12 Bài tập có hiệu suất phản ứng (<100%) (có lời giải)

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 Fe$_{2}$O$_{3}$: ${n_{F{e_2}{O_3}}} = \frac{{{m_{F{e_2}{O_3}}}}}{{{M_{F{e_2}{O_3}}}}} = \frac{8}{{160}} = 0{,}05\,(mol)$

Theo phương trình hoá học:

1 mol Fe$_{2}$O$_{3}$ tham gia phản ứng sẽ thu được 2 mol Fe.

Vậy: 0,05 mol Fe$_{2}$O$_{3}$ ……………………………. 0,1 mol Fe.

Khối lượng Fe thu được theo lí thuyết: m$_{Fe}$ = n$_{Fe}$. M$_{Fe}$ = 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:

$$H = \frac{{{n_{Fe(tt)}}}}{{{n_{Fe(lt)}}}}.100(\% ) = \frac{{0{,}075}}{{0{,}1}}.100(\% ) = 75(\% ).$$

Hướng dẫn giải

Phương trình hoá học: H$_{2}$ + I$_{2}$ → 2HI

Tỉ lệ các chất: 1 : 1 : 2

Giả sử hiệu suất đạt 100% thì I$_{2}$ hết, H$_{2}$ dư, vậy lượng HI thu được theo lí thuyết tính theo I$_{2}$. Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:

n$_{HI lý thuyết}$ = $2 \times {n_{{I_2}}} = 2 \times 0{,}45 = 0{,}9(mol)$

Hiệu suất của phản ứng là:

$$\Rightarrow H = \frac{{0{,}6}}{{0{,}9}} \times 100(\% ) = 66{,}67(\% ).$$

Đáp án đúng là: B

Hiệu suất phản ứng là $H = \frac{{{m_{N{H_3}\,tt}}}}{{{m_{N{H_3}\,lt}}}} \times 100\% = \frac{{25}}{{100}} \times 100\% = 25\%$ .

Đáp án đúng là: B

Hiệu suất phản ứng là $H = \frac{{{m_{CaO\,tt}}}}{{{m_{CaO\,lt}}}} \times 100\% = \frac{{25}}{{80}} \times 100\% = 31{,}25\%$.

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 + O$_{2}$ → SO$_{2}$

Tỉ lệ phản ứng: 1 1

Đề bài: 0,8 → 0,8 (mol)

Vậy khối lượng SO$_{2}$ thu được là: 0,8 ×64 = 51,2 (gam).

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 + O$_{2}$ → CO$_{2}$

Tỉ lệ phản ứng: 1 1

Đề bài: 0,9 ← 0,9 (mol)

Hiệu suất phản ứng là $H = \frac{{{n_{C\,tt}}}}{{{n_{C\,lt}}}} \times 100\% = \frac{{0{,}9}}{1} \times 100\% = 90\%$.

Đáp án đúng là: C

$${n_{KCl{O_3}}} = \frac{{19{,}6}}{{122{,}5}} = 0{,}16\,mol$$

Phương trình hoá học của phản ứng:

2KClO$_{3}$ → 2KCl + 3O$_{2}$

Theo phương trình hoá học của phản ứng:

Cứ 2 mol KClO$_{3}$ phản ứng thu được 3 mol O$_{2}$.

Vậy 0,16 mol KClO$_{3}$ phản ứng thu được 0,24 mol O$_{2}$.

Hiệu suất của phản ứng là: $H = \frac{{0{,}18}}{{0{,}24}}.100\% = 75\% .$

Đáp án đúng là: D

$${n_{CaC{O_3}}} = \frac{{10}}{{100}} = 0{,}1\,(mol)$$

Phương trình hoá học:

CaCO$_{3}$ → CaO + CO$_{2}$

Theo phương trình hoá học:

1 mol CaCO$_{3}$ 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: $H = \frac{{4{,}48}}{{5{,}6}}.100\% = 80\% .$

Đáp án đúng là: D

Phương trình hoá học: 2SO$_{2}$ + O$_{2}$ → 2SO$_{3}$

Tỉ lệ: 2 1 2

Số mol: 0,5 0,4 mol

Giả sử hiệu suất phản ứng là 100% thì SO$_{2}$ hết, O$_{2}$ dư do đó số mol các chất tính theo SO$_{2}$.

Theo phương trình hoá học cứ 0,5 mol SO$_{2}$ phản ứng hết với 0,25 mol O$_{2}$ sinh ra 0,5 mol SO$_{3}$.

Do hiệu suất phản ứng là 40% nên số mol SO$_{3}$ sinh ra là: ${n_{S{O_3}}} = 0{,}5.\frac{{40}}{{100}} = 0{,}2\,mol.$

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: n$_{FeS}$ = n$_{Fe}$ = $\frac{4}{7}$mol.

Hiệu suất phản ứng là: $H = \frac{{44}}{{\frac{4}{7}.88}}.100\% = 87{,}5\% .$

Đáp án đúng là: A

Khối lượng H$_{2}$O$_{2}$ 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: 2H$_{2}$O$_{2}$ → 2H$_{2}$O + O$_{2}$

Theo phương trình hoá học:

Cứ 2 mol H$_{2}$O$_{2}$ phân huỷ sinh ra 1 mol O$_{2}$.

Vậy cứ 0,5 mol H$_{2}$O$_{2}$ phân huỷ sinh ra 0,25 mol O$_{2}$.

Do hiệu suất phản ứng là 80%. Thể tích khí O$_{2}$ thu được (ở 25 °C, 1 bar) là

$${V_{{O_2}}} = 0{,}25.24{,}79.\frac{{80}}{{100}} = 4{,}958(L).$$

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: H$_{2}$ + Br$_{2}$ → 2HBr

Vậy giả sử H = 100% thì H$_{2}$ dư, hiệu suất phản ứng tính theo Br$_{2}$.

Khối lượng H$_{2}$ phản ứng là: 10 – 9 = 1 gam

Số mol H$_{2}$ phản ứng $\frac{1}{2} = 0{,}5\,mol$= số mol Br$_{2}$ phản ứng.

Hiệu suất phản ứng hoá hợp là: $H = \frac{{0{,}5}}{{0{,}625}}.100\% = 80\% .$