Khoa học tự nhiên lớp 8 · KNTT · Chương 2

Lý thuyết KHTN 8 Bài 6: Tính theo phương trình hóa học

Chương 2: Phản ứng hóa học · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 8 Bài 6: Tính theo phương trình hóa học theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.

Lớp

6 7 8 9

Môn

Toán học Ngữ văn Tiếng Anh Khoa học tự nhiên Lịch sử & Địa lý Giáo dục công dân Tin học Công nghệ

I. Tính lượng chất trong phương trình hoá học

Dựa vào phương trình hoá học, khi biết lượng một chất đã phản ứng hoặc lượng chất tạo thành, tính được lượng chất còn lại.

1. Tính lượng chất tham gia trong phản ứng

Ví dụ: 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 ……………………………… 1,5 mol H₂.

Số mol Fe cần dùng để thu được 1,5 mol H₂ là 1,5 mol.

2. Tính lượng chất sinh ra trong phản ứng

Ví dụ: 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:

- Tính số mol Zn tham gia phản ứng:

$n_{Z n} = \frac{m_{Z n}}{M_{Z n}} = \frac{0, 65}{65} = 0, 01 (m o l) .$

- Tìm số mol muối zinc chloride tạo thành sau phản ứng dựa theo tỉ lệ số mol các chất trong phương trình hoá học.

Theo phương trình hoá học:

1 mol Zn tham gia phản ứng sẽ thu được 1 mol ZnCl₂.

Vậy: 0,01 mol Zn ……………………………… 0,01 mol ZnCl₂.

- Tính khối lượng zinc chloride tạo thành sau phản ứng:

$m_{Z n C l_{2}} = n_{Z n C l_{2}} . M_{Z n C l_{2}} = 0, 01. (65 + 35, 5.2) = 1, 36 (g) .$

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 đạt 100%, phản ứng xảy ra hoàn toàn.

- 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 (theo lí thuyết).

+ Lượng sản phảm thu được trên thực tế sẽ nhỏ hơn lượng tính theo phương trình hoá học.

2. Tính hiệu suất phản ứng

Xét phản ứng trong trường hợp tổng quát:

Chất phản ứng → Sản phẩm.

Theo lí thuyết, phản ứng trên thu được m gam một chất sản phẩm. Nhưng thực tế thu được m’ gam chất đó (m’ ≤ m).

Hiệu suất phản ứng được tính theo công thức:

$H = \frac{m'}{m} \times 100 (%) .$

Nếu lượng chất tính theo số mol thì hiệu suất được tính theo công thức:

$H = \frac{n'}{n} \times 100 (%) .$

Trong đó: n là số mol chất sản phẩm tính theo lí thuyết, n’ là số mol chất sản phẩm thu được theo thực tế.

3. Ví dụ minh hoạ

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 $\overset{t^{o}}{\to}$ 2Fe + 3H₂O

Tình hiệu suất phản ứng theo 2 cách.

Hướng dẫn giải:

Cách 1: Tính hiệu suất phản ứng từ khối lượng chất sản phẩm theo lí thuyết và thực tế

Bước 1: Tính lượng Fe thu được theo lí thuyết.

Số mol Fe₂O₃: $n_{F e_{2} O_{3}} = \frac{m_{F e_{2} O_{3}}}{M_{F e_{2} O_{3}}} = \frac{8}{160} = 0, 05 (m o l)$

Theo phương trình hoá học:

1 mol Fe₂O₃ tham gia phản ứng sẽ thu được 2 mol Fe.

Vậy: 0,05 mol Fe₂O₃ ……………………………. 0,1 mol Fe.

Khối lượng Fe thu được theo lí thuyết: m_Fe = n_Fe. M_Fe = 0,1 . 56 = 5,6 (gam).

Bước 2: Tính hiệu suất phản ứng.

