Giải KHTN 8 Bài 6 (Chân trời sáng tạo): Tính theo phương trình hoá học

Trả lời:

Để tính theo phương trình hoá học cần tiến hành theo các bước sau:

- Viết phương trình hoá học và xác định tỉ lệ số mol các chất trong phản ứng.

- Xác định số mol chất phản ứng hoặc chất tạo thành theo dữ kiện đề bài.

- Dựa vào phương trình hoá học và lượng chất đã biết tìm số mol chất còn lại.

- Chuyển đổi số mol chất thành khối lượng hoặc thể tích (đối với chất khí ở đkc) theo yêu cầu của đề bài.

1. Tính theo phương trình hoá học

Câu hỏi thảo luận 1 trang 32 KHTN 8: Các chất sau phản ứng trong các thí nghiệm (1), (2) và (3) gồm những chất nào?

Trả lời:

Chất sau phản ứng trong thí nghiệm (1) là: HCl;

Chất sau phản ứng trong thí nghiệm (2) là: HCl; H₂.

Chất sau phản ứng trong thí nghiệm (3) là: HCl; Cl₂.

Câu hỏi thảo luận 2 trang 32 KHTN 8: Trong Thí nghiệm (2) và (3), chất nào là chất thiếu và chất nào là chất dư?

Trả lời:

Trong thí nghiệm (2): Cl₂ thiếu, H₂ dư;

Trong thí nghiệm (3): H₂ thiếu; Cl₂ dư.

Câu hỏi thảo luận 3 trang 32 KHTN 8: Phản ứng nào xảy ra vừa đủ trong các thí nghiệm (1), (2) và (3)?

Trả lời:

Phản ứng trong thí nghiệm (1) xảy ra vừa đủ.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 32 KHTN 8: Sản phẩm tạo thành trong 3 thí nghiệm (Bảng 6.1) là chất nào? Để xác định lượng sản phẩm tạo thành cần dựa vào lượng chất thiếu hay chất dư?

Trả lời:

Sản phẩm tạo thành trong 3 thí nghiệm là: HCl;

Để xác định lượng sản phẩm tạo thành cần dựa vào lượng chất thiếu.

Giải KHTN 8 trang 33

Câu hỏi thảo luận 5 trang 33 KHTN 8: Để tính được khối lượng vôi sống sau khi nung ta thực hiện như thế nào?

Trả lời:

Để tính được khối lượng vôi sống sau khi nung ta thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Viết phương trình hoá học và xác định tỉ lệ mol các chất trong phản ứng.

CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaO + CO₂

1 : 1 : 1

Bước 2: Tìm số mol CaCO₃ phản ứng.

$n_{CaC{O}_3}=\frac{m_{CaC{O}_3}}{M_{CaC{O}_3}}=\frac{25}{100}=\mathrm{0,25}\left(mol\right).$

Bước 3: Dựa vào phương trình hoá học tìm số mol CaO tạo thành.

Theo phản ứng, tỉ lệ mol giữa các chất bằng nhau nên số mol các chất cũng bằng nhau:

$n_{CaO}=n_{CaC{O}_3}=\mathrm{0,25}\left(mol\right).$

Bước 4: Chuyển đổi số mol chất thành khối lượng:

m_CaO = n_CaO × M_CaO = 0,25 × 56 = 14 (gam).

Câu hỏi thảo luận 6 trang 33 KHTN 8: Hãy trình bày cách tính thể tích khí chlorine đã tham gia phản ứng ở Ví dụ 2.

Trả lời:

Cách tính thể tích khí chlorine:

Bước 1: Viết phương trình hoá học và xác định tỉ lệ các chất trong phản ứng.

