PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I – Tính lượng chất trong phương trình hoá học

1. Phương pháp chung

Khi biết lượng của một chất (số mol, khối lượng hoặc thể tích khí), ta có thể tính được lượng của các chất còn lại trong phản ứng dựa vào tỉ lệ mol trong phương trình hoá học.

Các bước thực hiện:

Bước 1: Viết phương trình hoá học đã cân bằng.

Bước 2: Tính số mol chất đã biết (từ khối lượng hoặc thể tích).

• Từ khối lượng: $n = \dfrac{m}{M}$
• Từ thể tích khí (đktc): $n = \dfrac{V}{24{,}79}$

Bước 3: Dựa vào tỉ lệ mol trong phương trình, tính số mol chất cần tìm.

Bước 4: Tính khối lượng hoặc thể tích theo yêu cầu.

• Khối lượng: $m = n \times M$
• Thể tích khí (đktc): $V = n \times 24{,}79$

2. Tính lượng chất tham gia

Khi biết lượng sản phẩm, ta tính ngược lại lượng chất tham gia.

Ví dụ trong sách: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2$

Theo PTHH: 1 mol Fe → 1 mol $H_2$. Vậy muốn thu được 1,5 mol $H_2$ cần dùng 1,5 mol Fe.

3. Tính lượng chất sinh ra

Khi biết lượng chất tham gia, ta tính lượng sản phẩm tạo thành.

Ví dụ trong sách: Hoà tan 0,65 g Zn trong dung dịch HCl.

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$

$n_{Zn} = \dfrac{0{,}65}{65} = 0{,}01$ mol → $n_{ZnCl_2} = 0{,}01$ mol → $m_{ZnCl_2} = 0{,}01 \times 136 = 1{,}36$ g.

Câu hỏi củng cố:

Khi tính toán theo phương trình hoá học, bước nào là không đúng?

A. Viết phương trình hoá học của phản ứng.

B. Viết sơ đồ phản ứng (chưa cân bằng).

C. Sử dụng linh hoạt công thức tính khối lượng hoặc thể tích.

D. Tính số mol trước khi tính theo yêu cầu đề bài.

Trả lời: B. Khi tính toán theo phương trình, cần viết phương trình hoá học đã cân bằng (không phải sơ đồ chưa cân bằng), vì tỉ lệ mol chỉ chính xác khi phương trình đã được cân bằng.

II – Hiệu suất phản ứng

1. Khái niệm

Trong thực tế, phản ứng hoá học thường không xảy ra hoàn toàn (hiệu suất < 100%). Khi đó:

• Lượng sản phẩm thực tế thu được sẽ nhỏ hơn lượng tính theo lí thuyết.
• Lượng chất phản ứng thực tế cần dùng sẽ lớn hơn lượng tính theo lí thuyết.

Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn → hiệu suất đạt 100%.

2. Công thức tính hiệu suất

$$H = \frac{m’}{m} \times 100\% = \frac{n’}{n} \times 100\%$$

Trong đó:

• $m$, $n$: khối lượng và số mol sản phẩm theo lí thuyết (tính từ phương trình).
• $m’$, $n’$: khối lượng và số mol sản phẩm theo thực tế (đề bài cho).

Các công thức suy ra:

• Tính lượng sản phẩm thực tế khi biết hiệu suất:

$$m’ = m \times \frac{H}{100}$$

• Tính lượng chất phản ứng thực tế khi biết hiệu suất:

$$m_{\text{thực tế}} = \frac{m_{\text{lí thuyết}} \times 100}{H}$$

TỔNG HỢP CÔNG THỨC

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Tính khối lượng chất tham gia hoặc sản phẩm

Phương pháp:

Bước 1 – Viết PTHH đã cân bằng.

Bước 2 – Tính $n$ chất đã biết.

Bước 3 – Dùng tỉ lệ mol trong PTHH → tính $n$ chất cần tìm.

Bước 4 – Tính $m$ hoặc $V$ theo yêu cầu.

Ví dụ 1:

Cho 2,7 gam aluminium tác dụng với oxygen. Tính khối lượng $Al_2O_3$ tạo thành.

Hướng dẫn giải:

Bước 1 – PTHH: $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

Bước 2 – $n_{Al} = \dfrac{2{,}7}{27} = 0{,}1$ (mol)

Bước 3 – Theo PTHH: 4 mol Al → 2 mol $Al_2O_3$

$$n_{Al_2O_3} = \frac{2}{4} \times n_{Al} = \frac{2}{4} \times 0{,}1 = 0{,}05 \text{ (mol)}$$

Bước 4 – $m_{Al_2O_3} = 0{,}05 \times 102 = 5{,}1$ (gam)

Ví dụ 2:

Cho 24 gam $Fe_2O_3$ tác dụng vừa đủ với HCl. Tính khối lượng $FeCl_3$ và HCl.