$H = \frac{m'_{F e}}{m_{F e}} .100 (%) = \frac{4, 2}{5, 6} .100 (%) = 75 (%) .$

Cách 2: Tính hiệu suất phản ứng từ số mol chất sản phẩm theo lí thuyết và thực tế

Tương tự bước 1 ở cách 1, có số mol Fe thu được theo lí thuyết là 0,1 mol.

Số mol Fe thực tế:

$n'_{F e} = \frac{m'_{F e}}{M_{F e}} = \frac{4, 2}{56} = 0, 075 (m o l) .$

Hiệu suất phản ứng:

$H = \frac{n'_{F e}}{n_{F e}} .100 (%) = \frac{0, 075}{0, 1} .100 (%) = 75 (%) .$

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Tiêu chí	Phản ứng vừa đủ	Phản ứng có chất dư	Phản ứng có hiệu suất ( $H < 100\%$ )
Dấu hiệu nhận biết	Tỉ lệ mol đề cho đúng bằng tỉ lệ hệ số PTHH	Tỉ lệ $\frac{n_{\text{đề}}}{hệ số}$ giữa các chất tham gia không bằng nhau	Đề bài cho biết hiệu suất $H\%$ hoặc sản phẩm thu được ít hơn lí thuyết
Căn cứ tính toán	Có thể tính theo bất kì chất tham gia nào	Bắt buộc tính theo chất hết (có tỉ số nhỏ nhất)	Tính lượng lí thuyết theo PTHH rồi nhân/chia hiệu suất
Công thức sản phẩm	$n_{sp} = n_{ct} \times \frac{\text{hệ số } sp}{\text{hệ số } ct}$	$n_{sp} = n_{\text{hết}} \times \frac{\text{hệ số } sp}{\text{hệ số } hết}$	$m_{tt} = m_{lt} \times \frac{H}{100}$ (sản phẩm thực tế nhỏ hơn lí thuyết)
Lượng chất tham gia cần	Vừa đủ dùng, không dư thừa	Chất dư còn lại: $n_{\text{dư}} = n_{\text{ban đầu}} - n_{\text{phản ứng}}$	$m_{ct(tt)} = m_{ct(lt)} \times \frac{100}{H}$ (chất tham gia thực tế cần nhiều hơn)

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

Kiến thức then chốt 1: Tính theo phương trình hóa học gồm 4 bước cơ bản: Tính số mol chất đã cho $\rightarrow$ Viết và cân bằng PTHH $\rightarrow$ Dựa vào PTHH tìm số mol chất cần tìm $\rightarrow$ Đổi số mol ra khối lượng hoặc thể tích.
Kiến thức then chốt 2: Bài toán lượng dư: So sánh tỉ số $\frac{n_{\text{đề}}}{hệ số}$ giữa các chất phản ứng; chất nào có tỉ số nhỏ hơn sẽ phản ứng hết, chất có tỉ số lớn hơn sẽ dư và tính toán theo chất hết.
Kiến thức then chốt 3: Hiệu suất phản ứng ( $H$ ) phản ánh mức độ chuyển hóa chất phản ứng thành sản phẩm: $H = \frac{m_{tt}}{m_{lt}} \times 100\%$ hoặc $H = \frac{n_{tt}}{n_{lt}} \times 100\%$ .
Kiến thức then chốt 4: Khi có hiệu suất $H < 100\%$ , lượng sản phẩm thực tế thu được luôn nhỏ hơn lượng lí thuyết tính theo PTHH: $m_{tt} = m_{lt} \times \frac{H}{100}$ .
Kiến thức then chốt 5: Khi có hiệu suất $H < 100\%$ , lượng chất tham gia thực tế cần dùng luôn lớn hơn lượng lí thuyết: $m_{tt} = m_{lt} \times \frac{100}{H}$ .