2Al + 3Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2AlCl₃

2 : 3 : 2

Bước 2: Tìm số mol AlCl₃ tạo thành sau phản ứng:

$n_{C{l}_2}=\frac{n_{AlC{l}_3\times 3}}{2}=\frac{\mathrm{0,2}\times 3}{2}=\mathrm{0,3}\left(mol\right)$

Bước 3: Dựa vào phương trình hoá học tìm số mol khí chlorine tham gia:

Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:

$n_{AlC{l}_3}=\frac{m_{AlC{l}_3}}{M_{AlC{l}_3}}=\frac{\mathrm{26,7}}{\mathrm{133,5}}=\mathrm{0,2}\left(mol\right)$

Bước 4: Chuyển đổi số mol chất thành thể tích:

$V_{C{l}_2}=n_{C{l}_2}\times \mathrm{24,79}=\mathrm{0,3}\times \mathrm{24,79}=\mathrm{7,437}\left(L\right).$

Luyện tập trang 33 KHTN 8: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam phosphorus trong khí oxygen. Hãy tính thể tích khí oxygen (đkc) và khối lượng sản phẩm tạo thành theo phản ứng: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅.

Trả lời:

Phương trình hoá học: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅

Tỉ lệ các chất: 4 : 5 : 2

Số mol phosphorus đã bị đốt cháy: $n_P=\frac{\mathrm{6,2}}{31}=\mathrm{0,2}\left(mol\right)$

Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:

$\begin{array}{l}{n}_{O_2}=\frac{5}{4}\times n_P=\frac{5}{4}\times \mathrm{0,2}=\mathrm{0,25}\left(mol\right).\\ \Rightarrow V_{O_2}=\mathrm{0,25}\times \mathrm{24,79}=\mathrm{6,1975}\left(L\right);\\ n_{P_2{O}_5}=\frac{1}{2}\times n_P=\mathrm{0,1}\left(mol\right)\\ \Rightarrow {m_{P_2}}_{O_5}=\mathrm{0,1}\times 142=\mathrm{14,2}\left(gam\right).\end{array}$

2. Hiệu suất phản ứng

Giải KHTN 8 trang 34

Câu hỏi thảo luận 7 trang 34 KHTN 8: Em có nhận xét gì về khối lượng thực tế và khối lượng lí thuyết thu được của ammonia.

Trả lời:

Khối lượng ammonia thực tế bằng ¼ khối lượng ammonia lý thuyết.

Câu hỏi thảo luận 8 trang 34 KHTN 8: Để tính được hiệu suất phản ứng ta cần biết những thông tin gì?

Trả lời:

Để tính được hiệu suất phản ứng ta cần biết lượng sản phẩm thực tế và lượng sản phẩm lí thuyết. Trong đó, lượng lí thuyết và lượng thực tế lấy cùng đơn vị đo.

Luyện tập trang 34 KHTN 8: Cho 0,50 mol khí hydrogen tác dụng với 0,45 mol hơi iodine thu được 0,60 mol khí hydrogen iodide. Tính hiệu suất phản ứng.

Trả lời:

Phương trình hoá học: H₂ + I₂ → 2HI

Tỉ lệ các chất: 1 : 1 : 2

Giả sử hiệu suất đạt 100% thì I₂ hết, H₂ dư, vậy lượng HI thu được theo lí thuyết tính theo I₂. Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:

n_{HI lý thuyết} = $2\times n_{I_2}=2\times \mathrm{0,45}=\mathrm{0,9}\left(mol\right)$

Hiệu suất của phản ứng là:

Áp dụng:

Vận dụng trang 34 KHTN 8: Ban đầu nhà sản xuất dự tính thu được 80 tấn vôi sống CaO từ đá vôi (thành phần chính là CaCO₃), tuy nhiên khối lượng thu được chỉ đạt 25 tấn CaO. Phản ứng đã cho đạt hiệu suất là bao nhiêu?

Trả lời:

Hiệu suất của phản ứng là:

Áp dụng:

Kiến thức trọng tâm KHTN 8 Bài 6: Tính theo phương trình hoá học

I. Tính theo phương trình hoá học

1. Khái niệm chất thiếu và chất dư trong phản ứng hoá học

Một phản ứng hoàn toàn khi có ít nhất một chất tham gia phản ứng hết sau khi kết thúc phản ứng.

