I. Tính lượng chất trong phương trình hoá học
1. TÍNH KHỐI LƯỢNG CHẤT THAM GIA VÀ SẢN PHẨM
* Các bước giải:
Bước 1: Chuyển đổi số liệu đầu bài sang số mol.
Bước 2: Lập phương trình hoá học.
Bước 3: Dựa vào số mol chất đã biết để tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học.
Bước 4: Tính khối lượng các chất cần tìm theo công thức: m = n . M
* Nếu phản ứng đã biết khối lượng của (n – 1) chất, cần tính khối lượng của 1 chất còn lại, ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng.
Ví dụ 1: Khi cho Fe tác dụng với dung dịch HCl thì xảy ra phản ứng hoá học sau:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Cần dùng bao nhiêu mol Fe để thu được 1,5 mol H2?
Hướng dẫn giải:
Theo phương trình hoá học:
1 mol Fe tham gia phản ứng sẽ thu được 1 mol H2.
Vậy 1,5 mol Fe tham gia phản ứng sẽ thu được 1,5 mol H2.
→ Số mol Fe cần dùng để thu được 1,5 mol H2 là 1,5 mol.
Khi cho Mg tác dụng với H2SO4 loãng thì xảy ra phản ứng hoá học sau:
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Số mol Mg cần dùng để thu được 0,2 mol H2 là
Cứ 1 mol Mg phản ứng thì tạo ra 1 mol H2
→ 0,2 mol Mg phản ứng tạo ra 0,2 mol H2.
Ví dụ 2: Hoà tan hết 0,65 gam Zn trong dung dịch HCl 1 M, phản ứng xảy ra như sau:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Tính khối lượng muối zinc chloride (ZnCl2) tạo thành sau phản ứng.
Hướng dẫn giải:
Số mol Zn tham gia phản ứng là n_{Zn}=\frac{0,65}{65}=0,01\text{ (mol)}
Theo phương trình hoá học:
1 mol Zn tham gia phản ứng sẽ thu được 1 mol ZnCl2.
Vậy 0,01 mol Zn tham gia phản ứng sẽ thu được 0,01 mol ZnCl2.
Khối lượng của zinc chloride tạo thành sau phản ứng là
m_{ZnCl_{2}}=n_{ZnCl_{2}}*M_{ZnCl_{2}}=0,01*(65+35,5*2)=1,36\textbf{ (gam)}
Hoà tan hết 4,8 gam Mg vào dung dịch HCl, phản ứng xảy ra như sau:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Khối lượng muối magnesium chloride (MgCl2) tạo thành sau phản ứng là
1 mol Mg tham gia phản ứng sẽ thu được 1 mol MgCl2.
Vậy 0,2 mol Mg tham gia phản ứng sẽ thu được 0,2 mol MgCl2.
Khối lượng của magnesium chloride tạo thành sau phản ứng là
m_{MgCl_{2}}=n_{MgCl_{2}}*M_{MgCl_{2}}=0,2*(24+35,5*2)=19\textbf{ (gam)}
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 13 gam Zn trong oxi thu được ZnO.
a) Lập PTHH.
b) Tính khối lượng ZnO thu được?
c) Tính khối lượng oxi đã dùng?
Lời giải
a) PTHH: 2Zn + O2\xrightarrow{{{t}^{o}}} 2ZnO
b) Số mol Zn là: {{n}_{Zn}}=\dfrac{13}{65}=0,2\,mol
PTHH: 2Zn + O2\xrightarrow{{{t}^{o}}} 2ZnO
Tỉ lệ PT: 2mol 1mol 2mol
0,2mol ? mol ? mol
Số mol ZnO tạo thành là: {{n}_{ZnO}}=\dfrac{0,2.2}{2}=0,2\,mol
=> Khối lượng ZnO là: mZnO = 0,2 . 81 = 16,2 gam
c) Số mol khí O2 đã dùng là: {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{0,2.1}{2}=0,1\,mol
=> Khối lượng O2 là: {{m}_{{{O}_{2}}}}=n.M=0,1.32=3,2\,gam
II. Hiệu suất phản ứng
1. Khái niệm hiệu suất phản ứng
– Xét phản ứng trong trường hợp tổng quát:
Chất phản ứng → Sản phẩm
– Với hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, khi đó:
+ Lượng chất phản ứng dùng trên thực tế sẽ lớn hơn lượng tính theo phương trình hoá học (lý thuyết).
+ Lượng sản phẩm thu được trên thực tế sẽ nhỏ hơn lượng tính theo phương trình hoá học.
Khi nung nóng KClO3 xảy ra phản ứng hoá học sau (phản ứng nhiệt phân):
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Biết rằng hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%. Hãy chọn các từ/cụm từ (lớn hơn, nhỏ hơn, bằng) phù hợp với nội dung còn thiếu trong các nhận định sau:
nhỏ hơn / lớn hơn / bằng
1. Khi nhiệt phân 1 mol KClO3 thì thu được số mol O2 ___ 1,5 mol.
2. Để thu được 0,3 mol O2 thì cần số mol KClO3 ___ 0,2 mol.
1. Nếu hiệu suất bằng 100%, khi nhiệt phân 1 mol KClO3 thì thu được 1,5 mol O2, tuy nhiên, vì hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100% nên lượng O2 thu được nhỏ hơn 1,5 mol.
2. Nếu hiệu suất phản ứng bằng 100, để thu được 0,3 mol O2 thì cần 0,2 mol KClO3, tuy nhiên, vì hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên để thu được 0,3 mol O2 cần nhiều hơn 0,2 mol KClO3.
2. Tính hiệu suất phản ứng
– Xét phản ứng trong trường hợp tổng quát:
Chất phản ứng → Sản phẩm
Theo lý thuyết, phản ứng trên thu được m gam một chất sản phẩm. Nhưng thực tế thu được m^{'} gam chất đó (m\le m^{'}).
– Hiệu suất phản ứng được tính theo công thức: H=\dfrac{m^{'}}{m}*100%
– Hiệu suất phản ứng tính theo số mol: H=\dfrac{n^{'}}{n}*100%
Trong đó: n là số mol chất sản phẩm tính theo lý thuyết, n^{'} là số mol chất sản phẩm thu được theo thực tế.
Cho 8 gam iron (III) oxide tác dụng với khí hydrogen dư ở nhiệt độ cao, thu được 4,2 gam iron. Phản ứng xảy ra như sau:
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
Hiệu suất của phản ứng là
n_{Fe_{2}O_{3}}=\dfrac{8}{56*2+16*3}=0,05\text{ (mol)}
Theo phương trình hoá học, 1 mol Fe2O3 tham gia phản ứng thu được 2 mol Fe
→ 0,05 mol Fe2O3 tham gia phản ứng thu được 0,1 mol Fe.
Vậy khối lượng Fe thu được theo lý thuyết (nếu phản ứng hoàn toàn) là
H=\dfrac{m^{'}}{m}*100%=\dfrac{4,2}{5,6}*100%=75%