Hiệu suất phản ứng hoá học là đại lượng được đo lường bằng tỉ số giữa khối lượng thực tế so với khối lượng lý thuyết ban đầu. Vậy công thức tính hiệu suất phản ứng là gì? Mời các bạn hãy cùng donapt.com.vn theo dõi trong bài viết dưới đây.
Bạn đang xem: Hiệu suất phản ứng là gì
1. Hiệu suất phản ứng là gì?
Hiệu suất phản ứng hoá học có đơn vị tính là %. Chúng là đại lượng được đo lường bằng tỉ số giữa khối lượng thực tế so với khối lượng lý thuyết ban đầu. Theo đó khối lượng lý thuyết là khối lượng mà chúng phản ứng và tạo ra nhiều sản phẩm nhất trong phương trình phản ứng hoá học.
2. Công thức tính hiệu suất của phản ứng
A. Công thức tính hiệu suất của phản ứng hóa học và ví dụ cụ thể
Cho phản ứng hóa học: A + B → C
Hiệu suất phản ứng:
H = số mol pứ . 100% / số mol ban đầu
hoặc cũng có thể tính theo khối lượng:
H = khối lượng thu được thực tế . 100% / khối lượng thu được tính theo phương trình
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 . H]/100
nA ban đầu cần dùng: nA ban đầu = [nC.100]/H
B. 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:
C. 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:
Ví dụ cụ thể: 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]*100 = [0,08/0,1]*100 = 80%, tức là:
Cách 2:
CaCO3 → CaO + CO2
0,08 mol ← 0,08 mol
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 lượng thực tế].
Hiệu suất phản ứng H = [lý thuyết/ thực tế].100 = [0,08/0,1].100 = 80%
Vậy tóm lại khi tính hiệu xuất 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
Theo kinh nghiệm của tôi với các bài tập tính toán hiệu suất phản ứng, khi làm bài đừng để ý đến thực tế, lý thuyết gì cả. Cứ 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.
Xem thêm: A Closer Look 2 Unit 12 Lớp 7 Mới, A Closer Look 2
Hiệu suất = [giá trị nhỏ/ giá trị lớn].100
3. Ví dụ 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%
Gợi ý đáp án
nNaCl= mNaCl/ MNaCl = 4,68/58,5 = 0,08 [mol]
Phương trình hóa học:
2Na + Cl2 → 2NaCl [1]
Từ phương trình hóa học [1] => số mol Na = 0,08.100/80 = 0,1 [mol]
n Cl2 = [0,08.100]/2*80 = 0,05 [mol]
mNa = 0,1.23 = 2,3 [gam]
VCl2 = 0,05.22,4 = 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?
Gợi ý đáp án
nZn = 19,5/65 = 0,3 [mol]
nCl2 = 7/22,4 = 0,3125 [mol]
nZnCl2 = 0,27 [mol]
Phương trình hóa học
Zn + Cl2 → ZnCl2
Ta thấy:
nCl2 > nZn => so với Cl2 thì Zn là chất thiếu, 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 %
Ví dụ 3: Nung 4,9 g KClO3 có xúc tác thu được 2,5 g KCl và khí oxi.
a] Viết phương trình phản ứng.
b] Tính hiệu suất của phản ứng.
Hướng tư duy:
Đề cho hai số liệu chất tham gia và sản phẩm. Do sản phẩm là chất thu được còn lượng chất tham gia không biết phản ứng có hết không nên tính toán ta dựa vào sản phẩm.
Từ mKCl → tính được nKCl → tính nKClO3 [theo phương trình] → tính mKClO3 [thực tế phản ứng]
Còn m đề bài cho là lượng lý thuyết => Tính H% theo công thức
Gợi ý đáp án
nKCl = 2,5/74,5 = 0,034 mol
2KClO3
2 2 3
0,034 0,034
Khối lượng KClO3 thực tế phả ứng:
mKClO3 = nKClO3.MKClO3 = 0,034.1225 = 4,165 gam
Hiệu suất phản ứng:
H = 4,165/4,9.100% = 85%
Ví dụ 4.
Xem thêm: Thư Viện Mẫu Sáng Kiến Kinh Nghiệm Mầm Non 5 6 Tuổi Mới Nhất 2021
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%.23:14:2812/03/2020
Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu cụ thể công suất là gì? Công thức tính công suất viết như thế nào? Qua đó vận dụng giải một số bài tập về công suất.
I. Công suất
- Khái niệm công suất: Công suất được xác định bằng công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.
II. Công thức tính công suất
• Công thức: P = A/t
• Trong đó:
P : Công suất
A : Công thực hiện được [công cơ học]
t : Thời gian thực hiện công đó.
III. Đơn vị của công suất
- Đơn vị của công suất là Jun/giây [J/s] được gọi là oát, ký hiệu là W.
1W = 1J/s [Jun trên giây].
1kW [kilôoát] = 1 000W.
1MW [mêgaoát] = 1 000 000W.
