TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VĨNH CỬU ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỌC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG Người thực hiện: Võ Thị Hiệp Lĩnh vực nghiên cứu: Quản lý giáo dục Phương pháp dạy học môn X Phương pháp giáo dục Lĩnh vực khác Có đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Hiện vật khác Năm học: 2012-2013 GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -1- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** SƠ YẾU LÝ LỊCH KHOA HỌC I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: - Họ Tên: Võ Thị Hiệp - Ngày, tháng, năm sinh: 28/9/1967 - Nam, Nữ: Nữ - Địa thường trú: Số 145A, tổ 4, ấp 1, xã Bình Lợi, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai - Điện thoại: 0613.865022 (CQ) – 0613.971818 (NR) – 0919571975 (DĐ) - Fax: Email: hiepvothi67@gmail.com - Chức vụ: Tổ trưởng Tổ hóa học - Đơn vị công tác: Trường Trung học phổ thông Vĩnh Cửu II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: - Học vị (hoặc trình độ đào tạo cao nhất): Cử nhân - Năm nhận bằng: 1990 - Chuyên ngành đào tạo: Hóa-Sinh III KINH NGHIỆM KHOA HỌC: - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hóa học - Thời gian công tác: 22 năm GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -2- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** SỞ GD VÀ ĐT ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU CÔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đồng Nai, ngày tháng năm 2013 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2012-2013 Tên sáng kiến kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỌC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG Họ Tên tác giả: Võ Thị Hiệp Đơn vị: Tổ Hóa học Lĩnh vực: Quản lý giáo dục Phương pháp dạy học môn x Phương pháp giáo dục Lĩnh vực khác Tính mới: - Có giải pháp hoàn toàn - Có giải pháp cải tiến, đổi từ giải pháp có Hiệu quả: - Hoàn toàn triển khai áp dụng toàn ngành có hiệu cao - Có tính cải tiến đổi từ giải pháp có triển khai áp dụng toàn ngành có hiệu cao - Hoàn toàn triển khai áp dụng đơn vị có hiệu cao - Có tính cải tiến đổi từ giải pháp có triển khai áp dụng đơn vị có hiệu Khả áp dụng: - Cung cấp luận khoa học cho việc hoạch định đường lối, sách: Tốt Khá Đạt - Đưa giải pháp khuyến nghị có khả ứng dụng thực tiển, dễ thực dễ vào sống: Tốt Khá Đạt - Đã áp dụng thực tế đạt hiệu có khả áp dụng đạt hiệu phạm vi rộng: Tốt Khá XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP Đạt THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ (Ký, ghi rõ họ tên) -3- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỌC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: - Giúp học sinh giải tập tính khối lượng thể tích đơn chất, hợp chất có liên quan đến hiệu suất cách nhanh chóng; - Củng cố nâng cao kiến thức, kỹ giải tập cho học sinh; - Góp phần nâng cao chất lượng môn II THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI Thuận lợi: - Đa số học sinh hào hứng hướng dẫn cặn kẽ phương pháp giải tập; - Học sinh củng cố nâng cao kiến thức, nâng cao khả tư hóa học; - Học sinh có hứng thú với dạng tập hóa học khác Khó khăn: - Mức độ tiếp thu học sinh thấp, không đồng lớp học; - Học sinh e ngại với số tập dài, thích dạng ngắn; - Một số học sinh không thích lý luận nhiều, thích dạng trắc nghiệm III NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Cơ sở lý luận: - Hóa học có nét tư đặc thù Phạm trù tư hóa học mang tính chất thực nghiệm pha lẫn trừu tượng Luyện tập tư cho học sinh tạo cho em phương pháp để giải dạng toán định, từ đơn giản đến phức tạp; - Thực tế toán hóa học học sinh làm thường không sử dụng hết kiện chưa có tư thích hợp cho loại toán nên tìm kết lâu Nội dung, giải pháp thực biện pháp thực giải pháp đề tài A Nội dung: - Các toán hóa học chương trình dạng bản, học sinh giải qua chương trình đại cương, vô cơ, hữu chưa áp dụng tư phù hợp; - Giáo viên