
10/11/2024
10/11/2024
Để giải bài toán tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân của Mg(NO₃)₂, ta cần thực hiện các bước sau:
### Bước 1: Viết phương trình phản ứng và phân tích các chất tham gia, sản phẩm.
Phương trình phản ứng nhiệt phân Mg(NO₃)₂ là:
\[
\text{Mg(NO}_3\text{)}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{MgO} + 2\text{NO}_2 + \text{O}_2
\]
- **Mg(NO₃)₂** là muối magie nitrat.
- **MgO** là oxit magie.
- **NO₂** là khí đioxit nitơ.
- **O₂** là khí oxi.
### Bước 2: Tính số mol O₂ thu được từ thể tích khí O₂
Để tính số mol khí O₂ thu được, ta sử dụng phương trình lý tưởng:
\[
PV = nRT
\]
Trong đó:
- \( P \) là áp suất = 1 bar = 1 atm (vì 1 bar ≈ 1 atm),
- \( V \) là thể tích khí O₂ = 0,279 L,
- \( n \) là số mol O₂ cần tìm,
- \( R \) là hằng số khí = 0,0821 L·atm/(mol·K),
- \( T \) là nhiệt độ = 25°C = 298 K.
Thay vào phương trình lý tưởng:
\[
n = \frac{PV}{RT}
\]
\[
n = \frac{(1 \, \text{atm}) \times (0,279 \, \text{L})}{(0,0821 \, \text{L·atm/(mol·K)}) \times (298 \, \text{K})}
\]
\[
n \approx 0,0114 \, \text{mol O}_2
\]
### Bước 3: Tính số mol Mg(NO₃)₂ cần thiết để tạo ra số mol O₂
Từ phương trình phản ứng, ta thấy tỉ lệ số mol giữa Mg(NO₃)₂ và O₂ là 2:1, nghĩa là 2 mol Mg(NO₃)₂ sẽ tạo ra 1 mol O₂.
Vậy số mol Mg(NO₃)₂ cần thiết để tạo ra 0,0114 mol O₂ là:
\[
n_{\text{Mg(NO}_3\text{)}_2} = 2 \times 0,0114 = 0,0228 \, \text{mol}
\]
### Bước 4: Tính khối lượng Mg(NO₃)₂ ban đầu
Khối lượng mol của Mg(NO₃)₂ là:
\[
\text{Molar mass of Mg(NO}_3\text{)}_2 = 24,3 \, (\text{Mg}) + 2 \times (14 + 3 \times 16) = 24,3 + 2 \times 62 = 148,3 \, \text{g/mol}
\]
Khối lượng Mg(NO₃)₂ cần thiết để có 0,0228 mol là:
\[
m_{\text{Mg(NO}_3\text{)}_2} = 0,0228 \times 148,3 \approx 3,38 \, \text{g}
\]
### Bước 5: Tính hiệu suất phản ứng
Số mol Mg(NO₃)₂ ban đầu có trong 4,44 g là:
\[
n_{\text{Mg(NO}_3\text{)}_2 (\text{ban đầu})} = \frac{4,44 \, \text{g}}{148,3 \, \text{g/mol}} \approx 0,0299 \, \text{mol}
\]
Vậy, theo lý thuyết, nếu phản ứng hoàn toàn, số mol O₂ thu được sẽ là:
\[
n_{\text{O}_2 (\text{lý thuyết})} = \frac{0,0299 \, \text{mol}}{2} = 0,01495 \, \text{mol}
\]
Từ số mol O₂ lý thuyết, tính thể tích O₂ lý thuyết ở 25°C, 1 bar (dùng phương trình lý tưởng):
\[
V_{\text{O}_2 (\text{lý thuyết})} = \frac{nRT}{P} = \frac{0,01495 \times 0,0821 \times 298}{1} \approx 0,366 \, \text{L}
\]
### Bước 6: Tính hiệu suất phản ứng
Hiệu suất phản ứng (\( \eta \)) được tính bằng công thức:
\[
\eta = \frac{\text{Thể tích khí O}_2 \, \text{thu được thực tế}}{\text{Thể tích khí O}_2 \, \text{lý thuyết}} \times 100\%
\]
\[
\eta = \frac{0,279 \, \text{L}}{0,366 \, \text{L}} \times 100\% \approx 76,2\%
\]
### Kết quả:
Hiệu suất phản ứng nhiệt phân Mg(NO₃)₂ là khoảng **76,2%**.
10/11/2024
Tuấn Anh75,7%
Tuấn Anh
10/11/2024
Châu Lêcc
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
CÂU HỎI LIÊN QUAN
15/12/2025
15/12/2025
15/12/2025
15/12/2025
Top thành viên trả lời