Hướng dẫn giải:

Bước 1 – PTHH: $Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

Bước 2 – $n_{Fe_2O_3} = \dfrac{24}{160} = 0{,}15$ (mol)

Bước 3 – Theo PTHH:

$$n_{FeCl_3} = 2 \times n_{Fe_2O_3} = 2 \times 0{,}15 = 0{,}3 \text{ (mol)}$$

$$n_{HCl} = 6 \times n_{Fe_2O_3} = 6 \times 0{,}15 = 0{,}9 \text{ (mol)}$$

Bước 4:

$$m_{FeCl_3} = 0{,}3 \times 162{,}5 = 48{,}75 \text{ (gam)}$$

$$m_{HCl} = 0{,}9 \times 36{,}5 = 32{,}85 \text{ (gam)}$$

Dạng 2: Tính thể tích khí tham gia hoặc tạo thành (đktc)

Phương pháp:

Tương tự Dạng 1, nhưng ở bước cuối dùng $V = n \times 24{,}79$ để tính thể tích khí.

Ví dụ 1:

Cho 3,6 gam Magnesium tác dụng với dung dịch HCl. Tính thể tích khí $H_2$ thu được ở đktc.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2$

$n_{Mg} = \dfrac{3{,}6}{24} = 0{,}15$ (mol)

Theo PTHH: $n_{H_2} = n_{Mg} = 0{,}15$ (mol)

$$V_{H_2} = 0{,}15 \times 24{,}79 = 3{,}7185 \text{ (lít)}$$

Ví dụ 2:

Đốt cháy hoàn toàn 26 gam Zn trong Oxygen thu được ZnO. Tính thể tích $O_2$ cần dùng ở đktc.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $2Zn + O_2 \rightarrow 2ZnO$

$n_{Zn} = \dfrac{26}{65} = 0{,}4$ (mol)

Theo PTHH: $n_{O_2} = \dfrac{1}{2} \times n_{Zn} = \dfrac{1}{2} \times 0{,}4 = 0{,}2$ (mol)

$$V_{O_2} = 0{,}2 \times 24{,}79 = 4{,}958 \text{ (lít)}$$

Dạng 3: Bài toán có chất dư

Phương pháp:

Khi đề cho lượng cả hai chất phản ứng, cần xác định chất nào phản ứng hết, chất nào dư.

Bước 1 – Tính $n$ của cả hai chất.

Bước 2 – So sánh tỉ lệ mol thực tế với tỉ lệ mol trong PTHH:

• Lấy một chất làm chuẩn, tính lượng chất kia cần theo PTHH.
• Nếu lượng thực tế nhiều hơn lượng cần → chất đó dư.
• Tính sản phẩm theo chất hết (chất phản ứng hết).

Ví dụ:

Đun nóng 6,2 gam Phosphorus trong bình chứa 7,437 lít $O_2$ (đktc). Cho biết chất nào dư và tính khối lượng $P_2O_5$ tạo thành.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Bước 1 – Tính số mol:

$$n_P = \frac{6{,}2}{31} = 0{,}2 \text{ (mol)} \qquad n_{O_2} = \frac{7{,}437}{24{,}79} = 0{,}3 \text{ (mol)}$$

Bước 2 – Theo PTHH, 4 mol P cần 5 mol $O_2$.

Với 0,2 mol P cần: $\dfrac{5}{4} \times 0{,}2 = 0{,}25$ mol $O_2$.

Thực tế có 0,3 mol $O_2$ > 0,25 mol → $O_2$ dư, P hết.

Bước 3 – Tính sản phẩm theo P (chất hết):

$$n_{P_2O_5} = \frac{2}{4} \times 0{,}2 = 0{,}1 \text{ (mol)}$$

$$m_{P_2O_5} = 0{,}1 \times 142 = 14{,}2 \text{ (gam)}$$

Dạng 4: Xác định kim loại chưa biết

Phương pháp:

Bước 1 – Gọi kim loại cần tìm là R, viết PTHH.

Bước 2 – Tính số mol chất đã biết.

Bước 3 – Từ tỉ lệ mol, tính số mol R.

Bước 4 – Tính khối lượng mol: $M_R = \dfrac{m_R}{n_R}$.

Bước 5 – Tra bảng → xác định tên kim loại.

Ví dụ:

Biết 4,6 gam kim loại R (hoá trị I) tác dụng vừa đủ với 2,479 lít khí $Cl_2$ (đktc): $2R + Cl_2 \rightarrow 2RCl$. Xác định R.

Hướng dẫn giải:

Bước 1 – $n_{Cl_2} = \dfrac{2{,}479}{24{,}79} = 0{,}1$ (mol)

Bước 2 – Theo PTHH: $n_R = 2 \times n_{Cl_2} = 2 \times 0{,}1 = 0{,}2$ (mol)

Bước 3 – $M_R = \dfrac{4{,}6}{0{,}2} = 23$ (g/mol)

Bước 4 – Kim loại có $M = 23$, hoá trị I → R là Sodium (Na).

Dạng 5: Tính hiệu suất phản ứng

Phương pháp:

Bước 1 – Tính lượng sản phẩm theo lí thuyết (từ PTHH, giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn).

Bước 2 – So sánh với lượng sản phẩm thực tế (đề cho).

