nên khối lượng sulfur tham gia phản ứng là:
\(\frac{{80}}{{100}} \times 32 = 25,6\,(g)\)
\( \Rightarrow \) Số mol sulfur tham gia phản ứng là: \({n_S} = \frac{{25,6}}{{32}} = 0,8(mol)\)
PTHH: S + O2 → SO2
Tỉ lệ phản ứng: 1 1
Đề bài: 0,8 → 0,8 (mol)
Vậy khối lượng SO2 thu được là: 0,8 ×64 = 51,2 (gam).
Nếu đốt 12,0 gam carbon trong khí oxygen dư thu được 39,6 gam CO2 thì hiệu suất phản ứng là
80%.
85%.
95%.
90%..
Đáp án đúng là: D
\({n_C} = \frac{{12}}{{12}} = 1\,mol;{n_{C{O_2}}} = \frac{{39,6}}{{44}} = 0,9\,mol\)
PTHH: C + O2 → CO2
Tỉ lệ phản ứng: 1 1
Đề bài: 0,9 ← 0,9 (mol)
Hiệu suất phản ứng là \(H = \frac{{{n_{C\,tt}}}}{{{n_{C\,lt}}}} \times 100\% = \frac{{0,9}}{1} \times 100\% = 90\% \).
Nhiệt phân 19,6 g 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
25%.
50%.
75%.
60%.
Đáp án đúng là: C
\[{n_{KCl{O_3}}} = \frac{{19,6}}{{122,5}} = 0,16\,mol\]
Phương trình hoá học của phản ứng:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Theo phương trình hoá học của phản ứng:
Cứ 2 mol KClO3 phản ứng thu được 3 mol O2.
Vậy 0,16 mol KClO3 phản ứng thu được 0,24 mol O2.
Hiệu suất của phản ứng là: \[H = \frac{{0,18}}{{0,24}}.100\% = 75\% .\]
Nhiệt phân 10 g CaCO3 thu được hỗn hợp rắn gồm CaO và CaCO3 dư, trong đó khối lượng CaO là 4,48 g. Biết rằng phản ứng nhiệt phân CaCO3 xảy ra theo sơ đồ sau:
CaCO3 ---> CaO + CO2
Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là
60%.
64,8%.
75%.
80%.
Đáp án đúng là: D
\[{n_{CaC{O_3}}} = \frac{{10}}{{100}} = 0,1\,(mol)\]
Phương trình hoá học:
CaCO3 → CaO + CO2
Theo phương trình hoá học:
1 mol CaCO3 phản ứng sinh ra 1 mol CaO.
Vậy 0,1 mol CaO phản ứng sinh ra 0,1 mol CaO.
Khối lượng CaO thu được theo lí thuyết là: 0,1.56 = 5,6 gam.
Hiệu suất của phản ứng là: \[H = \frac{{4,48}}{{5,6}}.100\% = 80\% .\]
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
0,10.
0,16.
0,32.
0,20.
Đáp án đúng là: D
Phương trình hoá học: 2SO2 + O2 → 2SO3
Tỉ lệ: 2 1 2
Số mol: 0,5 0,4 mol
Giả sử hiệu suất phản ứng là 100% thì SO2 hết, O2 dư do đó số mol các chất tính theo SO2.
Theo phương trình hoá học cứ 0,5 mol SO2 phản ứng hết với 0,25 mol O2 sinh ra 0,5 mol SO3.
Do hiệu suất phản ứng là 40% nên số mol SO3 sinh ra là: \[{n_{S{O_3}}} = 0,5.\frac{{40}}{{100}} = 0,2\,mol.\]
Nung nóng hỗn hợp gồm 20 g lưu huỳnh và 32 g sắt thu được 44 g FeS. Biết rằng phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau:
Fe + S ---> FeS
Hiệu suất phản ứng hoá hợp là
60%.
87,5%.
75%.
80%.
Đáp án đúng là: B
\[{n_{Fe}} = \frac{{32}}{{56}} = \frac{4}{7}mol;\,{n_S} = \frac{{20}}{{32}} = 0,625\,mol\]
Phương trình hoá học:
Fe + S → FeS
Tỉ lệ: 1 1 1
Số mol: \[\frac{4}{7}\] 0,625 mol
Vậy sau phản ứng S dư; số mol FeS lí thuyết tính theo số mol Fe.
Theo phương trình hoá học: nFeS = nFe = \[\frac{4}{7}\]mol.
Hiệu suất phản ứng là: \[H = \frac{{44}}{{\frac{4}{7}.88}}.100\% = 87,5\% .\]
Đun nóng 50 g dung dịch H2O2 nồng độ 34%. Biết rằng phản ứng phân huỷ H2O2 xảy ra theo sơ đổ sau:
H2O2 ---> H2O + O2
Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là 80%. Thể tích khí O2 thu được (ở 25 °C, 1 bar) là
4,958 L.
2,479 L.
9,916L.
17 L.
Đáp án đúng là: A
Khối lượng H2O2 có trong dung dịch là: \[{m_{{H_2}{O_2}}} = \frac{{50.34}}{{100}} = 17gam\]
\[ \Rightarrow {n_{{H_2}{O_2}}} = \frac{{17}}{{34}} = 0,5\,mol\]
Phương trình hoá học: 2H2O2 → 2H2O + O2
Theo phương trình hoá học:
Cứ 2 mol H2O2 phân huỷ sinh ra 1 mol O2.
Vậy cứ 0,5 mol H2O2 phân huỷ sinh ra 0,25 mol O2.
Do hiệu suất phản ứng là 80%. Thể tích khí O2 thu được (ở 25 °C, 1 bar) là
\[{V_{{O_2}}} = 0,25.24,79.\frac{{80}}{{100}} = 4,958(L).\]
Nung nóng hỗn hợp gồm 10 g hydrogen và 100 g bromine. Sau phản ứng thu được hỗn hợp gổm HBr, H2 và Br2, trong đó khối lượng H2 là 9.
Hiệu suất phản ứng hoá hợp là
10%.
20%.
80%.
90%.
Đáp án đúng là: C
\[{n_{{H_2}}} = \frac{{10}}{2} = 5\,mol;\,{n_{B{r_2}}} = \frac{{100}}{{160}} = 0,625\,mol\]
Phản ứng hoá học: H2 + Br2 → 2HBr
Vậy giả sử H = 100% thì H2 dư, hiệu suất phản ứng tính theo Br2.
Khối lượng H2 phản ứng là: 10 – 9 = 1 gam
Số mol H2 phản ứng \[\frac{1}{2} = 0,5\,mol\]= số mol Br2 phản ứng.
Hiệu suất phản ứng hoá hợp là: \[H = \frac{{0,5}}{{0,625}}.100\% = 80\% .\]
