Tiêu đề CHUYÊN ĐỀ 11. TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC.pdf ✅

GV Nguyễn Thành Kiên, THCS Hùng Vương, 0972521072 1 CHỦ ĐỀ 11. TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC A. LÝ THUYẾT I. Các công thức cần nhớ - Kí hiệu cần nhớ: + M: Khối lượng mol. + m: khối lượng chất tan theo đề bài. + n: mol 1. Công thức tính số mol theo khối lượng ( ) ( / )  =     =   m n M gam m M g mol n mct n = (mol) M 2. Công thức mol theo thể tích (đkc) 24,79( ) 24,79  =  V n = (mol) V n lít II. Hiệu suất phản ứng thöïc teá lyù thuyeát m H 100% m =  - m thực tế: là khối lượng tính được theo số mol trên phương trình hóa học. - m lý thuyết là khối lượng đề bài cho trước hoặc được tính với lượng 100% số mol theo đề bài. Ví dụ 1: Cho 16 gam iron (III) oxide tác dụng với khí hydrogen dư ở nhiệt độ cao, thu được 8,4 gam Iron. Phản ứng xảy ra như sau: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O Tính hiệu suất phản ứng Hướng dẫn giải - Bước 1: Tính lượng Fe thu được theo lí thuyết 2 3 2 3 2 2 Fe O Fe O 3H 2Fe 3H O 1 3 2 3 0,1 0,3 0,2 (mol) 16 n 0,1(mol) 160 + ⎯⎯→ + ⎯⎯ = → ⎯ → = ⎯ → khối lượng Fe thu được theo lý thuyết là m n .M 0,2.56 11,2(gam) Fe Fe Fe = = = - Theo bài: Khối lượng Fe thực tế thu được là 8,4 gam → Hiệu suất của phản ứng: thöïc teá lyù thuyeát m 8,4 H 100% 100% 75% m 11,2 =  =  = III. Phương pháp giải bài toán tính theo phương trình hóa học: 1. Các bước tính theo phương trình hóa học - Bước 1: Tính số mol các chất theo dữ kiện đề bài cho. - Bước 2: Viết phương trình hóa học - Bước 3: Xác định tỉ lệ mol các chất trên phương trình. - Bước 4: Xác định số mol các chất theo tỉ lệ mol - Bước 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài theo số mol đã xác định được. 2. Phân dạng bài tập Dạng 1: CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG VỪA ĐỦ Xét phương trình hóa học của phản ứng dạng tổng quát sau:
GV Nguyễn Thành Kiên, THCS Hùng Vương, 0972521072 2 aA + bB xX + yY (*) Khi phản ứng (*) xảy ra vừa đủ, tức là các chất A và B đều phản ứng hết. Do vậy tính lượng sản phẩm chất C và D tính theo chất nào cũng được. Các chất A, B, X, Y có mối quan hệ sau đây: A B X Y n n n n a b x y = = = Bài 1: Cho 5,4 gam Al tác dụng vừa đủ với V lít khí Cl2 (ở đkc) thu được muối AlCl3. Tìm V và khối lượng sản phẩm thu được? Lời giải: Cách 1: Ta có Al 5,4 n = = = 0,2 (mol) 27 Al Al m M PTHH : 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 Từ PTHH → cứ (2 mol) pư (3 mol) tạo ra (2 mol) Từ đề bài → 0,2 mol 0,3 mol 0,2 mol = 0,3 = 0,3.24,79 = 7,437 (lít) và 3 0,2 AlCl n = msản phẩm = = 0,2.133,5 = 26,7 (gam) Cách 2: