Cho 13 gam Zn phản ứng với 24,79 L Cl2 thì thu được 30,6 gam ZnCl2. Tính hiệu xuất phản ứng

Để tính hiệu suất phản ứng giữa kẽm (Zn) và clo (Cl2) tạo thành kẽm clorua (ZnCl2), trước hết, ta cần xác định các thông tin từ phương trình phản ứng hóa học cũng như tính toán số mol của các chất tham gia và sản phẩm.

Phương trình phản ứng giữa Zn và Cl2 là:

Zn + Cl2 → ZnCl2.

1. Tính số mol của Zn:
Khối lượng nguyên tử của Zn là 65 g/mol. Số mol của Zn có trong phản ứng được tính như sau:
n(Zn) = m/Z = 13 g / 65 g/mol = 0.2 mol.

2. Tính số mol của Cl2:
Khối lượng mol của Cl2 là 71 g/mol. Để tính số mol của Cl2 từ thể tích khí (được cho là điều kiện tiêu chuẩn):
Số mol của Cl2 sẽ được tính từ công thức
n = V/22.4.
Có:
n(Cl2) = 24.79 L / 22.4 L/mol ≈ 1.107 mol.

3. Tính số mol của ZnCl2 tạo thành:
Từ phương trình phản ứng, ta thấy 1 mol Zn phản ứng với 1 mol Cl2 để tạo ra 1 mol ZnCl2.
Tuy nhiên, do Zn là chất hạn chế (chỉ có 0.2 mol Zn), số mol ZnCl2 sản xuất cũng chỉ là 0.2 mol.

4. Tính khối lượng của ZnCl2 thu được:
Khối lượng mol của ZnCl2 là (65 + 2*35.5) g/mol = 136 g/mol.
Khối lượng ZnCl2 tối đa có thể tạo ra là:
m(ZnCl2) = n(ZnCl2) M(ZnCl2) = 0.2 mol 136 g/mol = 27.2 g.

5. Tính hiệu suất phản ứng:
Hiệu suất phản ứng được tính bằng công thức:
Hiệu suất (%) = (khối lượng sản phẩm thực tế / khối lượng sản phẩm lý thuyết) * 100%.

Với khối lượng sản phẩm thực tế là 30.6 g và khối lượng sản phẩm lý thuyết là 27.2 g, ta có:
Hiệu suất = (30.6 g / 27.2 g) * 100% ≈ 112.5%.

Kết quả này cho thấy hiệu suất phản ứng vượt quá 100%, điều này có thể do sai số trong đo lường hoặc trong quá trình thí nghiệm. Thực tế hiệu suất lý thuyết của phản ứng hóa học không thể lớn hơn 100%.