Bài 22: Lí thuyết và giải bài tập về tính theo phương trình hóa học

I.TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Bằng cách nào tìm được khối lượng của chất tham gia và chất sản phẩm?

1.1. Các bước tiến hành

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

Bước 2: Lập Phương trình hóa học

Bước 3: Dựa vào số mol của chất đã biết tính số mol chất cần tìm theo PTHH

Bước 4: Tính theo yêu cầu của đề bài.

1.2. Ví dụ 1

Nung đá vôi thu được vôi sống và khí cacbonic: CaCO₃ \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] CaO + CO₂

Hãy tính khối lượng vôi sống CaO thu được khi nung 50 gam CaCO₃

Hướng dẫn:

Số mol CaCO₃ tham gia phản ứng:

\({n_{CaC{O_3}}} = \frac{{{m_{CaC{O_3}}}}}{{{M_{CaC{O_3}}}}} = \frac{{50}}{{100}} = 0,5mol\)

CaCO₃ \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] CaO + CO₂

1mol 1mol

0,5mol g n_CaO=?

⇒ n_CaO = 0,5 mol; m_CaO= 0,5.56 = 28 gam

1.3. Ví dụ 2

Tính khối lượng CaCO₃ cần dùng để điều chế được 42 gam CaO?

Hướng dẫn:

Số mol CaO là: \({n_{CaO}} = \frac{{{m_{CaO}}}}{{{M_{CaO}}}} = \frac{{42}}{{56}} = 0,75mol\)

Phương trình hóa học:

CaCO₃ \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] CaO + CO₂

1mol 1mol

\({n_{CaC{O_3}}}\) =? \(\leftarrow\) 0,75mol

⇒ \({n_{CaC{O_3}}}\)=0,75 mol

⇒ \({m_{CaC{O_3}}} = {n_{CaC{O_3}}}.{M_{CaC{O_3}}}\)

= 0,75 . 100 = 75 gam

2. Bằng cách nào có thể tìm được thể tích chất khí tham gia và sản phẩm?

2.1. Cách tiến hành

Bước 1: Chuyển đổi thể tích chất khí thành số mol chất

Bước 2: Viết phương trình hóa học.

Bước 3: Dựa vào phương trình phản ứng để tính số mol chất tham gia hoặc sản phẩm.

Bước 4: Áp dụng công thức tính toán theo yêu cầu của đề bài.

2.2. Ví dụ 1

Cacbon cháy trong oxi hoặc trong không khí sinh ra khí cacbon đioxit: C + O₂ \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] CO₂

Hãy tìm thể tích khí cacbon đioxit CO₂ (Đktc) sinh ra, nếu có 4 gam khí O₂ tham gia phản ứng.

Hướng dẫn:

Ta có: \({n_{{O_2}}} = \frac{{{m_{{O_2}}}}}{{{M_{{O_2}}}}} = \frac{4}{{32}} = 0,15(mol)\)

PTHH: C + O₂ \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\]CO₂

1mol 1mol

0,125mol → \({n_{C{O_2}}} = ?\)

⇒ \({n_{C{O_2}}} = 0,125(mol)\)

⇒ \({V_{C{O_2}}} = {n_{C{O_2}}}.22,4 = 0,125.22,4 = 2,8l\)

2.3. Ví dụ 2

Hãy tìm thể tích khí O₂ (đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 24 gam Cacbon.

Hướng dẫn:

Phản ứng hóa học: C + O2 \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\]CO2

1 mol 1 mol

2 mol → 2 mol

Số mol Cacbon tham gia phản ứng: \({n_C} = \frac{{24}}{{12}} = 2(mol)\)

Theo phương trình hóa học thì số mol oxi tham gia phản ứng là: 2 mol

Vậy thể tích khí Oxi tham gia phản ứng là: V = n. 22,4 = 2. 22,4 = 4,48 ((lit)

II.GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1.(Trang 75 SGK)

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.

Bài làm:

Ta có: n_Fe = 0,05 mol

a) PTHH: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂. (1)

0,05 0,1 0,05

Theo phương trình (1) ta có: n_H2 = n_Fe = 0,05 mol

=>Thể tích khí thu được ở đktc là:

V_H2= 22,4 . n = 22,4 . 0,05 = 1,12 lít

b) Theo phương trình (1) ta có:

n_HCl = 2n_Fe = 2 . 0,05 = 0,1 mol

=>Khối lượng HCl cần dùng là:

m_HCl = M . n = 0,1 . 36,5 = 3,65 g

Câu 2.(Trang 75 SGK)

Lưu huỳnh S cháy trong không khí sinh ra chất khí mùi hắc, gây ho, đó là khí lưu huỳnh đioxit 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 đioxit 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 \[\frac{1}{5}\] thể tích của không khí.

Bài làm:

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

S + O₂ → SO₂ (1)

b. Ta có n_S = \[\frac{1,6}{32}\]= 0,05 mol

Theo phương trình (1) ta có: n_SO2= n_S = n_O2 = 0,05 mol

=> Thể tích khí sunfurơ sinh ra ở đktc là:

V_SO2 = 22,4 . 0,05 = 1,12 lít

=>Thể tích khí oxi cần dùng ở đktc là:

V_O2= 22,4 . 0,05 = 1,12 lít

Do khí oxi chiếm \[\frac{1}{5}\] thể tích của không khí => Thể tích không khí cần dùng là:

=> V_kk = 5V_O2 = 5 . 1,12 = 5,6 lít

Câu 3.(Trang 75 SGK)

Có phương trình hóa học sau:

CaCO₃ →(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?

Bài làm:

PTHH: CaCO₃ →(t^o) CaO + CO₂ (1)

a) Theo phương trình (1) ta có:

n_CaCO3 = n_CaO = \[\frac{11,2}{56}\] = 0,2 mol

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

b) Theo phương trình (1) ta có:

n_CaCO3= n_CaO = \[\frac{7}{56}\] = 0,125 mol

=>Khối lượng CaCO₃ cần thiết là:

m_CaCO3= M . n = 100 . 0,125 = 12,5 gam

c) Theo phương trình (1) ta có:

n_CaCO3 = n_CO2 = 3,5 mol

=>Thể tích khí CO₂ sinh ra là:

V_CO2 = 22,4 . n = 22,4 . 3,5 = 78,4 lít

d) Theo phương trình (1) ta có:

n_CaCO3= n_CaO = n_CO2= \[\frac{13,44}{22,4}\]= 0,6 mol

Vậy khối lượng các chất:

m_CaCO3 = 0,6 . 100 = 60 gam

m_CaO = 0,6 . 56 = 33,6 gam

Câu 4.(Trang 75 SGK)

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 CO₂ 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.