Ta có Al 5,4 n = = = 0,2 (mol) 27 Al Al m M PTHH : 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 Theo PTHH, ta có: = 3 2 x nAl = 3 2 x 0,2 = 0,3 (mol); = = 0,2 (mol) Từ đó thể tích của Cl2, = 0,3 x 24,79 = 7,437 (lít) và khối lượng chất sản phẩm tạo thành, msản phẩm = = 0,2 x 133,5 = 26,7 (gam) Bài 2: Để điều chế 1,0 tấn KNO3 người ta cho KOH tác dụng với dung dịch acid HNO3. Tính khối lượng của KOH và HNO3 cần dùng đề điều chế lượng KNO3 trên. Lời giải: Xét điều chế 1,0 gam KNO3. = = 0,01(mol) PTHH: KOH + HNO3 KNO3 + H2O Theo phương trình hóa học = = 0,01 (mol) = 0,01. 56 = 0,56 gam; = = 0,01 (mol) = 0,01. 63 = 0,63 gam Vậy: Để điều chế 1,0 tấn KNO3 thì cần 0,56 tấn KOH và 0,63 tấn HNO3. Bài 3: Cây xanh quang hợp theo phương trình hóa học sau: 6nCO2 + 5nH2O (C6H10O5)n + 6nO2. Tính khối lượng tinh bột ((C6H10O5)n) thu được nếu biết lượng nước tiêu thụ là 5,0 tấn Lời giải: Xét khối lượng nước tiêu thụ là 5,0 gam = = (mol) PTHH: 6nCO2 + 5nH2O (C6H10O5)n + 6nO2 Theo phương trình ta có : = . = (mol) → → → Cl2 n → Cl2 V → AlCl3 m Cl2 n AlCl3 n Al n → Cl2 V AlCl3 m → KNO3 n 3 3 KNO KNO m M 1,0 101  → → KOH n KNO3 n → mKOH HNO3 n KNO3 n → HNO3 m → H O2 n 2 2 H O H O m M 5,0 18 → 6 10 5 ( ) C H O n n 1 5.n H O2 n 1,0 18.n
GV Nguyễn Thành Kiên, THCS Hùng Vương, 0972521072 3 → = . 162n = 9 gam Vậy: Khối lượng tinh bột ( (C6H10O5)n ) thu được khi lượng nước tiêu thụ 5,0 tấn là 9,0 tấn. Bài 4: Đốt cháy hết 6,2 gam phosphorus (P) trong bình chứa khí O2 dư theo sơ đồ phản ứng sau: P + O2 ---> P2O5 a. Tính khối lượng sản phẩm thu được. b. Tính thể tích khí oxygen cần dùng ở đkc. Lời giải: Số mol của 6,2 gam P: PTHH: 4P + 5O2 2P2O5 TPT: 4 5 2 mol TĐR: 0,2 0,25 0,1 mol a. Khối lượng sản phẩm P2O5 thu được là: b. Thể tích khí oxygen cần dùng ở đkc là: O2 V 0,25.24,79 6,1975(lít) = = Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn a gam Al trong không khí, thu được chất rắn là 10,2 gam Al2O3. a. Viết phương trình phản ứng xảy ra và tính a. b. Tính thể tích không khí cần dùng, biết trong không khí oxygen chiếm 20% về thể tích. (thể tích các khí đều đo ở đkc). Lời giải: Số mol của 10,2 gam Al2O3: PTHH: 4Al + 3O2 2Al2O3 TPT: 4 3 2 mol TĐR: 0,2 0,15 0,1 mol khối lượng aluminium phản ứng b. Thể tích khí oxygen cần dùng ở đkc là: O2 V n.24,79 0,15.24,79 3,7185(lít) = = = Thể tích không khí cần dùng là: O2 KK V 3,7185 V 18,5925 20% 20% = = = lít (hoặc KK O2 V 5V 18,5925 = = lít) Dạng 2. BÀI TOÁN CÓ CHẤT HẾT, CHẤT DƯ Bài toán chất còn dư, chất hết là bài toán về tính toán theo phương trình hóa học mà đề bài cho 2 dữ kiện Giả sử có phản ứng hóa học: aA + bB