Đề ôn thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 8 - Bài tập tính hiệu suất phản ứng

Nội dung text: Đề ôn thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 8 - Bài tập tính hiệu suất phản ứng

1. Bài tập tính hiệu suất phản ứng Bài tập 1: Tính khối lượng Na và thể tích khí Cl 2 cần dùng để điều chế 4,68 gam muối Clorua, nếu hiệu suất phản ứng là 80% Lời Giải: nNaCl = 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) BT 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 nZn = 19,5/65 = 0,3 (mol) n Cl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol) n ZnCl2 = 0,27 (mol) Zn + Cl2 → ZnCl2 Ta thấy: nCl2 > n Zn => 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% BT3: 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 Hướng dẫn giải bài tập nKCl = 2,5/74,5 = 0,034 mol
2. to 2KClO3  2KCl + 3O2 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. Để điều chế 8,775 g muối natri clorua (NaCl) thì cần bao nhiêu gam natri và bao nhiêu lít clo (đktc), biết H = 75%. Hướng dẫn giải bài tập nNaCl = 0,15 mol to 2Na + Cl2  2NaCl 2 1 2 0,15 0,075 0,15 Khối lượng Na và thể tích khí clo theo lý thuyết: mNa lý thuyết = nNa.MNa = 0,15.23 = 3,45 (gam) VCl2 = nCl2.22,4 = 0,075.22,4 = 1,68 lít Khi có H = 75%, khối lượng Na và thể tích khí clo thực tế là: 3,45.100 m 4,5gam Na 75 1,68.100 V 2,24lit Cl 2 75 III. Bài tập vận dụng Câu 1. Nung 4,9 gam KClO3 có xúc tác thu được 2,5 gam KCl và chất khí a) Viết phương trình phản ứng
3. b) Tính hiệu suất của phản ứng? Đáp án hướng dẫn giải nKClO3 = 4,9/122,5 = 0,04 (mol) nKCl = 2,5/74,5 = 0,034 (mol) 2KClO3→ 2KCl + 3O2 (1) Theo phương trình phản ứng (1) nKClO3(pư) = nKCl = 0,034 (mol) Hiệu suất phản ứng là 0,034/0,04.100% = 83,89% Theo (1) nO2 = 3/2nKCl = 0,051 (mol) => VO2 = 0,051.22,4 = 1,1424 (l) Câu 2. Để điều chế 8,775 gam muối Natri clorua (NaCl) thì cần số gam Natri là? Biết hiệu suất bằng 75%. Đáp án hướng dẫn giải Phương trình hóa học 2Na + Cl2 → 2NaCl nNaCl = 8,775/58,5 = 0,15 (mol) Nếu hiệu suất là 100% thì nNaCl = 0,15.75/100 = 0,2(mol) Theo phương trình hóa học: nNa = nNaCl = 0,2 mol → mNa = 0,2.23 = 4,6 (g) Theo phương trình hóa học: nCl2 =1/2nNaCl = 0,1 mol → VCl2 = 0,1.22,4 = 2,24 (l) Câu 3. 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%. Đáp án hướng dẫn giải Do đá vôi chứ 25% tạp chất nên khối lượng đá vôi là: mCaCO3 = 280.75% = 210 kg
4. 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 Câu 4. Cho 21,75g MnO2 tác dụng hết axit HCl đặc a) tính V của Cl2 tạo 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 Đáp án hướng dẫn giải Phương trình hóa học MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O Ta có: nCl2 lt = nMnO2 = 21,75/(55 +16.2) = 0,25 mol => nCl2 = 0,25.80% = 0,2 mol => VCl2 = 0,2.22,4 = 4,48 lít Phương trình hóa học: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 => nFeCl3 = 2/3nCl2 = 0,4/3 mol => mFeCl3 = 0,4/3.(56 + 35,5.3) = 21,67 gam M + Cl2 → MCl2 => nM = nCl2 = 0,2 mol
5. => MM = 4,8/0,2 = 24 Vậy M là Mg Câu 5. 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 Đáp án hướng dẫn giải chi tiết Phương trình hóa học: N2 + 3H2 2NH3 Ban đầu: 1 mol/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% Câu 6. 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% Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 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 Câu 7. Lên men hoàn toàn m gam glucozơ thành ancol etylic. Toàn bộ khí CO2 sinh ra trong quá trình này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư tạo ra 50 gam kết tủa. Nếu hiệu suất của quá trình lên men là 75% thì giá trị của m là:
6. Đáp án hướng dẫn giải chi tiết N kết tủa = 0,5 mol C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (1) 0,25 ← 0,5 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2) 0,5 ← 0,5 => mglucozo (thực tế) = 0,25.180 = 45 gam H = 75% => mglucozo(ban đầu) = 45.100/75 = 60 gam Câu 8. Từ 3 tấn quặng pirit (chứa 585 FeS2 về khối lượng, phần còn lại là các tập chất trơ) điều chế được bao nhiêu tấn dung dịch H2SO4 98%, hiệu suất chung của có quá trình điều chế là 70%. Câu 9. Nung 100 kg CaCO3 thì thu được 47,6kg CaO. Tính hiệu suất của phản ứng. Biết phản ứng xảy ra như sau: CaCO3 → CaO + CO2 Câu 10. Nung nóng kali nitrat KNO3, chất này bị phân hủy tạo thành kali nitrit KNO 2 và O2. Tính khối lượng KNO3 cần dùng để điều chế được 2,4 gam O2. Biết hiệu suất phản ứng đạt 85% Câu 11. Cho luồng khí H2 đi qua ống thủy tinh chứa 20 gam bột CuO ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu được 16,8 gam chất rắn. Hiệu suất của phản ứng bao nhiêu. Biết phương trình hóa học của phản ứng như sau: O + H2 → Cu + H2O Câu 12. Trộn 10,8 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư. Cho hỗn hợp vào ống nghiệm và đun nóng để phản ứng xảy ra thu được 25,5 g Al2S3. Tính hiệu suất phản ứng ? Câu 13. Cho 22,4 lít khí etilen C2H4 (đktc) tác dụng với nước (dư) có axit sunfuric làm xúc tác, thu được 13,8 gam rược etylic C2H5OH. Tính hiệu suất phản ứng cộng nước của etilen. Câu 14. Cho 13,6 gam hỗn hợp X gồm axit axetic (CH3COOH) và rượu etylic (C2H5OH) được trộn theo tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 2. Đun nóng X với H2SO4 đặc một thời gian thu được m gam este CH3COOCH2CH3 với hiệu suất phản ứng là 80%. Giá trị của m là bao nhiêu? Câu 15. Cho phương trình: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑ Nhiệt phân 31,6 gam KMnO4, thu được V lít O2 (đktc), biết hiệu suất phản ứng 80% . Giá trị của V là bao nhiêu. Câu 16 ) Cho 19,5 gam Zn tác dụng với 7 lít Cl2 thì thu được 36,72 gam ZnCl2. Tính hiệu suất phản ứng.
7. Hướng dẫn : Zn + Cl2 ZnCl 2 Bđ: 0,3mol 0,3125mol 0 Pư: 0,3 0,3 0,3 Sau: 0 0,125 0,3 Khối lượng của ZnCl2 tạo thành theo lý thuyết là: 0,3 136 =40,8 gam 3 6 , 7 5 Hiệu suất phản ứng là : H % 1 0 0 % 9 0 % 4 0 ,8 Câu 17) Cho 4lít N2 và 14 lít H2 vào bình kín rồi nung nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra, sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí ( các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ) a) Tính thể tích khí amoniac thu được. b) Xác định hiệu suất của phản ứng. Hướng dẫn : Đặt thể tích khí N2 đã phản ứng là x(lít) N2 + 3H2 2NH3 BĐ: 4 14 0 ( lít ) PƯ : x 3x 2x Sau: (4-x ) (14 -3x) 2x Suy ra ta có : (4 - x ) +(14 -3x) + 2x = 16,4 x = 0,8 lít V 0,82 1,6(lit) NH3 b) Nếu để phản ứng hoàn toàn thì N hết V 42 8(lit) ( lượng lý thuyết ) 2 NH3 1,6 Hiệu suất phản ứng : H% = 100% 20% 8 Câu 18) Có 12 lít hỗn hợp hai khí Cl 2 và H2 đựng trong bình thạch anh đậy kín. Chiếu sáng để phản ứng xảy ra thì thu được một hỗn hợp khí chứa 30% thể tích là khí sản phẩm, lượng Cl2 còn 20% so với ban đầu ( Các thể tích khí đo ở cùng nhiệt độ và áp suất ) a) Tính % thể tích của hỗn hợp trước và sau phản ứng. b) Tính hiệu suất phản ứng. Hướng dẫn : Đặt thể tích Cl2 ( bđ) : x ( lít ) Cl2 ( pư ) = 0,8x ( lít ) Giải tương tự như bài 2 . Thiết lập phương trình toán biểu diễn % V khí sản phẩm ( ĐS: Hỗn hợp đầu : 81,25% H2 và 18,75 Cl2 ; hiệu suất pư : 80% ) Câu 19 ) Từ 320 tấn quặng pirit sắt có chứa 45% lưu huỳnh đã sản xuất được 506,25 tấn dung dịch H 2SO4 80%. Hãy tính hiệu suất của quá trình.