đề cập vấn đề để học sinh giải nhanh xác, tìm đáp số; - Mỗi toán cần phân tích kiện đề viết sơ đồ tóm tắt nội dung đề bài, viết sơ đồ tóm tắt nội dung đề Qua đó, học sinh tìm ẩn ý mô tả đề bài, từ tìm hướng giải phân tích đề Dựa vào kiện đề em phải tự đặt câu hỏi: Muốn tìm…, ta phải…; Nếu dùng công thức…thì lại phải tìm…cuối tìm đáp số; - Viết phương trình phản ứng khâu quan trọng việc giải toán hóa học Muốn viết phương trình phản ứng học sinh phải học kỹ tính chất hóa học chất, viết ký hiệu nguyên tố; - Thực phép tính: thông qua phương trình phản ứng thiết lập mối tương quan toán học kiện (gọi phương trình hệ phương trình) Sử dụng thủ thuật toán học để giải phương trình hệ phương trình Sau đưa kết toán học kết hóa học với: khối lượng, thể tích số dương; nguyên tử khối phù hợp với hóa trị kim loại phi kim Hiệu suất phải ≤ 100% GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -4- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng * Kết luận: việc giải toán hóa học, thông thường ta cần phải tuân theo trình tự sau: - Phân tích đề bài; - Viết phương trình phản ứng hóa học; - Xây dựng phương trình toán học dựa vào phương trình hóa học; - Giải phương trình toán học để tìm kết toán hóa học B Biện pháp thực hiện: Một số công thức áp dụng giải toán hiệu suất phản ứng Tính hiệu suất theo chất phản ứng (ctg) (theo chất hết phản ứng xảy hoàn toàn) H% = Lượng chất đầu cần lấy (theo phương trình phản ứng) Lượng chất đầu thực tế lấy x 100 H%= mctg(LT) x 100 mctg(TT) x 100 H%= msp(TT) x 100 msp(LT) Tính hiệu suất theo sản phẩm tạo thành: H% = Lượng sản phẩm thực tế thu Lượng sản phẩm LT(theo p.trình phản ứng) thu Ghi chú: - Lượng lý thuyết (LT) tính theo phương trình phản ứng - Lượng thực tế (TT) lượng đề cho Tính hiệu suất trình gồm nhiều phản ứng: xét cho trình gồm nhiều phản ứng liên tiếp % % %   C H   B H  D A H Không cần tính đuổi theo phản ứng mà dùng công thức: H% = H1% x H2% x H3% x … - Một số phản ứng sau đa số trường hợp xem có hiệu suất 100%: + Phản ứng chất lỏng với chất lỏng; Phản ứng xảy dung dịch + Phản ứng chất khí chất lỏng; + Phản ứng chất rắn với chất lỏng; + Phản ứng chất khí với chất khí tạo thành chất rắn chất lỏng - Một số phản ứng sau thường phải xét để biết hiệu suất phản ứng bao nhiêu, đề không cho phải xét tổng quát với hiệu suất nhỏ 100%: + Phản ứng chất rắn với chất rắn; + Phản ứng chất rắn với chất khí Một số vấn đề chung có liên quan đến toán hiệu suất phản ứng a) Mol (n) Mol lượng chất chứa 6,02.1023 hạt vi mô Biểu thức tính: n  m m  M  ; m  n.M M n Nếu áp dụng công thức cho hỗn hợp có số mol n h , khối lượng m h ; khối lượng mol phân tử trung bình hỗn hợp (kí hiệu M ), với M  mh nh Khi dùng % mol chất hỗn hợp công thức lại có dạng: M  x1 M  x2 M   xn M n ; đó: x1 , x2 , , xn % mol chất tương ứng hỗn hợp gồm n chất có khối lượng mol M , M , ., M n đương nhiên: x1  x2   xn  GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -5- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng Thể tích mol phân tử thể tích chiếm mol phân tử khí, hay chiếm 6,02.10 23 phân tử khí b) Định luật Avogadro: Ở điều kiện nhiệt độ, áp suất chất khí chứa số phân tử khí Vận dụng khái niệm mol kết thực nghiệm ta có hệ quan trọng áp dụng cho chất khí để vận dụng: - Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) (00C, 1atm), V = n.22,4 (lít) hay n  V 22,4 - Ở điều kiện nhiệt độ áp suất: tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol, ngược lại V = k.VB  nA = k.nB - Ở điều kiện bất kỳ: sử dụng phương trình Menđeleep: pV = nRT p: áp suất khí, đo at (hoặc mmHg) V: thể tích khí, đo lít T: nhiệt độ Kenvin, T = (t0C + 273)0K R: số: R  22,4 (khi áp suất đo at) 273 22,4.760.10 R (khi p đo mmHg, V đo ml) 273 c) Tỉ khối chất khí: Tỉ khối chất khí A so với khí B tỉ số khối lượng thể tích khí A chia cho khối lượng thể tích khí B nhiệt độ, áp suất - Biểu thức: d A/ B  mA mB Ý nghĩa: Tỉ khối cho biết khí A nặng