Tính theo phương trình hóa học

TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

Bằng cách nào tìm được khối lượng chất/ hoặc thể tích khí tham gia và khối lượng chất sản phẩm?

• Các bước tiến hành:

Bước 1: Chuyển đổi số liệu đề bài sang số mol.

+ Nếu bài toán cho khối lượng(m) thì: n = m/M

+ Nếu bài toán cho thể tích khí V(đktc): n = V/22,4

Bước 2: Viết phương trình hóa học.

Bước 3: Dựa vào số mol của chất đã biết tính ra số mol của chất cần tìm theo phương trình hóa học.

Bước 4: Tính theo yêu cầu của đề bài. (có thể chuyển đổi ra khối lượng theo công thức m = n x M hoặc chuyển qua thể tích khí đo ở ĐKTC theo công thức: V = n x 22,4 lít).

VD: Cho 2,4 gam Mg tác dụng với axit clohiđric. Tính:

1. Thể tích khí hiđro thu được sau phản ứng(đktc)?
2. Khối lượng axit clohiđric đã tham gia phản ứng?

Hướng dẫn giải

- Số mol của magie là: \[{{n}_{Mg}}=\frac{{{m}_{Mg}}}{{{M}_{Mg}}}\]= 0, 1 mol

- Phương trình hóa học: Mg + 2HCl → ZnCl2 + H2

Theo phương trình: 1 mol 2mol 1 mol

Theo đầu bài: 0,1 mol → 0,2 mol → 0,1 mol

Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{HCl}}\]= 0,2 mol và \[{{n}_{{{H}_{2}}}}\]= 0,1 mol

- Vậy thể tích khí H2: \[{{V}_{{{H}_{2}}}}=n{}_{{{H}_{2}}}.22,4\] = 0,1 . 22,4 = 2,24 lít

- Khối lượng axit clohiđric : m (HCl) = 0,2 . 36,5 = 7,1 gam

B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

DẠNG 1. TÍNH DỰA THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

• Để giải được bài dạng này, cần làm theo các bước sau:

Bước 1: Chuyển đổi số liệu đề bài sang số mol.

Bước 1: Chuyển đổi số liệu đề bài sang số mol.

+ Nếu bài toán cho khối lượng(m) thì: n = m/M

+ Nếu bài toán cho thể tích khí V(đktc): n = V/22,4

+ Nếu bài toán cho nồng đô mol (CM) và Vdd(l): n = CM . Vdd(l)

+ Nếu bài toán cho nồng đô C% và mdd (g) thì tính như sau:

Tính \[{{m}_{ct}}=\frac{C%.{{m}_{dd}}}{100%}\] => Tính \[n=\frac{m}{M}\]

Bước 2: Viết phương trình hóa học.

Bước 3: Dựa vào số mol của chất đã biết tính ra số mol của chất cần tìm theo phương trình hóa học.

Bước 4: Tính theo yêu cầu của đề bài. (có thể chuyển đổi ra khối lượng theo công thức m = n x M hoặc chuyển qua thể tích khí đo ở ĐKTC theo công thức: V = n x 22,4 lít).

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 13 gam Zn trong oxi thu được ZnO. Tính thể tích khí oxi đã dùng (đktc)?
Hướng dẫn giải:

Số mol Zn là: \({{n}_{Zn}}=\frac{{{m}_{Zn}}}{{{M}_{Zn}}}\) = 0,2 (mol)

PTHH: 2Zn + O2 t° 2ZnO

Tỉ lệ theo PT: 2mol 1mol 2mol

0,2mol ? mol

Số mol khí O2 đã dùng là:\( {{n}_{{{O}_{2}}}}=\frac{1}{2}{{n}_{Zn}}=\frac{1}{2}.0,2=\)0,1 mol

=> Thể tích O2 là: \[{{V}_{{{O}_{2}}}}\] = 0,1.22,4 = 2,24 lít

DẠNG 2. BÀI TOÁN CÓ NHIỀU PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

• Để giải được bài dạng này, cần làm theo các bước sau:

+ Bước 1: Tính số mol từ dữ kiện đề bài đã cho.