cC + dD. Bài toán đã cho số mol các chất A, B là nA và nB. Lúc này xảy ra các khả năng sau: - Khả năng 1: A B n n = a b → A và B là 2 chất phản ứng hết (phản ứng vừa đủ) - Khả năng 2: A B n n > a b →Sau phản ứng thì chất A còn dư và chất B đã phản ứng hết. - Khả năng 3: A B n n < a b → Sau phản ứng thì chất A phản ứng hết và chất B còn dư Lưu ý: Tính theo phương trình hóa học thì phải tính theo chất phản ứng hết. 6 10 5 ( ) C H O n m 1,0 18.n P m 6,2 n 0,2 mol M 31 = = = 0 ⎯⎯→t P O2 5 m n.M 0,1.142 14,2 gam = = = Al O2 3 m 10,2 n 0,1 mol M 102 = = = 0 ⎯⎯→t Al a m n.M 0,2.27 5,4 gam = = = = →
GV Nguyễn Thành Kiên, THCS Hùng Vương, 0972521072 4 Bài 1: Đốt cháy 6,4 gam lưu huỳnh bằng 12,395 lít khí O2 (ở đkc) thu được sản phẩm là SO2. Tính thể tích của các khí thu được (ở đkc) sau phản ứng hóa học trên. Lời giải: 2 S O 6,4 n ) 12 2 , 3 , 9 m 5 0 2( ol); n 0,5(mol 3 24,79 = = = = PTHH: S + O2 SO2 (*) Ta có: S O2 n n < 1 1 → S hết, O2 dư Vậy: Các chất còn lại sau phản ứng là: SO2, O2 dư Từ PTHH (*) ta có: = 0,2 (mol); ( ) O (dö) 2 n 0,5 – 0,2 0,3 mol . = = ( ) ( ) 2 2 SO O V 4,958 lít ; V 7,437 lít . = = Bài 2: Cho V lít khí oxygen (ở đkc) tác dụng với 16,8 gam Iron. Sau phản ứng thu được 16,0 gam Iron (III) oxide. a) Chứng minh rằng: oxygen phản ứng hết, Iron còn dư. b) Tính V và khối lượng Iron còn dư. Lời giải: 2 3 Fe Fe O 16,8 16 n 0,3(mol);n 0,1(mol) 56 160 = = = = PTHH: 3O2 + 4Fe 2Fe2O3 (*) 2 3 Fe Fe O n n > 4 2 → Fe dư, O2 phản ứng hết. a) Ta có: tạo ra = 0,1 (mol) phản ứng = 0,2 (mol) O2 hết, Fe dư b) Vậy: Từ PTHH (*) ta có: O Fe O Fe(pö) Fe O 2 2 3 2 3 Fe (dö) 3 3.0,2 n n 0,15(mol); n 2n 0,2(mol) 2 2 n = 0,3 - 0,2 = 0,1 (mol) = = = = = → ( ) ( ) O Fe(dö) 2 V 0,15. 24,79 3,7185 lít ; m 0,1.56 = = = = 5,6 gam . Bài 3: Cho 8,0 gam NaOH tác dụng với m gam H2SO4. Sau phản ứng lượng acid còn dư tác dụng vừa đủ với 11,2 gam Iron. a) Tính m. b) Tính thể tích khí hydrogen sinh ra (ở đkc). Lời giải: NaOH Fe 8 11,2 n 0,2(mol);n 0,2(mol) 40 56 = = = = PTHH: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O (1) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2) a) Ta có: = 0,2 (mol) = 0,2 (mol) = 4,958 (lít); b) Ta có: ở phản ứng (2) = 0,2 (mol); ở phản ứng (1) = 1/2. = 0,1 (mol) ( ) ( ) 2 4 2 4 2 4 H SO H SO toång soá mol cuûa H SO : n 0,1+0,2 = 0,3 mol n 0,3.98 29,4 gam . → = → = Bài 4: Cho 32,0 gam kim loại copper tác dụng với V lít khí oxygen (ở đkc). Sau phản ứng thì oxygen còn dư. Lượng oxygen còn dư này tác dụng vừa đủ với 11,2 gam Iron. Hãy tính V. → 2 SO n o ⎯⎯→t C Fe O2 3 n → Fe n → → → Fe n → H2 n → H2 V H SO 2 4 n H SO 2 4 n NaOH n