hay nhẹ khí B lần - Hệ quả: d A/ B  MA MB - Biểu thức mở rộng cho hỗn hợp d hhA / hhB  MA MB d) Nồng độ dung dịch - Các loại nồng độ: + Nồng độ phần trăm(%): Số gam chất tan 100g dung dịch mct 100 mdd + Nồng độ mol CM : Số mol chất tan lít dung dịch n (mol ) C M  [ A]  A Vdd (lít ) C%  - Biểu thức liên hệ: [ A]  C M  GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP 10.C %.D MA M A : phân tử khối chất A -6- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** e) pH dung dịch: - Tích số ion nước H2 O H+ + OH− Tích số ion H2O = [H+][OH−] = 10−14 - Độ pH: Độ pH đại lượng cho biết nồng độ ion H + dung dịch biểu diễn biểu thức toán học sau: pH = - lg[H+]  [H+] = 10−pH + Nếu pH = 7: dung dịch có môi trường trung tính + Nếu pH < 7: dung dịch có môi trường axit + Nếu pH > 7: dung dịch có môi trường bazơ - Độ pOH Độ pOH đại lượng cho biết nồng độ ion OH− dung dịch biểu diễn công thức sau: pOH = -lg[OH−] Từ tích số ion H2O: [H+].[OH−] = 10−14 -lg[H+] - lg[OH−] = lg10−14 hay pH + pOH = 14 g) Công thức Faraday: Khối lượng chất sinh điện cực tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện I, thời gian t điện phân đương lượng gam m ItM Fn M chất đó: n m: Khối lượng sản phẩm (g) I: Cường độ dòng điện n: Số electron nhường hay nhận M: nguyên tử gam chất điện cực F: Hằng số Faraday Áp dụng: * Dạng 1: Tính hiệu suất phản ứng Bài 1: Đun 12g axit axetic với lượng dư ancol etylic (có H2SO4 đặc làm xúc tác) đến phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, thu 11g este Hiệu suất phản ứng este hóa là: A 55% B 50% C 62,5% D 75% Hướng dẫn Giải H SO d ,t - Viết phương trình phản ứng CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O - Xác định hiệu suất phản ứng: + Tính theo công thức axit 11 88 11 mol 88 11 60  7,5 g 88 maxit ban đầu = 12g x 100 maxit ban đầu H% = GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP ← maxit theo phương trình = maxit thực tế phản ứng theo pt H%= 7,5 100  62,5% 12 -7- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** + Hoặc theo công thức este: meste lý thuyết = meste thực tế meste thực tế = 11g x 100 H%= 12 88  17,6 g 60 meste lý thuyết H% = 11 100  62,5% 17,6 Bài 2: Đun lượng dư axit axetic với 13,8g ancol etylic (có H2SO4 đặc làm xúc tác) Đến phản ứng dừng lại, thu 11,00g este Hiệu suất phản ứng este hóa bao nhiêu? A 75% B 62,5% C 60% D 41,67% Hướng dẫn Giải H SO d ,t - Viết phương trình phản ứng CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O 13,8  0,3 46 - Hiệu suất tính theo chất nào? + Xác định lượng thực tế chất + Xác định lượng lý thuyết chất → 0,3mol Tính theo este: meste lý thuyết = 0,3.88 = 26,4g meste thực tế = 11g H% = 11 100  41,67% 26,4 Bài 3: Đun 12g axit axetic với 13,8g ancol etylic (có H2SO4 đặc làm xúc tác) phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, thu 11g este Hiệu suất phản ứng là: A 55% B 50% C 62,5% D 75% Hướng dẫn Giải H SO d ,t Cho lượng chất tham CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O gia nên xét: phản ứng xảy mol 12  0,2 13,8  0,3 60 46 hoàn toàn lượng → 0,2 hết? (căn vào số mol hệ Pư: 0,2 → 0,2 Còn lại 0,1 số chất tham gia phản mesteTT = 11g ứng) meste LT = 0,2.188 = 17,6g  Hiệu suất tính theo lượng 11  H %  100  62,5% axit (hết) 17,6 Bài 4: Cho hỗn hợp gồm không khí (dư) 24g metanolđi qua chất xúc tác Cu nung nóng, người ta thu 40ml fomalin 36% (D = 1,1g/ml) Hiệu suất trình là: A 50,4% B 70,4% C 65,5% D 76,6% Giải Phương trình phản ứng: CH3OH + ,t    HCHO + H2O O2 Cu 24  0,75 mol 32 → 0,75mol mHCHO LT = 0,75.30 = 22,5g mHCHO TT =  H% = GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP mHCHOTT mHCHOLT 40.1,1.36  15,84 g 100 15,84 100  100  70,4% 22,5 -8- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng Bài 5: Dẫn hỗn hợp gồm H2 3,92 lít (đktc) andehit axetic qua ống sứ nung nóng (chứa Ni) Hỗn hợp chất làm lạnh cho tác dụng hoàn toàn với Na thấy thoát 1,84 lít khí (270C 1atm) Hiệu suất