Chất tham gia phản ứng nào hết trước được gọi là chất thiếu và chất tham gia phản ứng nào vẫn còn lại sau phản ứng sẽ gọi là chất dư.

Một phản ứng không hoàn toàn thì các chất tham gia phản ứng đều chưa hết. Trong trường hợp các chất tham gia phản ứng đều hết, người ta nói phản ứng vừa đủ. Như vậy, phản ứng vừa đủ là một trường hợp riêng của phản ứng hoàn toàn.

2. Tính khối lượng chất tham gia và sản phẩm

Để tính theo phương trình hoá học, ta tiến hành theo các bước sau:

- Viết phương trình hoá học và xác định tỉ lệ số mol các chất trong phản ứng.

- Xác định số mol chất phản ứng hoặc chất tạo thành theo dữ kiện đề bài.

- Dựa vào phương trình hoá học và lượng chất đã biết tìm số mol chất còn lại.

- Chuyển đổi số mol chất thành khối lượng hoặc thể tích (đối với chất khí ở đkc) theo yêu cầu của đề bài.

Ví dụ:

Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam phosphorus trong khí oxygen. Hãy tính thể tích khí oxygen (đkc) và khối lượng sản phẩm tạo thành theo phản ứng: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅.

Hướng dẫn giải:

Phương trình hoá học: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅

Tỉ lệ các chất: 4 : 5 : 2

Số mol phosphorus đã bị đốt cháy: $n_P=\frac{\mathrm{6,2}}{31}=\mathrm{0,2}\left(mol\right)$

Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:

$\begin{array}{c}{n}_{O_2}=\frac{5}{4}\times n_P=\frac{5}{4}\times \mathrm{0,2}=\mathrm{0,25}\left(mol\right).\\ \Rightarrow V_{O_2}=\mathrm{0,25}\times \mathrm{24,79}=\mathrm{6,1975}\left(L\right);\\ n_{P_2{O}_5}=\frac{1}{2}\times n_P=\mathrm{0,1}\left(mol\right)\\ \Rightarrow {m_{P_2}}_{O_5}=\mathrm{0,1}\times 142=\mathrm{14,2}\left(gam\right).\end{array}$

II. Hiệu suất phản ứng

1. Khái niệm

Hiệu suất phản ứng cho biết khả năng phản ứng xảy ra đến mức độ nào, được tính bằng tỉ số giữa lượng sản phẩm thực tế và lượng sản phẩm theo lí thuyết.

2. Tính hiệu suất phản ứng

Hiệu suất của phản ứng được kí hiệu là H%.

Để tính được hiệu suất H% của một phản ứng hoá học, ta thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định lượng sản phẩm (mol, khối lượng, thể tích) thu được theo lí thuyết. Lượng sản phẩm theo lí thuyết được tính qua phương trình phản ứng (theo lượng chất thiếu tham gia phản ứng) với giả thiết phản ứng xảy ra hoàn toàn (H = 100%).

Bước 2: Xác định lượng sản phẩm thu được theo thực tế.

Bước 3: Tính hiệu suất theo công thức:

Ví dụ:

Cho 0,50 mol khí hydrogen tác dụng với 0,45 mol hơi iodine thu được 0,60 mol khí hydrogen iodide. Tính hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn giải:

Phương trình hoá học: H₂ + I₂ → 2HI

Tỉ lệ các chất: 1 : 1 : 2

Giả sử hiệu suất đạt 100% thì I₂ hết, H₂ dư, vậy lượng HI thu được theo lí thuyết tính theo I₂. Theo tỉ lệ mol của phản ứng, ta có:

n_{HI lý thuyết} = $2\times n_{I_2}=2\times \mathrm{0,45}=\mathrm{0,9}\left(mol\right)$

Hiệu suất của phản ứng là:

$\Rightarrow H(\%)=\frac{\mathrm{0,6}}{\mathrm{0,9}}\times 100(\%)=\mathrm{66,67}(\%).$

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 7: Nồng độ dung dịch

Bài 8: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Ôn tập chương 1

Bài 9: Acid

Bài 10: Base