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

Tính theo phương trình hóa học gồm 4 bước cơ bản: Tính số mol chất đã cho $\rightarrow$ Viết và cân bằng PTHH $\rightarrow$ Dựa vào PTHH tìm số mol chất cần tìm $\rightarrow$ Đổi số mol ra khối lượng hoặc thể tích.
Bài toán lượng dư: So sánh tỉ số $\frac{n_{\text{đề}}}{hệ số}$ giữa các chất phản ứng; chất nào có tỉ số nhỏ hơn sẽ phản ứng hết, chất có tỉ số lớn hơn sẽ dư và tính toán theo chất hết.
Hiệu suất phản ứng ( $H$ ) phản ánh mức độ chuyển hóa chất phản ứng thành sản phẩm: $H = \frac{m_{tt}}{m_{lt}} \times 100\%$ hoặc $H = \frac{n_{tt}}{n_{lt}} \times 100\%$ .
Khi có hiệu suất $H < 100\%$ , lượng sản phẩm thực tế thu được luôn nhỏ hơn lượng lí thuyết tính theo PTHH: $m_{tt} = m_{lt} \times \frac{H}{100}$ .
Khi có hiệu suất $H < 100\%$ , lượng chất tham gia thực tế cần dùng luôn lớn hơn lượng lí thuyết: $m_{tt} = m_{lt} \times \frac{100}{H}$ .

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Nêu các bước chuẩn mực để giải bài toán tính theo phương trình hóa học?

Gồm 4 bước: 1. Đổi các dữ kiện đề bài (khối lượng gam, thể tích khí lít) ra số mol (

n = m/M

hoặc

n = V/24{,}79

); 2. Viết phương trình hóa học và cân bằng chính xác; 3. Dựa vào tỉ lệ hệ số mol trong PTHH để tìm số mol chất cần xác định; 4. Chuyển đổi số mol chất tìm được sang đại lượng yêu cầu (khối lượng

m = n \cdot M

hoặc thể tích khí

V = n \cdot 24{,}79

hoặc nồng độ).

Trong bài toán cho biết lượng của cả hai chất phản ứng, làm thế nào để biết chất nào phản ứng hết, chất nào còn dư?

Ta lập tỉ số giữa số mol đề bài cho với hệ số tỉ lượng của chất đó trong PTHH:

\frac{n_{\text{đề}}}{hệ số}

. So sánh hai tỉ số: Chất nào có tỉ số nhỏ hơn thì chất đó phản ứng hết (tính toán lượng sản phẩm theo chất này); chất nào có tỉ số lớn hơn thì chất đó còn dư sau phản ứng.

Công thức tính hiệu suất phản ứng (

H

) là gì và ý nghĩa của nó?

Hiệu suất phản ứng

H = \frac{m_{tt}}{m_{lt}} \times 100\%

(hoặc

H = \frac{n_{tt}}{n_{lt}} \times 100\%

), trong đó

m_{tt}

là lượng sản phẩm thực tế thu được từ thực nghiệm,

m_{lt}

là lượng sản phẩm tính theo lí thuyết trên PTHH. Hiệu suất cho biết mức độ chuyển hóa thành công từ chất tham gia thành sản phẩm (trong thực tế luôn

H \le 100\%

do hao hụt).

Đốt cháy hoàn toàn 2,4 g Magie (Mg) trong khí oxy dư theo PTHH:

2Mg + O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2MgO

. Tính khối lượng MgO thu được?

Số mol của Mg là:

n_{Mg} = \frac{2{,}4}{24} = 0{,}1\text{ mol}

. Theo PTHH:

n_{MgO} = n_{Mg} = 0{,}1\text{ mol}

. Khối lượng MgO thu được là:

m_{MgO} = 0{,}1 \times (24 + 16) = 0{,}1 \times 40 = 4{,}0\text{ g}

Đề luyện tập theo bài

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học - Đề 1 (Nhận biết)28 câu hỏi · Nhận biết

Làm đề

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học - Đề 2 (Thông hiểu)28 câu hỏi · Thông hiểu

Làm đề

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học - Đề 3 (Vận dụng)28 câu hỏi · Vận dụng

Làm đề

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học - Đề 4 (Tổng hợp)28 câu hỏi · Vận dụng cao

Làm đề

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học - Đề 5 (Nâng cao)28 câu hỏi · Tổng hợp

Làm đề