phản ứng khử andehit bao nhiêu? A 60,33% B 82,44% C 84,22% D 75,04% Bài 6: Dẫn 3g etanol vào ống sứ nung nóng chứa bột CuO (lấy dư) Làm lạnh để ngưng tụ sản phẩm khỏi ống sứ, chất lỏng X Khi X phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thấy có 8,1g bạc kết tủa Hiệu suất trình oxi hóa etanol bao nhiêu? A 55,7% B 60% C 57,5% D 75% Bài 7: Đun 57,5g etanol với H2SO4 đặc 170 C Dẫn sản phẩm khí qua bình chứa riêng rẽ chất: CuSO4 khan; dung dịch NaOH; dung dịch dư brom CCl4 Sau thí nghiệm, khối lượng bình cuối tăng thêm 2,1g Hiệu suất chung trình đehidrat hóa bao nhiêu? A 59% B 55% C 60% D 70% * Dạng 2: Áp dụng hiệu suất để tính lượng chất tham gia lượng sản phẩm Bài 1: Cho 90g axit axetic tác dụng với 69g ancol etylic có H2SO4 đặc làm xúc tác Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân 66% lượng axit chuyển thành este Khối lượng este sinh gam? A 174,2g B 87,12g C 147,2g Hướng dẫn 96  1,5 60 69  1,5 mancol = nancol = 46 Đề cho: maxit = naxit = D 78,1g Giải  maxitpưTT= 66 90  59,4 g 100 Phương trình phản ứng: 66% axit chuyển thành este CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O 59,4 hiệu suất phản ứng (H = 66%)  0,99 mol → 0,99mol 60 mCH 3COOC2 H  0,99.88  87,12 g Bài 2: Khối lượng axit axetic chứa giấm ăn thu cho lên men 100 lít rượu thành giấm ăn gam? Biết khối lượng riêng rượu etylic 0,8g/ml giả sử phản ứng lên men đạt hiệu suất 80% Hướng dẫn Giải Đề cho: Vdd rượu = 100ml V ĐR 100.8  VNC = dd   lít 100 Drượu = 0,8g/ml ĐR = 80 Phải tìm mrượu ng.chất - Viết phương trình phản ứng Lý thuyết: - Công thức tính: mCH 3COOH  n.M H % GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP 100  mRNC = D.VNC = 8.103.0,8 = 640g 640 nC2 H 5OH  mol 46 C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O 640 mol 46 mCH 3COOH  640 mol 46 640 60.80  667,83 g 46 -9- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** Bài 3: Đun nóng axit axetic với ancol isoamylic (CH3)2CH−CH2−CH2−OH có H2SO4 đặc xúc tác thu isoamyl axetat (dầu chuối) Tính lượng dầu chuối thu từ 132,35g axit axetic đun nóng với 200g ancol isoamylic, hiệu suất phản ứng đạt 68% Hướng dẫn Giải 132,35 Phương trình phản ứng:  2,21 mol Đề cho: nCH COOH  CH3COOH + C5H11OH → CH3COOC2H5 60 132,35 132,35 mol → mol 60 60 132,35 130 mLT = 60 132,35 68 130  195 g mTT = 60 100 200  2,27 mol 88 nC5 H1 1OH  Lý luận: naxit < nancol → axit hết Bài 4: Tính khối lượng metyl metacrylat thu đun nóng 215g axit metacrylic với 100g ancol metylic Giả thiết phản ứng este hóa đạt hiệu suất 60% A 125g B 175g C 150g D 200g Hướng dẫn Giải 215  2,5 mol 86 100   3,125 mol 32 Đề cho: nC H COOH  nCH 3OH Phương trình phản ứng: Phương trình phản ứng: C3H5COOH + CH3OH → C3H5COOCH3 + H2O 2,5mol 3,125mol 2,5mol → 2,5mol 60  150 g meste TT = 2,5.100 100 Bài 5: Đun 9,2g glixerol với 9g axit axetic có xúc tác m gam sản phẩm hữu E chứa loại nhóm chức Biết hiệu suất phản ứng 60% M có giá trị bao nhiêu? A 8,76g Hướng dẫn Đề cho: nCH COOH  B 9,64g C 7,54g Giải Phương trình phản ứng:  0,15 mol 3CH3COOH + C3H5(OH)3 → (CH3COO)3C3H5 + 3H2O 60 0,15mol nC3 H ( OH )3  D 6,54g 0,1mol 9,2  0,1 mol 92 Phương trình phản ứng (axit hết): 0,15mol ME TT = 0,05.218 → 0,05mol (LT) 60  6,54 g 100 Bài 6: Glixerol điều chế cách đun nóng dầu thực vật mỡ động vật với dung dịch NaOH Sau phản ứng thu 2,3g glixerol Hãy cho biết lượng NaOH cần dùng hiệu suất 50% A 3g B 6g Hướng dẫn C 12g D 4,6g Giải Đề cho: mC3 H (OH )3  2,3 g → nC H ( OH )  2,3  0,025 mol 92 H = 50% Từ phương trình phản ứng: GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP Phương trình phản ứng: ( R COO)3C3H5 + 3NaOH → R COONa + C3H5(OH)3 0,075mol ← 0,025mol (LT) -10- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Tính mNaOH Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng mNaOH TT = 0,075.40 100 6g 50 Bài 7: Khối lượng glixerol thu đun nóng 2,225kg chất béo (loại glixerol tristearat) có chứa 20% tạp chất với dung dịch NaOH (H = 80%) kg? A 0,1472kg B 1,424kg C 1,472kg D 0,712kg Bài 8: Glucozơ lên men thành ancol etylic, toàn khí sinh dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư tách 40g kết tủa Biết hiệu suất trình lên men đạt 75%, khối lượng glucozơ cần dùng bao nhiêu? A 24g B 40g C 50g D 48g Bài 10: Dùng 340,1kg xenlulozơ 420kg HNO3 nguyên chất thu xenlulozơ trinitrat, biết hao hụt trình sản xuất 20% A 0,75 B 0,6 C 0,85 D 0,5 Bài 11: Xenluzơ chất dễ cháy gây nổ mạnh Muốn điều chế 29,7kg xenlulozơ trinitrat từ xenlulozơ HNO3 với hiệu suất 90% thể tích HNO3 96% (D = 1,52g/ml) cần dùng lít? A 14,390 lít B 15,000 lít C 1,439 lít D 24,390 lít Bài 12: Lên men a gam glucozơ với hiệu suất 90%, lượng CO2 sinh hấp thu vôi thu 10g kết tủa, khối lượng dung dịch giảm 3,4g a có giá trị là: A 13,5g B 15,0g C 20,0g D 30,0g Bài 13: Cho 16 lít ancol etylic lên men để điều chế axit axetic Biết hiệu suất trình lên men 92%, khối lương riêng ancol nguyên chất 0,8g/cm3, khối lượng riêng axit axetic 0,8g/cm3 thể tích axit axetic điều chế là: A 1500ml B 1650ml C 1536ml D 1635ml Bài 14: Muốn điều chế 100 lít rượu vang 100 cần lên men lượng glucozơ chứa nước nho (biết khối lượng riêng ancol etylic 0,8g/cm3, hiệu suất lên men đạt 95%)? A 16.421g B 14.820g C 13.136g D 15.600g * Dạng 3: Chuỗi phản ứng có liên quan đến hiệu suất phản ứng Trường hợp 1: Chuỗi phản ứng với hiệu suất toàn trình Trường hợp tính lần hiệu suất phản ứng theo đề Các bước thực hiện: - Viết chuỗi phản ứng phương trình hóa học, ý cân phản ứng - Xác định chiều phản ứng (tìm chất tham gia sản phẩm tạo thành) - Xác định lượng thực tế cho - Áp dụng công thức tính hiệu suất để tính lượng chất cần thiết với: m spTT  mspLT H 100 (1); mctgTT  mctg LT 100 H (2) Bài 1: Cho m gam tinh bột lên men thành ancol etylic, toàn khí CO2 sinh dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu 750g kết tủa Biết hiệu suất trình 80% Tính khối lượng tinh bột dùng (m) GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -11- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** Hướng dẫn Giải - Viết chuỗi phản ứng (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nC2H5OH + 2nCO2 (H =80%) 7,5 - Hiệu suất toàn mol ← 7,5 mol trình 2n CO2 + Ca(OH)2dư → CaCO3↓ + H2O - Xác định lượng chất tham gia - Áp dụng công thức (2) 750  7,5 mol 100 7,5.162n  607,5 g  m( C6 H1 0O5 ) n ( LT )  2n 607,5.100 mTT   759,375 g 80 7,5mol ← Bài 2: Từ loại nguyên liệu chứa 80% tinh bột, người ta sản xuất ancol etylic phương pháp lên men Sự hao hụt toàn trình 20% Từ ancol etylic pha thành cồn 900 Tình thể tích cồn thu từ nguyên liệu, biết khối lượng riêng ancol etylic nguyên chất 0,8g/ml Hướng dẫn Giải - Chuỗi phản ứng (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nC2H5OH (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nC2H5OH + 2nCO2 (H =80%) 162n 2n.46 Nguyên liệu chứa tinh bột 10 - Từ m R  VRNC  V96 m 80 kg 100 ? 80 2n.46  454,32kg 100 162n m 454,32.10  R   567,9.10 ml D 0,8 V NC 100 567,9.10 3.100    591562,5 ml = 591,56 lít 96 96  m R  10 C H OH VRNC V960 Bài 3: Từ nguyên liệu vỏ bào, mùn cưa (chứa 50% xenlulozơ) người ta sản xuất ancol etylic với hiệu suất 70% Từ ancol etylic sản xuất cao su Buna với H = 75% Tính khối lượng nguyên liệu cần để sản xuất cao su Buna Hướng dẫn Giải 150 C , Al O  CH2=CH−CH=CH2+H2+H2O Từ phương trình: 2C2H5OH  Na ,t , xt  −CH2−CH=CH−CH2−n nCH2=CH−CH=CH2   mC2 H 5OH  1000.92 100  2271,6 kg 54 75 Sơ đồ (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nC2H5OH 162n 2n.46 2271,6kg m1 ? (H = 70%) 2271,6.162n 100  5714,27kg 2n.46 70 m 100 5714,27.100 m2( ng.lieu)    11428,54kg 50 50  m1  Trường hợp 2: Chuỗi phản ứng với hiệu suất phản ứng Các bước thực hiện: GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -12- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** - Xác định chuỗi phản ứng; - Xác định chiều phản ứng (tính chất tham gia hay sản phẩm); - Xác định hiệu