Lý thuyết KHTN 8 Bài 3 (Cánh diều): Định luật bảo toàn khối lượng. Phương trình hóa học

Lý thuyết KHTN 8 Bài 3: Định luật bảo toàn khối lượng. Phương trình hóa học

A. Kiến thức trọng tâm KHTN 8 Bài 3: Định luật bảo toàn khối lượng. Phương trình hóa học

I. Định luật bảo toàn khối lượng

Định luật bảo toàn khối lượng được phát biểu như sau: Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng.

Giải thích:

Trong phản ứng hoá học chỉ diễn ra sự thay đổi liên kết giữa các nguyên tử; số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không thay đổi, khối lượng nguyên tử không thay đổi. Vì vậy, tổng khối lượng của các chất được bảo toàn.

Xét phản ứng:

Barium chloride + Sodium sulfate → Barium sulfate + Sodium chloride

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_{Barium chloride} + m_{Sodium sulfate} = m_{Barium sulfate} + m_{Sodium chloride}

Lưu ý: Với các phản ứng hoá học có tạo thành chất khí, khi tính khối lượng của các chất sản phẩm cần lưu ý tính cả khối lượng của chất khí bay ra.

II. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

1. Phương trình bảo toàn khối lượng

Giả sử có sơ đồ phản ứng hoá học của các chất:

A + B → C + D

Kí hiệu: m_A, m_B, m_C, m_D lần lượt là khối lượng của các chất đã tham gia và tạo thành sau phản ứng.

Phương trình bảo toàn khối lượng:

m_A + m_B = m_C + m_D

2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

Nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì ta tính được khối lượng của chất còn lại (n là tổng số chất phản ứng và chất sản phẩm).

III. Phương trình hoá học

1. Phương trình hoá học là gì?

Phương trình hoá học là cách thức biểu diễn phản ứng hoá học bằng công thức hoá học của các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm.

Ví dụ: Phương trình hoá học của phản ứng giữa khí hydrogen và khí oxygen:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

2. Các bước lập phương trình hoá học

Việc lập phương trình hoá học có thể được tiến hành theo bốn bước. Sau đây chúng ta cùng xét ví dụ lập phương trình hoá học của phản ứng giữa khí hydrogen và khí oxygen để hình dung:

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng gồm công thức hoá học của các chất phản ứng và chất sản phẩm.

H₂ + O₂→H₂O

Bước 2: So sánh số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm. Nếu có nguyên tố mà số nguyên tử không bằng nhau thì cần phải cân bằng.

H₂ + O₂→H₂O

Số nguyên tử:          2  2  2 1

Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố.

- Thêm hệ số 2 vào phân tử nước để cân bằng số nguyên tử O.

H₂ + O₂→2H₂O

Số nguyên tử:          2  2  4 2

- Thêm hệ số 2 vào phân tử H₂ để cân bằng số nguyên tử H.

2H₂ + O₂→2H₂O

Số nguyên tử:          4  2  4 2

Bước 4: Kiểm tra và viết phương trình hoá học.

2H₂ + O₂ → 2H₂O

*Lưu ý: Nếu trong các chất phản ứng và các chất sản phẩm có nhóm nguyên tử không thay đổi trước và sau phản ứng (ví dụ nhóm OH, SO₄…) thì coi cả nhóm nguyên tử đó như là một đơn vị để cân bằng.

3. Ý nghĩa của phương trình hoá học

Phương trình hoá học cho biết:

- Các chất phản ứng và các chất sản phẩm.

- Tỉ lệ về số nguyên tử hoặc số phân tử giữa các chất trong phản ứng. Tỉ lệ này bằng đúng tỉ lệ hệ số của mỗi chất trong phương trình hoá học.

Ví dụ: Xét phương trình hoá học: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Ta có:

Số phân tử H₂ : Số phân tử O₂ : Số phân tử nước = 2 : 1 : 2.

Tức là cứ 2 phân tử H₂ tác dụng với 1 phân tử O₂ tạo ra 2 phân tử H₂O.

Hoặc tỉ lệ theo từng cặp chất:

+ Cứ 2 phân tử H₂ tác dụng với 1 phân tử O₂.

+ Cứ 2 phân tử H₂ tham gia phản ứng tạo ra 2 phân tử H₂O.

+ Cứ 1 phân tử O₂ tham gia phản ứng tạo ra 2 phân tử H₂O.

B. Bài tập KHTN 8 Bài 3: Định luật bảo toàn khối lượng. Phương trình hóa học

Câu 1: Điền vào chỗ trống: "Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm ... tổng khối lượng của các chất phản ứng."

A. Lớn hơn

B. Nhỏ hơn

C. Bằng

D. Nhỏ hơn hoặc bằng

Đáp án đúng: B

Câu 2: Sơ đồ phản ứng hóa học của các chất: A+B⇒C+D. Phương trình bảo toàn khối lượng là:

A. mA + mC = mB + mD

B. mA + mD = mC + mB 

C. mA + mB = mC + mD

D. mA + mB = mC  - mD

Đáp án đúng: C

Câu 3: Cho một thanh nhôm tác dụng với dung dịch hydrochloric acid thu được 26,7 gam muối nhôm và thấy có 0,6 gam khí hydrogen thoát ra. Tổng khối lượng của các chất phản ứng là:

A. 26 gam

B. 27,3 gam

C. 26,1 gam

D. 25,5 gam

Đáp án đúng: B

Giải thích:

Ta có: Nhôm + hydrochloric acid → Muối nhôm + khí hydrogen

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mNhôm + mhydrochloric acid = mMuối nhôm + mkhí hydrogen

Theo bài ra, ta có: mMuối nhôm = 26,7 gam; mkhí hydrogen = 0,6 gam

→ Tổng khối lượng của các chất phản ứng là: mNhôm + mhydrochloric acid = 26,7+0,6 = 27,3 gam.

Câu 4: Một vật thể bằng sắt để ngoài trời, sau một thời gian bị gỉ. Hỏi khối lượng của vật thay đổi thế nào so với khối lượng của vật trước khi gỉ?

A. Tăng         

B. Giảm

C. Không thay đổi

D. Không thể biết

Đáp án đúng: A

Giải thích:

Khi một vật thể bằng sắt để ngoài trời sẽ xảy ra quá trình oxi hóa trong không khí trong thời gian dài sẽ bị gỉ. Sau quá trình sẽ tạo ra chất mới là  oxit của sắt do đó khối thượng của vật thay đổi sẽ tăng hơn so với khối lượng của vật trước khi gỉ. 

Câu 5: Hệ số cân bằng hóa học của phương trình hóa học: H2 + O2 → H2O

A. 1, 2, 1

B. 2, 1, 1

C. 2, 2, 1

D. 2, 1, 2

Đáp án đúng: D

Giải thích:

Khi cân bằng hóa học phương trình sẽ có dạng: 2H2 + O2 → 2H2O

Vậy hệ số cân bằng của phương trình hóa học là: 2: 1 : 2

Xem thêm các bài lý thuyết KHTN 8 sách Cánh diều hay, chi tiết tại: 

Lý thuyết Bài 4: Mol và tỉ khối của chất khí

Lý thuyết Bài 5: Tính theo phương trình hóa học

Lý thuyết Bài 6: Nồng độ dung dịch

Lý thuyết Bài 7: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Lý thuyết Bài 8: Acid