Bước 3 – Áp dụng: $H = \dfrac{m’}{m} \times 100\%$

Ví dụ 1:

Khử 24 gam CuO bằng $H_2$, sau phản ứng thu được 18,24 gam Cu. Tính hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$

Bước 1 – Lượng Cu theo lí thuyết:

$$n_{CuO} = \frac{24}{80} = 0{,}3 \text{ (mol)}$$

Theo PTHH: $n_{Cu} = n_{CuO} = 0{,}3$ mol → $m_{Cu(\text{LT})} = 0{,}3 \times 64 = 19{,}2$ (gam)

Bước 2 – Cu thực tế: $m’ = 18{,}24$ gam.

Bước 3:

$$H = \frac{18{,}24}{19{,}2} \times 100\% = 95\%$$

Ví dụ 2:

Nung nóng 150 kg $CaCO_3$ thu được 67,2 kg CaO. Tính hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$

Bước 1 – Lượng CaO theo lí thuyết:

$$n_{CaCO_3} = \frac{150}{100} = 1{,}5 \text{ (kmol)}$$

Theo PTHH: $n_{CaO} = n_{CaCO_3} = 1{,}5$ kmol → $m_{CaO(\text{LT})} = 1{,}5 \times 56 = 84$ (kg)

Bước 2 – CaO thực tế: $m’ = 67{,}2$ kg.

Bước 3:

$$H = \frac{67{,}2}{84} \times 100\% = 80\%$$

Dạng 6: Tính lượng chất khi biết hiệu suất

Phương pháp:

Khi hiệu suất < 100%:

• Tính sản phẩm thực tế: Tính theo lí thuyết trước, rồi nhân với $\dfrac{H}{100}$.

$$m_{\text{thực tế}} = m_{\text{LT}} \times \frac{H}{100}$$

• Tính chất phản ứng thực tế cần dùng: Tính theo lí thuyết trước, rồi chia cho $\dfrac{H}{100}$.

$$m_{\text{thực tế}} = \frac{m_{\text{LT}} \times 100}{H}$$

Ví dụ 1:

Nung 10 gam $CaCO_3$, hiệu suất phản ứng 80%. Tính khối lượng CaO thu được.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$

Bước 1 – Tính CaO theo lí thuyết:

$$n_{CaCO_3} = \frac{10}{100} = 0{,}1 \text{ (mol)}$$

$$n_{CaO(\text{LT})} = 0{,}1 \text{ (mol)} \quad \Rightarrow \quad m_{CaO(\text{LT})} = 0{,}1 \times 56 = 5{,}6 \text{ (gam)}$$

Bước 2 – CaO thực tế (H = 80%):

$$m_{CaO(\text{TT})} = 5{,}6 \times \frac{80}{100} = 4{,}48 \text{ (gam)}$$

Ví dụ 2:

Trộn 10,8 gam bột aluminium với bột Sulfur dư. Đun nóng thu được 25,5 gam $Al_2S_3$. Tính hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn giải:

PTHH: $2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3$

Bước 1 – Tính $Al_2S_3$ theo lí thuyết:

$$n_{Al} = \frac{10{,}8}{27} = 0{,}4 \text{ (mol)}$$

$$n_{Al_2S_3(\text{LT})} = \frac{1}{2} \times 0{,}4 = 0{,}2 \text{ (mol)}$$

$$m_{Al_2S_3(\text{LT})} = 0{,}2 \times 150 = 30 \text{ (gam)}$$

Bước 2 – Hiệu suất:

$$H = \frac{25{,}5}{30} \times 100\% = 85\%$$

PHẦN 3: SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. TÍNH LƯỢNG CHẤT TRONG PTHH

• 1.1. Phương pháp chung (4 bước)
  • B1: Viết PTHH đã cân bằng
  • B2: Tính $n$ chất đã biết ($n = m/M$ hoặc $n = V/24{,}79$)
  • B3: Dùng tỉ lệ mol trong PTHH → $n$ chất cần tìm
  • B4: Tính $m = n \times M$ hoặc $V = n \times 24{,}79$
• 1.2. Tính lượng chất tham gia
  • Biết sản phẩm → tính ngược chất tham gia
• 1.3. Tính lượng chất sinh ra
  • Biết chất tham gia → tính sản phẩm
• 1.4. Bài toán chất dư
  • So sánh tỉ lệ mol thực tế với PTHH
  • Tính theo chất hết

2. HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG

• 2.1. Khái niệm
  • $H = 100\%$: phản ứng hoàn toàn
  • $H < 100\%$: SP thực tế < SP lí thuyết; chất PƯ thực tế > chất PƯ lí thuyết
• 2.2. Công thức
  • $H = \dfrac{m’}{m} \times 100\% = \dfrac{n’}{n} \times 100\%$
  • $m, n$: theo lí thuyết; $m’, n’$: theo thực tế
• 2.3. Tính lượng chất khi biết H
  • SP thực tế: $m’ = m_{\text{LT}} \times \dfrac{H}{100}$
  • Chất PƯ thực tế: $m_{\text{TT}} = m_{\text{LT}} \times \dfrac{100}{H}$

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu