Khi cho khí SO3 Tác dụng với nước cho dung dịch H2SO4. Tính khối lượng H2SO4 điề…
Khi cho khí SO3 Tác dụng với nước cho dung dịch H2SO4. Tính khối lượng H2SO4 điều chế được khi cho 48 gam SO3 hợp nước . biết hiệu suất phản ứng là 90 % phản ứng xảy ra theo sơ đồ :
SO3 + H2O > H2SO4
Chúng ta cùng nhau phân tích đề bài nhé:
Đề bài cho biết:
– Phản ứng giữa SO3 và nước tạo ra H2SO4.
– Khối lượng SO3 tham gia phản ứng là 48 gam.
– Hiệu suất phản ứng là 90%.
Yêu cầu: Tính khối lượng H2SO4 điều chế được.
Trước hết, chúng ta cần viết và cân bằng phương trình hóa học của phản ứng. Đề bài đã cho sơ đồ phản ứng, chúng ta chỉ cần viết đầy đủ phương trình và cân bằng nó:
SO3 + H2O \(\rightarrow\) H2SO4
Quan sát phương trình, chúng ta thấy số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế đã bằng nhau rồi, nên phương trình này đã cân bằng.
Bước tiếp theo, chúng ta cần tính khối lượng mol của các chất có liên quan đến tính toán.
Khối lượng mol của SO3 (M_SO3):
Nguyên tử khối của S là 32 g/mol.
Nguyên tử khối của O là 16 g/mol.
Vậy, M_SO3 = 32 + (16 \(\times\) 3) = 32 + 48 = 80 g/mol.
Khối lượng mol của H2SO4 (M_H2SO4):
Nguyên tử khối của H là 1 g/mol.
Nguyên tử khối của S là 32 g/mol.
Nguyên tử khối của O là 16 g/mol.
Vậy, M_H2SO4 = (1 \(\times\) 2) + 32 + (16 \(\times\) 4) = 2 + 32 + 64 = 98 g/mol.
Bây giờ, chúng ta sẽ tính số mol của SO3 đã cho vào phản ứng. Chúng ta có công thức:
Số mol = Khối lượng / Khối lượng mol
Số mol SO3 = Khối lượng SO3 / M_SO3
Số mol SO3 = 48 gam / 80 g/mol = 0.6 mol.
Theo phương trình hóa học: SO3 + H2O \(\rightarrow\) H2SO4
Tỉ lệ mol của SO3 và H2SO4 là 1:1.
Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn (hiệu suất 100%), thì 1 mol SO3 sẽ tạo ra 1 mol H2SO4.
Vậy, số mol H2SO4 lý thuyết thu được (nếu hiệu suất 100%) là 0.6 mol.
Tiếp theo, chúng ta cần tính khối lượng H2SO4 thu được theo lý thuyết.
Khối lượng = Số mol \(\times\) Khối lượng mol
Khối lượng H2SO4 lý thuyết = Số mol H2SO4 lý thuyết \(\times\) M_H2SO4
Khối lượng H2SO4 lý thuyết = 0.6 mol \(\times\) 98 g/mol = 58.8 gam.
Tuy nhiên, đề bài cho biết hiệu suất phản ứng chỉ đạt 90%. Điều này có nghĩa là chỉ có 90% lượng chất ban đầu thực sự tham gia phản ứng và tạo ra sản phẩm.
Hiệu suất phản ứng được tính theo công thức:
Hiệu suất (%) = (Khối lượng sản phẩm thực tế / Khối lượng sản phẩm lý thuyết) \(\times\) 100%
Từ công thức này, chúng ta có thể suy ra khối lượng sản phẩm thực tế:
Khối lượng sản phẩm thực tế = (Hiệu suất / 100%) \(\times\) Khối lượng sản phẩm lý thuyết
Áp dụng vào bài toán:
Khối lượng H2SO4 thực tế = (90% / 100%) \(\times\) 58.8 gam
Khối lượng H2SO4 thực tế = 0.9 \(\times\) 58.8 gam = 52.92 gam.
Vậy, khối lượng H2SO4 điều chế được khi cho 48 gam SO3 hợp nước với hiệu suất 90% là 52.92 gam.
Các em thân mến, để giải được bài tập này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
1. Viết và cân bằng phương trình hóa học.
2. Tính khối lượng mol của các chất liên quan.
3. Tính số mol chất ban đầu.
4. Dựa vào phương trình hóa học để xác định số mol sản phẩm theo lý thuyết.
5. Tính khối lượng sản phẩm theo lý thuyết.
6. Áp dụng công thức hiệu suất để tính khối lượng sản phẩm thực tế thu được.
Hy vọng qua bài tập này, các em đã hiểu rõ hơn về cách tính toán trong phản ứng hóa học có hiệu suất. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!
Đáp án:
\(m_{H_2SO_4}=52,92(g)\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(SO_3(g)+H_2O(l)\to H_2SO_4(aq)\)
\(n_{H_2SO_4}=n_{SO_3}=\dfrac{48}{80}=0,6(mol)\)
Do \(H=90\% \to m_{H_2SO_4}=0,6.98.90\%=52,92(g)\)