Phân tích đề bài:

Đề bài cho chúng ta khối lượng propene phản ứng (4,2 tấn) và khối lượng polypropylene (PP) thu được (2,52 tấn). Yêu cầu tìm hiệu suất của phản ứng trùng hợp.

Các bước giải:

Bước 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng trùng hợp propene.

Phản ứng trùng hợp là phản ứng cộng hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau tạo thành một phân tử rất lớn. Propene có công thức là C₃H₆. Khi trùng hợp, các mắt xích propene nối lại với nhau tạo thành polypropylene.

Phương trình hóa học như sau:

n CH₂=CH-CH₃ <-- (t°, p, xt) --> (-CH₂-CH(CH₃)-)n

Ở đây, ‘n’ là hệ số trùng hợp, cho biết có ‘n’ mắt xích propene liên kết với nhau.

Bước 2: Đổi đơn vị khối lượng về cùng một đơn vị và tính số mol propene đã cho.

Đề bài cho khối lượng propene là 4,2 tấn. Để tính số mol, chúng ta cần đổi tấn sang gam hoặc kilogam. Cô sẽ chọn đơn vị kilogam để tiện tính toán.

1 tấn = 1000 kg.
Vậy, khối lượng propene đã cho là:
4,2 tấn = 4,2 * 1000 kg = 4200 kg.

Tiếp theo, chúng ta cần tính khối lượng mol của propene (C₃H₆).
Nguyên tử khối của Cacbon (C) là 12.
Nguyên tử khối của Hidro (H) là 1.

Khối lượng mol của C₃H₆ là:
\( M_{C₃H₆} = 3 \times 12 + 6 \times 1 = 36 + 6 = 42 \) g/mol.

Nếu dùng đơn vị kilogam, thì khối lượng mol là 42 kg/mol.
Số mol propene đã cho là:
\( n_{C₃H₆} (\text{ban đầu}) = \frac{m_{C₃H₆} (\text{ban đầu})}{M_{C₃H₆}} = \frac{4200 \text{ kg}}{42 \text{ kg/mol}} = 100 \text{ mol} \)

Bước 3: Tính khối lượng mol của polypropylene (PP).

Polypropylene được tạo thành từ phản ứng trùng hợp của propene. Công thức của mắt xích PP là (-CH₂-CH(CH₃)-).

Khối lượng mol của mắt xích PP là:
\( M_{\text{mắt xích PP}} = 3 \times 12 + 6 \times 1 = 42 \) g/mol.

Tuy nhiên, khi tính toán số mol sản phẩm dựa trên khối lượng mol của sản phẩm trùng hợp, chúng ta thường xem xét khối lượng của một mắt xích. Trong trường hợp này, khối lượng mol của mắt xích PP bằng với khối lượng mol của propene.

Bước 4: Tính khối lượng propene theo lý thuyết cần dùng để tạo ra 2,52 tấn polypropylene.

Từ phương trình hóa học, ta thấy tỉ lệ mol giữa propene và polypropylene là 1:1 (n mắt xích propene tạo thành 1 phân tử PP với n mắt xích). Điều này có nghĩa là về mặt khối lượng, nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn (hiệu suất 100%), thì khối lượng propene phản ứng sẽ bằng khối lượng polypropylene thu được.

Tuy nhiên, đề bài cho khối lượng PP thu được là 2,52 tấn. Chúng ta sẽ sử dụng khối lượng này để suy ngược lại khối lượng propene lý thuyết đã tham gia phản ứng.

Khối lượng PP thu được là 2,52 tấn.
Theo phương trình phản ứng, để tạo ra 2,52 tấn PP, khối lượng propene lý thuyết đã phản ứng sẽ là 2,52 tấn (nếu hiệu suất là 100%).

Đổi 2,52 tấn sang kg:
2,52 tấn = 2,52 * 1000 kg = 2520 kg.

Vậy, khối lượng propene theo lý thuyết đã phản ứng là 2520 kg.

Bước 5: Tính hiệu suất của phản ứng trùng hợp.

Hiệu suất của phản ứng được tính theo công thức:
\[ \text{Hiệu suất} (H) = \frac{\text{Khối lượng sản phẩm thực tế thu được}}{\text{Khối lượng sản phẩm tính theo lý thuyết}} \times 100\% \]
Hoặc, dựa trên chất phản ứng ban đầu:
\[ \text{Hiệu suất} (H) = \frac{\text{Khối lượng chất phản ứng thực tế đã dùng}}{\text{Khối lượng chất phản ứng ban đầu}} \times 100\% \]

Trong bài này, chúng ta có:
– Khối lượng propene ban đầu: 4200 kg.
– Khối lượng propene theo lý thuyết đã phản ứng (để tạo ra 2,52 tấn PP): 2520 kg.

Áp dụng công thức tính hiệu suất dựa trên chất phản ứng:
\( H = \frac{m_{C₃H₆} (\text{đã phản ứng theo lý thuyết})}{m_{C₃H₆} (\text{ban đầu})} \times 100\% \)
\( H = \frac{2520 \text{ kg}}{4200 \text{ kg}} \times 100\% \)
\( H = 0,6 \times 100\% \)
\( H = 60\% \)

Kết luận:

Vậy, hiệu suất của phản ứng trùng hợp là 60%.

Hy vọng cách giải chi tiết này giúp em hiểu rõ bài tập. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!