+ Bước 2: Viết phương trình hóa học, đặt ẩn chất có liên quan đến số liệu mà đề bài đã cho hoặc tính số mol

+ Bước 3: Giải hệ phương trình => Tìm ra ẩn hoặc có thể lập phương trình bậc nhất 1 ẩn dựa vào các dữ kiện của đề bài => giải ra để tìm ra mol của chất cần tính.

+ Sau khi đã tìm được giá trị của ẩn, ta sẽ tính toán theo yêu cầu đề bài.

Ví dụ 1: Đốt cháy hỗn hợp chứa 4,48 lít CH4 và 2,24 lít C2H4 thì cần V lít O2 (đktc) thu được sản phẩm CO2 và nước. Giá trị của V là

Hướng dẫn giải chi tiết:

\[{{n}_{C{{H}_{4}}}}=0,2mol\]; \[{{n}_{{{C}_{2}}{{H}_{4}}}}=0,1mol\]

CH4 + 2O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] CO2 + 2H2O

0,2 → 0,4

C2H4 + 3O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 2CO2 + 2H2O

0,1 → 0,3

⟹ \[{{n}_{{{O}_{2}}}}\]= 0,4 + 0,3 = 0,7 mol

⟹ \({{V}_{{{O}_{2}}}}\) = 0,7 . 22,4 = 15,68 lít

DẠNG 3. BÀI TOÁN CHẤT THỪA - THIẾU

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

• Một số lưu ý cần nhớ: Để làm được dạng bài này, ta cần làm theo các bước như sau:

Bước 1: Tính số mol mỗi chất tham gia phản ứng

Bước 2: Viêt phương trình phản ứng

Bước 3: Dựa vào phương trình, xét chất dư hết, bài toán sẽ được tính theo chất hết

Bước 4: Dựa theo yêu cầu đề bài để tính ra kết quả

Ví dụ 1: Cho 5,6 gam Fe phản ứng với 0,15 mol HCl theo phương trình:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.

Tính khối lượng khí H2 sinh ra (ĐKTC).

Hướng dẫn giải chi tiết:

\[nFe=\] 0,1 (mol)

• Cách 1:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Theo phương trình 1 2 (mol)

Theo đề bài: 0,1 0,15 (mol)

Ta thấy : 0,1/1 > 0,15/2 . Từ đó, ta thấy HCl là chất phản ứng hết, Fe là chất còn dư; lượng sản phẩm tính theo chất hết (HCl).

=> \[n{{H}_{2}}=\frac{1}{2}nHCl=\frac{1}{2}.0,15\]= 0,075 mol

=> \[{{V}_{{{H}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}}}.22,4\]= 0,075 . 22,4 = 1,68 lít.

• Cách 2:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Mol theo phương trình 1 2 (mol)

Mol theo đề bài: 0,1 0,15 (mol)

Mol phản ứng 0,075 0,15 0,075

Mol sau phản ứng: 0,025 0 0,075

Từ đó, ta thấy HCl là chất phản ứng hết, Fe là chất còn dư; lượng sản phẩm tính theo chất hết (HCl).

=> \[{{V}_{{{H}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}}}.22,4\]= 0,075 . 22,4 = 1,68 lít.

C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Bài 1 (trang 75 SGK Hoá học 8):

Sắt tác dụng với axit clohiđric : Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.

Nếu có 2,8 g sắt tham gia phản ứng, em hãy tìm :

a) Thể tích khí hiđro thu được ở đktc.

b) Khối lượng axit clohiđric cần dùng.
Hướng dẫn giải:

Phương trình hóa học: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)

Số mol sắt tham gia phản ứng là: \[{{n}_{Fe}}={{\frac{{{m}_{Fe}}}{{{M}_{Fe}}}}_{{}}}\]= 0,05 mol

a) Theo phương trình (1) có:

Cứ 1 mol Fe tác dụng với 2 mol axit clohiđric thu được 1 mol khí H2.

Vậy 0,05 mol Fe tác dụng với axit clohiđric thu được 0,05 mol khí H2.