8. Câu 20) Từ một tấn quặng pyrit sắt chứa 20% tạp chất, điều chế axit H 2SO4 theo phương pháp tiếp xúc, qua các giai đoạn ( có ghi hiệu suất mỗi giai đoạn) như sau: 90% 64% 80% FeS 2   SO 2   SO 3   H 2 SO 4 Tính khối lượng của dung dịch H2SO4 72% điều chế được. Câu 21) Trộn khí SO2 và khí O2 thành hỗn hợp X có khối lượng mol trung bình 48 gam. a) Tính % V của mỗi khí trong hỗn hợp X, suy ra % khối lượng. 0 b) Cho một ít V2O5 vào trong hỗn hợp X, nung nóng hỗn hợp đến 400 C thì thu được hỗn hợp khí Y. Biết hiệu suất phản ứng là 80%. Tính % V của hỗn hợp khí Y. 7) Nung 500gam đá vôi ( chứa 80% CaCO 3, còn lại là các oxit của Al, Fe(III), Si ) sau một thời gian thì thu được rắn A và khí B. Biết hiệu suất phản ứng phân huỷ đá vôi là 57% a) Tính khối lượng của rắn A b) Tính % theo khối lượng của CaO trong rắn A c) Sục khí B vào trong 800gam dung dịch NaOH 2% thì thu được muối gì ? Bao nhiêu gam ? ( ĐS: 368g ; 45,65 % , muối axit , C% = 4,11% ) Câu 22) Để sản xuất 1000tấn gang chứa 95% Fe, 5% C ( các nguyên tố khác coi như không đáng kể ) thì phải dùng bao nhiêu tấn quặng Hematit ( chứa 80% là Fe2O3 , 20% tạp chất trơ )và bao nhiêu tấn than cốc ( C ) ? Biết hiệu suất của cả quá trình phản ứng là 80% Câu 23) Trong một bình kín chứa SO 2 và O2 ( tỉ lệ mol 1:1) và một ít bột V 2O5. Nung nóng hỗn hợp sau một thời gian thì thu được hỗn hợp khí trong đó khí sản phẩm chiếm 35,3% theo thể tích. Tính thể tích khí sinh ra và tính hiệu suất của phản ứng. (ĐS: 60%) 0 Câu 24) Cho 16 gam CH4 vào bình kín có dung tích 14 lít ở 0 C . Nung nóng bình lên đến nhiệt độ cao để 0 phản ứng nhiệt phân xảy ra . Sau đó đưa nhiệt độ bình về 0 C thì thu được hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H2, H2 , áp suất trong bình là 3 atm. a) Tính Hiệu suất phản ứng ( cũng là tỉ lệ % CH4 bị nhiệt phân ) b) Lấy 1/10 hỗn hợp X đem đốt cháy hoàn toàn thì phải tốn hết 3,64 lít khí O2 ( đktc). Lấy toàn bộ khí CO2 sinh ra cho vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,0225M. Viết PTHH và tính khối lượng muối tạo thành. ( Đáp số : a/ 87,5% )