Lý Thuyết Và Các Bài Toán Tính Theo Phương Trình Hóa Học

Tính theo phương trình hóa học là một trong những lý thuyết quan trọng trong chương trình Hóa lớp 8 nói riêng và Hóa học bậc phổ thông nói chung. Vậy có những lý thuyết và các dạng bài tập tính toán cơ bản theo phương trình hóa học gì? Các em hãy cùng TheTips tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Lý thuyết tính theo phương trình hóa học

Tính theo phương trình hóa học là gì?

Tính theo phương trình hóa học nghĩa là dựa vào phương trình hóa học đã được cân bằng, các em có thể tính được số mol của chất đã biết, sau đó suy ra số mol của chất tham gia hay sản phẩm được tạo thành. Việc tính số mol chủ yếu dựa vào thể tích hay khối lượng của các chất đã được cho trước.

Phương pháp tính theo phương trình hóa học

Để có thể giải được các bài toán tính theo phương trình hóa học dễ dàng, các em cần nắm vững một số nội dung trọng tâm như sau:

• Viết phương trình hóa học một cách chính xác
• Chuyển đổi thể tích chất khí hoặc khối lượng của các chất tham gia thành số mol
• Căn cứ vào phương trình hóa học để tính số mol chất tham gia và chất được tạo thành sau phản ứng
• Chuyển đổi thể tích chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn – đktc (V = n.22,4) hay khối lượng của vật (m = n.M)

Các bài toán tính theo phương trình hóa học 

Tính khối lượng chất tham gia và sản phẩm

Với dạng bài toán này, đề bài sẽ cho trước khối lượng của chất tham gia hay sản phẩm, các em thực hiện tính toán theo các bước sau:

begin{aligned}
&bull text{Tìm số mol chất theo đề bài cho bằng công thức: }n=frac{m}{M}.\
&bull text{Viết phương trình hóa học thật chính xác.}\
&bull text{Dựa theo tỉ lệ các chất có trong phương trình để tìm ra số mol chất cần tìm.}\
&bull text{Chuyển đổi ra số gam cần tìm.}
end{aligned}

Ví dụ: Cho 2,4g Mg tác dụng với axit clohidric. Tính khối lượng axit clohidric đã tham gia vào phản ứng?

Lời giải:

Số mol của magie là:

n_{Mg} = frac{2,4}{24} = 0.1 (mol)

Phương trình hóa học:

Mg + 2HCl → MgCl_2 + H_2\

Dựa theo tỉ lệ số mol giữa Mg và HCl, các em dễ dàng tìm được số mol của axit tham gia phản ứng:}

n_{HCl} = 2n_{Mg} = 2.0,1 = 0,2 (mol)

Khối lượng axit HCl là:

m_{HCl} = n.M = 0,2.36,5 = 7,3 (g)

Tính thể tích khí tham gia và sản phẩm

Để tính được thể tích khí tham gia và sản phẩm, các em cần đi theo các bước như sau:

• Bước 1: viết phương trình hóa học của phản ứng diễn ra
• Bước 2: Rút ra tỉ lệ số mol giữa chất đã biết và chất cần tìm
• Bước 3: Thông qua phương trình hóa học, các em tìm số mol của chất cần tìm
• Bước 4: Tìm thể tích khí

Ví dụ: Đốt cháy 13g kẽm trong oxi thu được oxit ZnO. Thể tích khí oxi đã dùng (đktc) là bao nhiêu?

Lời giải:

Số mol của kẽm là:

n_{Zn} = frac{13}{65} = 0,2 (mol)

Phương trình hóa học:

2Zn + O_2 → 2ZnO

Theo tỷ lệ của phương trình, số mol khí O₂ đã dùng là:

n_{O_2} = frac{0,2.1}{2} = 0,1 (mol)

Thể tích khí O₂ đã dùng là:

V_{O_2} = n.22,4 = 0,1.22,4 = 2,24 (l)

Tính chất dư trong phản ứng

Với dạng bài toán này, các em sẽ biết thể tích hay khối lượng của cả 2 chất tham gia, sau đó tiến hành giải theo các bước sau:

begin{aligned}
&bull text{Bước 1: Giả sử phương trình phản ứng là aA + bB → cC + dD.}\
&bull text{Bước 2: Lập tỉ số }frac{n_A}{a} text{ và }frac{n_B}{b}. text{  Trong đó, }n_A text{ và }n_B text{  lần lượt là số mol chất A, B theo đề bài.}\
&bull text{Bước 3: So sánh tỉ số:}\
&   circ text{ Nếu } frac{n_A}{a} > frac{n_B}{b} text{ thì chất B hết, chất A dư.}\
&   circ text{ Nếu } frac{n_A}{a} 

Ví dụ: Đun nóng 6,2g photpho trong bình chứa 6,72l khí oxi ở điều kiện tiêu chuẩn. Hãy cho biết sau khi cháy:

1. Oxi hay photpho chất nào còn dư?
2. Tính khối lượng của chất được tạo thành là bao nhiêu gam?

Lời giải:

1. Xác định chất dư

Theo đề bài ta có:

begin{aligned}
&n_P= frac{m}{M} = frac{6,2}{31} = 0,2 (mol)\
&n_O = frac{V}{22,4} = frac{6,72}{22,4} = 0.3 (mol)\
end{aligned}

Phương trình phản ứng:

4P + 5O_2 → 2P_2O_5

Lập tỉ lệ theo phương trình phản ứng, ta được:

frac{0,2}{4} (= 0,5) 

Do đó, photpho hết và oxi dư.

2. Chất được tạo thành là P₂O₅

Từ phương trình hóa học suy ra được:

n_{P_2O_5} = frac{0,2.2}{4} = 0,1 (mol)

Khối lượng P₂O₅:

m_{P_2O_5} = n.M = 0,1.142 = 14,2 (g)

Tính hiệu suất phản ứng

Trong thực tế, một phản ứng hóa học xảy ra phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như chất xúc tác, nhiệt độ,… làm cho chất tham gia phản ứng không tác dụng hết, nghĩa là hiệu suất không đạt 100%. Do đó, hiệu suất phản ứng được tính theo 1 trong 2 cách sau đây:

Cách 1: Tính hiệu suất phản ứng liên quan đến khối lượng sản phẩm:

H% = frac{KLSPTT}{KLSPLT}.100%

Trong đó:

• KLSPTT là khối lượng sản phẩm thực tế.
• KLSPLT là khối lượng sản phẩm lý thuyết.

Cách 2: Tính hiệu suất phản ứng liên quan đến chất tham gia:

H% = frac{KLCTGTT}{KLCTGLT}.100%

Trong đó:

• KLCTGTT là khối lượng chất tham gia thực tế.
• KLCTGLT là khối lượng chất tham gia lý thuyết.

Lưu ý: 

• Khối lượng thực tế sẽ là khối lượng đề bài cho.
• Khối lượng lý thuyết sẽ là khối lượng được tính theo phương trình.

Ví dụ: Nung nóng 150kg CaCO₃ thu được 67,2kg CaO. Tính hiệu suất của phản ứng.

Lời giải:

Phương trình hóa học:

CaCO_3 xrightarrow{t^circ} CaO + CO_2

Khối lượng của oxit CaO thu được theo lý thuyết là:

m = frac{150.56}{100} = 84 (kg)

Hiệu suất của phản ứng là:

H% = frac{67,2}{84}.100% = 80%

Nguồn: Tính Theo Phương Trình Hóa Học – Marathon Education