suất giai đoạn (H1, H2, H3, ); - Xác định lượng chất thực tế; - Áp dụng công thức hiệu suất phản ứng mctgTT  mctg LT mspTT  mspLT 100 100 100 H1 H H H1 H H 100 100 100 Bài 1: Để tổng hợp 120kg poli (metyl metacrylat) khối lượng axit ancol tương ứng cần dùng bao nhiêu? Biết hiệu suất trình este hóa trình trùng hợp theo thứ tự 60% 80% Hướng dẫn Giải xt - Viết phương * CH3OH + CH2=C−COOH  CH2=C−COOCH3 + H2O ‫׀‬ ‫׀‬ tình phản ứng CH3 CH3 32 86 H = 60% CH3 CH3 ‫׀‬ ‫׀‬ nCH2=C → −CH2−C ‫׀‬ COOCH3 - Tính lượng chất CH3OH tham gia: CH3OH; axit CH2=C−COOH COOCH3 n COOCH3 = 120kg COOCH3 ‫׀‬   CH2=C ‫׀‬ 60% ‫׀‬ mmonome  m po lim e H = 80% ‫׀‬ CH3 ‫׀‬   −CH2−C ‫׀‬ 80% CH3 n CH3 120 100 100 32  80 kg 100 80 60 120 100 100  86  215 kg 100 80 60 * mCH OH  maxit Bài 2: Cho 0,5 benzen phản ứng với hỗn hợp gồm HNO3 đặc H2SO4 đặc Lượng nitrobenzen sinh khử thành m anilin Biết hiệu suất giai đoạn 78% Tính m Hướng dẫn Giải H  78% H  78% C6H6   C6H5NO2   C6H5NH2 Sử dụng sơ đồ: 78g 123g 0,5kg ?kg m GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP 0,5.123 78 78  0,3627 kg 78 100 100 -13- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng Một số tập: Bài 1: Từ gỗ (C6H10O5)n người ta điều chế cao su Buna theo sơ đồ chuyển hóa (với hiệu suất phản ứng) sau: % % % %  C6H12O6 hs 80  C2H5OH hs 60  C4H6 hs 80  cao su Buna Gỗ hs35 (1) (2) (3) Khối lượng gỗ cần để sản xuất 1,5 cao su Buna là: A 1,5 B 18,6 (4) C 33,45 D 37,2 Bài 2: Để tổng hợp 240kg poli (metyl metacrylat) lượng axit ancol tương ứng bao nhiêu? Nếu hiệu suất trình este hóa trùng hợp 60% 80% A 430kg 160kg B 344kg 160kg C 430kg 128kg D 344kg 128kg Bài 3: Da nhân tạo PVC điều chế từ khí thiên nhiên (metan chiếm 95% khí thiên nhiên) theo sơ đồ chuyển hóa hiệu suất giai đoạn sau: 90% % 95%   Axetylen H  Vinyl clorua H  PVC Metan H15 Để điều chế PVC cần thể tích khí thiên nhiên (đktc) bao nhiêu? A 5388,42m3 B 5883,24m3 C 5838,42m3 D 5499,24m3 Bài 4: Da nhân tạo điều chế từ khí thiên nhiên metan Nếu hiệu suất toàn trình 20% để điều chế PVC phải cần thể tích metan (đktc) là: A 3500m3 B 3560m3 C 3584m3 D 5500m3 Bài 5: Từ 1680m3 axetilen (đktc) người ta điều chế V m3 C2H4 Từ V m3 C2H4 đem trùng hợp thu m chất dẻo PE Nếu biết hiệu suất giai đoạn 60% m có giá trị là: A 0,576 B 0,675 C 0,765 D 0,756 Bài 6: Cho 1680 m3 axetilen (đktc) tác dụng với HCl (t0, xúc tác thích hợp) thu a gam vinyl clorua Trùng hợp lượng vinyl clorua thu b (kg) PVC Nếu hiệu suất giai đoạn phản ứng 75% giá trị b là: A 2637kg B 2736kg C 3276kg D 3627kg Bài 7: Từ mùn cưa chứa 50% xenlulozơ, người ta sản xuất ancol etylic với hiệu suất toàn trình 70% Tính khối lượng mùn cưa cần để sản xuất ancol etylic A 5000kg B 1761kg C 5029kg D 3720kg Bài 8: Từ m mùn cưa (chứa 50% xenlulozơ), người ta sản xuất 1,5 ancol etylic với hiệu suất trình 70% Giá trị m là: A 5,031 B 5,301 C 7,5765 D 7,54658 Bài 9: Nếu toàn trình điều chế HNO3 có hiệu suất 80% từ mol NH3 thu lượng HNO3 là: A 63g B 50,4g C 78,75g D 56,7g Bài 10: Dùng 56m NH3 (đktc) để điều chế HNO3 theo sơ đồ: NH3→NO→NO2→HNO3 Hiệu suất toàn trình 92% Khối lượng dung dịch HNO3 40% thu là: A 36,225kg GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP B 362,25kg C 3622,5kg D 3740kg -14- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng Bài kiểm tra đề nghị: Bài 1: Đun 6g axit axetic với lượng dư ancol etylic (có H2SO4 làm xúc tác), thu 5,28g este Hiệu suất phản ứng este hóa đạt: A 70% B 60% C 75% D 80% Bài 2: Nung nóng 66,2g Pb(NO3)2 thu 58,4g chất rắn Hiệu suất trình phân hủy là: A 40% B 50% C 70% D 83,7% Bài 3: Đun nóng 4,45kg chất béo (loại glixeryl tristearat) có chứa 20% tạp chất với dung dịch NaOH, giả sử hiệu suất phản ứng đạt 80% lượng glixerol thu là: A 0,3128kg B 0,2984kg C 0,2944kg D 0,2885kg Bài 4: Lên men 10,8kg glucozơ chứa 20% tạp chất thu 3,68kg ancol eylic Hiệu suất trình lên men là: A 66,67% B 75% C 83,3% D 92,33% Bài 5: Từ 0,81 xenlulozơ người ta