* Lưu ý: Để so sánh việc thực hiện công nhanh hay chậm, ta không thể chỉ dùng độ lớn của công hay chỉ dùng thời gian thực hiện công. Mà để biết máy nào thực hiện công nhanh hơn [làm việc khỏe hơn] ta phải so sánh công thực hiện được trong một đơn vi thời gian gọi là công suất.
IV. Bài tập về Công suất
* Câu C1 trang 52 SGK Vật Lý 8: Tính công thưc hiện được của anh An và anh Dũng.
° Lời giải câu C1 trang 52 SGK Vật Lý 8:
- Ta có s =4m
- Trọng lượng của 10 viên gạch là: P1= 10.16 = 160N.
⇒ Công của An thực hiện là: A1 = P1.s = 160.4 = 640J.
- Trọng lượng của 15 viên gạch là: P2 = 15.16 = 240N.
⇒ Công của Dũng thực hiện là: A2 = P2.s = 240.4 = 960J.
* Câu C2 trang 52 SGK Vật Lý 8: Trong các phương án sau đây, có thể chọn những phương án nào để biết ai là người làm việc khỏe hơn?
a] So sánh công thực hiện được của hai người, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
b] So sánh thời gian kéo gạch lên cao của hai người, ai làm mất ít thời gian hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
c] So sánh thời gian của hai người để thực hiện được cùng một công, ai làm việc mất ít thời gian hơn [thực hiện công nhanh hơn] thì người đó làm việc khỏe hơn.
d] So sánh công của hai người thực hiện trong cùng một thời gian, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
° Lời giải câu C2 trang 52 SGK Vật Lý 8:
- Phương án c, d, đều đúng.
- Để biết ai là người làm việc khoẻ hơn: So sánh thời gian của hai người để thực hiện được cùng một công, ai làm việc mất ít thời gian hơn [thực hiện công nhanh hơn] thì người đó làm việc khỏe hơn. Hoặc so sánh công của hai người thực hiện được trong cùng một thời gian, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
* Câu C3 trang 52 SGK Vật Lý 8: Từ kết quả của C2, hãy tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau: Anh ...[1]... làm việc khỏe hơn vì ...[2]...
° Lời giải câu C3 trang 52 SGK Vật Lý 8:
- An kéo được 10 viên gạch trong 50 giây, do đó mỗi giây An kéo được 10/50 = 1/5 viên gạch.
- Dũng kéo được 15 viên gạch trong 60 giây, do đó mỗi giây Dũng kéo được 15/60 = 1/4 viên gạch.
⇒ Anh Dũng làm việc khỏe hơn vì trong cùng một khoảng thời gian [một giây] anh Dũng thực hiện được một công lớn hơn [kéo được nhiều hơn vì 1/4 >1/5].
* Câu C4 trang 53 SGK Vật Lý 8: Tính công suất của anh An và anh Dũng trong ví dụ ở đầu bài học [trong câu hỏi 1].
° Lời giải câu C4 trang 53 SGK Vật Lý 8:
- Công suất của An là: P1 = A1/t1 = 640/50 = 12,8W
- Công suất của Dũng là: P2 = A2/t2 = 960/60 = 16W
* Câu C5 trang 53 SGK Vật Lý 8: Để cày một sào đất, người ta dùng trâu cày thì mất 2 giờ, nhưng nếu dùng máy cày Bông Sen thì chỉ mất 20 phút. Hỏi trâu hay máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần?
° Lời giải câu C5 trang 53 SGK Vật Lý 8:
- Cùng cày một sào đất nghĩa là thực hiện công A như nhau: A = A1 = A2.
- Thời gian thực hiện công A1 của trâu cày là: t1 = 2 giờ = 2.60 phút = 120 phút.
- Thời gian thực hiện công A2 của máy cày là: t2 = 20 phút.
- Công suất khi dùng trâu là: P1 = A1/t1
- Công suất khi dùng máy cày là: P2 = A2/t2
- Ta có: P1/P2 = [A1/t1]:[A2/t2] = [A1/A2].[t2/t1] = t2/t1 = 20/120 = 1/6 [vì A1 = A2]
⇒ P2 = 6P1
⇒ Vậy công suất khi dùng máy cày có công suất lớn hơn khi dùng trâu là 6 lần.
* Câu C5 trang 53 SGK Vật Lý 8: Một con ngựa kéo một cái xe đi đều với vận tốc 9 km/h. Lực kéo của ngựa là 200N.
a] Tính công suất của ngựa.
b] Chứng minh rằng P = F.v.
° Lời giải câu C6 trang 53 SGK Vật Lý 8:
a] Trong 1h, con ngựa kéo xe đi được quãng đường là:
s = v.t = 9.1 = 9 km = 9000[m]
- Công của lực ngựa kéo trong 1 giờ là:
A = F.s = 200.9000 = 1800000[J]
- Công suất của ngựa trong 1 giờ = 3600 [s] là:
P = A/t = 1800000/3600 = 500[W]
b] Ta có: P = A/t mà A = F.s ⇒ P = [F.s]/t
mặt khác: s = v.t ⇒ P = F.v
Hy vọng với bài viết về Công suất là gì? Công thức tính Công suất và bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thăc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để hayhochoi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 8 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 8 Lý thuyết và Bài tập