Thể tích khí H2 thu được : \[{{V}_{{{H}_{2}}}}\]= 0,05 . 22,4 = 1,12 (lít)

b) Theo phương trình (1) có:

Hòa tan 1 mol Fe cần dùng 2 mol HCl.

Vậy để hòa tan 0,05 mol Fe cần dùng 0,1 mol HCl.

Khối lượng của axit clohiđric cần dùng: \[{{m}_{HCl}}={{n}_{HCl}}.{{M}_{HCl}}\]= 0,1.36,5 = 3,65 (g)

Bài 2 (trang 75 SGK Hoá học 8):

Lưu huỳnh S cháy trong không khí sinh ra chất khí mùi hắc, gây ho, đó là khí lưu huỳnh đioxit (còn gọi là khí sunfurơ) có công thức hóa học là SO2.

a) Viết phương trình hóa học của phản ứng lưu huỳnh cháy trong không khí.

b) Biết khối lượng lưu huỳnh tham gia phản ứng là 1,6 g. Hãy tìm :

- Thể tích khí lưu huỳnh đioxit sinh ra ở đktc.

- Thể tích không khí cần dùng ở đktc. Biết khí oxi chiếm 1/5 thể tích của không khí.

Hướng dẫn giải:

a) Phương trình hóa học của S cháy trong không khí:

S + O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]SO2

b) Số mol của S tham gia phản ứng:

\[{{n}_{S}}=\] 0,05 mol

- Theo phương trình hóa học, ta có:

1 mol lưu huỳnh S phản ứng với 1 mol khí Oxi (O2) thu được 1 mol khí lưu huỳnh đioxit (SO2)

Vậy có 0,05 mol S phản ứng thì sẽ sinh ra cũng 0,05 mol SO2

Thể tích khí sunfurơ sinh ra:

\[{{V}_{S{{O}_{2}}}}=\] 22,4 . 0,05 = 1,12 (lít)

- Theo phương trình hóa học, ta có: nO2 = nS = 0,05 mol

=> Thể tích khí oxi cần dùng là:

\[{{V}_{{{O}_{2}}}}=\] 22,4 . 0,05 = 1,12 (lít)

Mặt khác, khí oxi chiếm 15 thể tích của không khí nên thể tích không khí cần dùng là:

\[{{V}_{KK}}=5.{{V}_{{{O}_{2}}}}\]= 5 . 1,12 = 5,6 (lít)

Bài 3 (trang 75 SGK Hoá học 8):

Có phương trình hóa học sau :

CaCO3 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]CaO + CO2

a) Cần dùng bao nhiêu mol CaCO3 để điều chế được 11,2 g CaO ?

b) Muốn điều chế được 7 g CaO cần dùng bao nhiêu gam CaCO3 ?

c) Nếu có 3,5 mol CaCO3 tham gia phản ứng sẽ sinh ra bao nhiêu lít CO2 (đktc) ?

d) Nếu thu được 13,44 lít khí CO2 ở đktc thì có bao nhiêu gam chất rắn tham gia và tạo thành sau phản ứng ?

Hướng dẫn giải:

Phương trình hóa học:

CaCO3 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]CaO + CO2 (1)

a) Số mol CaO tạo thành \[{{n}_{CaO}}\]= 0,2 (mol)

Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{CaCO}}_{_{3}}\]= 0,2 (mol)

Vậy cần dùng 0,2 mol CaCO3 để điều chế 11,2 g CaO.

b) \[{{n}_{CaO}}\] = 0,125 (mol)

Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{CaCO}}_{_{3}}\]= 0,125 (mol)

Khối lượng CaCO3 cần dùng là:

\[{{m}_{CaCO}}_{_{3}}={{M}_{CaC{{O}_{3}}}}.{{n}_{CaC{{O}_{3}}}}\]= 100 . 0,125 = 12,5 (gam)

Vậy muốn điều chế 7 g CaO cần dùng 12,5 g CaCO3.

c) Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{CaCO}}_{_{3}}=.{{n}_{Ca{{O}_{{}}}}}\]= 3,5 (mol)

\[{{V}_{C{{O}_{2}}}}\] = 22,4 . 3,5 = 78,4 (lít)

Vậy 3,5 mol CaCO3 tham gia phản ứng sẽ sinh ra 78,4 lít khí CO2 ĐKTC

d) \[{{n}_{C{{O}_{2}}}}\]= 0,6 (mol)

Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{CaCO}}_{_{3}}=.{{n}_{Ca{{O}_{{}}}}}\]= 0,6 (mol)

Khối lượng CaCO3 tham gia là:

\[{{m}_{CaC{{O}_{3}}}}\] = 0,6 . 100 = 60 (gam)

Khối lượng chất rắn tạo thành là:

\[{{m}_{Ca{{O}_{{}}}}}\]= 0,6 . 56 = 33,6 (gam)

Bài 4 (trang 75, 76 SGK Hoá học 8):

a) Cacbon oxit CO tác dụng với khí oxi tạo ra cacbon đioxit. Hãy viết phương trình hóa học.

b) Nếu muốn đốt cháy 20 mol CO thì phải dùng bao nhiêu mol O2 để sau phản ứng người ta chỉ thu được một chất khí duy nhất ?

c) Hãy điền vào những ô trống số mol các chất phản ứng và sản phẩm có ở những thời điểm khác nhau. Biết hỗn hợp CO và O2 ban đầu được lấy đúng tỉ lệ về số mol các chất theo phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải:

a) Phương trình hóa học:

2CO + O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]2CO2

b) Lượng chất CO2 cần dùng:

Để thu được một chất khí duy nhất là CO2 thì số mol các chất tham gia phản ứng phải theo đúng tỉ lệ của phương trình hóa học (hay là 2 khí ban đầu đều phải phản ứng hết).

Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{{{O}_{2}}}}={{n}_{CO}}\]= 20 mol.

c) Thời điểm t1 nCO còn 15mol ⇒ nCO đã phản ứng = 20 - 15= 5mol

Theo phương trình: nCO2 = nCO(pư) = 5 mol

nO2 phản ứng = 1/2.nCO phản ứng = 1/2. 5 = 2,5 mol

⇒ nO2 còn lại = 10 - 2,5 = 7,5 mol

Tương tự tính thời điểm t2 và thời điểm t3 ta được số liệu sau:

Bài 5 (trang 75 SGK Hoá học 8):

Hãy tìm thể tích khí oxi đủ để đốt cháy hết 11,2 lít khí A.

Biết rằng :

- Khí A có tỉ lệ khối đối với không khí là 0,552.

- Thành phần theo khối lượng của khí A là : 75% C và 25% H.

Các thể tích khí đo ở đktc.

Hướng dẫn giải:

Ta có: dA/kk = 0,552 => MA = 29 . 0,552 = 16 g

Gọi công thức hóa học chung của khí A là CxHy (Đk: x, y nguyên dương)

\[mC=\frac{%C.{{M}_{A}}}{100%}=\frac{75.16}{100}\] = 12 (gam) => x = 1.

\[mH=\frac{%H.{{M}_{A}}}{100%}=\frac{25.16}{100}\]= 4 (gam) => y = 4.

Suy ra 1 mol khí A có: 1 mol nguyên tử C và 4 mol nguyên tử H

Công thức hóa học của khí A là: CH4

Phương trình hóa học: CH4 + 2O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]CO2 + 2H2O

Theo phương trình hóa học:

\[{{n}_{{{O}_{2}}}}=2{{n}_{{{H}_{2}}}}\]mà trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất thì tỉ lệ về thể tích cũng bằng tỉ lệ về số mol nên \[{{V}_{{{O}_{2}}}}=2.{{n}_{C{{H}_{4}}}}\]= 2 . 11,2 = 22,4 lít.

Trên đây là gợi ý giải Hoá 8 bài tính theo phương trình hóa học mà ICAN soạn thảo. Cảm ơn bạn đã theo dõi và chia sẻ nhé. Chúc các bạn học vui vẻ.