sản xuất m xenlulozơ trinitrat (hao hụt sản xuất 12%) M có giá trị là: A 1,865 B 1,3068 C 1,4875 D 1,278 Bài 6: Để sản xuất 1,25 chất dẻo PE (chứa 80% polietilen) với hiệu suất phản ứng 85%, cần m kg etilen M có giá trị là: A 1176,47kg B 1000kg C 1470,588kg D 1800kg Bài 7: Trùng hợp 6,16 lít propilen (27,30C, 1atm) với hiệu suất trùng hợp 80%, thu m gam polime Giá trị m là: A 8,4g B 10,5g C 6,72g D 13,125g Bài 8: Đun nóng 20g ancol metylic với 43g axit metacrylic (H2SO4 đặc làm xúc tác) thu m gam este E với hiệu suất phản ứng 60% Giá trị m là: A 30g B 37,5g C 83,3g D 104,2g Bài 9: Thủy phân 405g tinh bột (20% tạp chất) với hiệu suất phản ứng 75% thu a gam glucozơ Giá trị a là: A 405g B 360g C 270g D 180g Bài 10: Khi trùng ngưng 7,5g glyxin với hiệu suất 80%, glyxin dư thu a gam polime 1,44g H2O a có gía trị là: A 4,28g B 4,56g C 5,46g D 6,54g * Dạng 4: Một số tập hiệu suất phản ứng có liên quan đến chất khí Bài 1: Điều chế NH3 từ đơn chất Thể tích NH3 tạo 67,2lit Biết hiệu suất phản ứng 25% Thể tích N2 (lit) cần là: A 13,44 B 134,4 C 403,2 D Tất sai Bài 2: Để điều chế lít NH3 từ N2 H2 với hiệu suất 50% thể tích H2 cần dùng điều kiện bao nhiêu? GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -15- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU A lít *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng B lít C lít D 12 lít Bài 3: Cho lít N2 14 lít H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu sau phản ứng tích 16,4 lít (thể tích khí đo điều kiện) Hiệu suất phản ứng A 50% B 30% C 20% D 40% Bài 4: Cho mol N2 14 mol H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu sau phản ứng tích 13,4 mol Hiệu suất phản ứng A 60% B 50% C 30% D 40% Bài 5: Cho 2,5 mol N2 mol H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu sau phản ứng có tỉ khối so với H2 6,269 Hiệu suất phản ứng A 60% B 55% C 40% D 30% Bài 6: Cho mol hỗn hợp X gồm H2 N2 vào bình kín phản ứng sau thời gian thu 3,68 mol hỗn hợp khí Tính hiệu suất phản ứng biết tỉ khối X so với H 3,6 A 22% B 44% C 66% D 88% Bài 7: Hỗn hợp X (gồm H2 N2 ) có d X / H = 3,889 Đun nóng X có xúc tác thời gian thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 4,581 Hiệu suất phản ứng A 34% B 48% C 58% D 68% Bài 8: Hỗn hợp X (gồm H2 N2 ) có d X / H = 4,25 Đun nóng X có xúc tác thời gian thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 7,59 Hiệu suất phản ứng A 66% B 77% C 88% D 99% Bài 9: Hỗn hợp X (gồm H2 N2 ) có d X / H =3,6 Đun nóng X có xúc tác thời gian thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 4,5 Hiệu suất phản ứng A 20% B 30% C 40% D 50% Bài 10: Trong bình kín chứa 10 lít nitơ 10 lít hiđro nhiệt độ 00C 10 atm Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình 00C Biết có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất bình sau phản ứng A 10 atm B atm C atm D 8,5 atm Bài 11: Trong bình kín chứa 10 lít nitơ 10 lít hiđro nhiệt độ 00C 10 atm Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình 00C Nếu áp suất bình sau phản ứng atm phần trăm khí tham gia phản ứng là: A N2 : 20% , H2 : 40% B N2 : 30% , H2 : 20% C N2 : 10% , H2 : 30% D N2 : 20% , H2 : 20% Bài 12: Một hỗn hợp gồm mol N2 14 mol H2 nạp vào bình kín có dung tích lít giữ nhiệt độ không đổi Khi phản ứng đạt trạng thái cân áp suất 10/11 áp suất ban đầu Hiệu suất phản ứng là: A 17,18% B 18,18% C 36,36% D Đáp án khác Bài 13: Một hỗn hợp gồm mol N2 mol H2 nạp vào bình kín có dung tích lít giữ nhiệt độ không đổi Khi phản ứng đạt trạng thái cân áp suất 2/3 áp suất ban đầu Hiệu suất phản ứng là: GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -16- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** A 50% Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng B 75% C 80% D 85% Bài 14: Một hỗn hợp khí X gồm N2 H2 có tỉ khối so với H2 6,2 nạp vào bình kín có dung tích lít giữ nhiệt độ không đổi Khi phản ứng đạt trạng thái cân áp suất 92/125 áp suất ban đầu Hiệu suất phản ứng là: A 46% B 56% D Đáp án khác C 66% 0 Bài 15: Cho hỗn hợp N2 H2 vào bình kín có t = 15 C, áp suất p1 Tạo điều kiện để phản ứng xảy Tại thời điểm t0 = 6630C, p = 3p1 Hiệu suất phản ứng là: A 20% B 15% C 15,38% D 35,38% Bài 16: Cho hỗn hợp N2 H2 vào bình phản ứng có nhiệt độ không đổi Sau thời gian phản ứng, áp suất khí bình giảm 5% so với áp suất ban đầu Biết ti lệ số mol nitơ phản ứng 10% Thành phần phần trăm số mol N2 H2 hỗn hợp đầu là: A 15% 85% B 82,35% 77,5% C 25% 75% D 22,5% 77,5% Bài 17: Hỗn hợp khí X gồm N2 H2 có tỉ khối so với He 1,8 Đun nóng X thời gian bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 A 50% B 40% C 25% D 36% Bài 18: Hỗn hợp khí X gồm N2 H2 có tỉ khối so với He 3,1 Đun nóng X thời gian bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với He 3,875 Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 A 50% B 40% C 25% D 36% Bài 19: Một bình kín dung tích 112 lít chứa N2 H2 theo tỉ lệ thể tích 1:4 áp suất 200atm với chất xúc tác thích hợp Nung nóng bình thời gian sau đóđưa nhiệt độ 00C thấy áp suất bình giảm 10% so với áp suất ban đầu Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là: A 70% B 80% C 25% D 50% Bài 20: Hỗn hợp A gồm N2 H2 theo tỉ lệ 1:3 thể tích Tạo phản ứng N2 H2 tạo NH3 Sau phản ứng hỗn hợp khí B Tỉ khối A B 0,6 Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là: A 80% B 50% C 70% D 85% IV HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Qua đúc kết kinh nghiệm giảng dạy qua khảo sát chất lượng môn, tiết tập, ôn tập lớp, tập nhà, kiểm tra, thi học kỳ,…được áp dụng cho đối tượng học sinh kết thu khả quan - Khi chưa hướng dẫn: học sinh giải tập ít, chậm nhiều thời gian TT LỚP SĨ SỐ Điểm từ 8→10 Điểm từ 7→ [...]... Chuỗi phản ứng với hiệu suất của từng phản ứng Các bước thực hiện: GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -12- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng *** - Xác định chuỗi phản ứng; - Xác định chiều của phản ứng (tính chất tham gia hay sản phẩm); - Xác định hiệu suất của từng giai đoạn (H1, H2, H3, ); - Xác định lượng chất thực tế; - Áp dụng công thức hiệu suất phản ứng. .. giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng B 6 lít C 8 lít D 12 lít Bài 3: Cho 4 lít N2 và 14 lít H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích bằng 16,4 lít (thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện) Hiệu suất phản ứng là A 50% B 30% C 20% D 40% Bài 4: Cho 5 mol N2 và 14 mol H2 vào bình phản ứng, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích bằng 13,4 mol Hiệu suất phản ứng. .. 16.421g B 14.820g C 13.136g D 15.600g * Dạng 3: Chuỗi phản ứng có liên quan đến hiệu suất phản ứng Trường hợp 1: Chuỗi phản ứng với hiệu suất của toàn bộ quá trình Trường hợp này chỉ tính 1 lần hiệu suất phản ứng theo đề bài Các bước thực hiện: - Viết chuỗi phản ứng hoặc các phương trình hóa học, chú ý cân bằng phản ứng - Xác định chiều của phản ứng (tìm chất tham gia hoặc sản phẩm tạo thành) - Xác... bình kín có dung tích 6 lít và giữ ở nhiệt độ không đổi Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì áp suất bằng 2/3 áp suất ban đầu Hiệu suất phản ứng là: GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -16- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** A 50% Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng B 75% C 80% D 85% Bài 14: Một hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 6,2 được nạp vào một bình kín có dung tích... 20 (50,0%) GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -17- TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU *** Phương pháp giải toán hóa học có liên quan đến hiệu suất phản ứng - Sau khi hướng dẫn học sinh giải bài tập loại này theo phương pháp trên, học sinh có khả năng tư duy, vận dụng được kiến thức và giải được bài tập một cách nhanh chóng và có nhiều hứng thú với bộ môn hóa học TT LỚP SĨ SỐ Điểm từ 8→10 Điểm từ 7→