# Tính theo phương trình hoá học – Hoá học lớp 8, Bài 6 > Làm 1 cái bánh mì kẹp cần 2 lát bánh mì và 1 quả trứng. Muốn làm 6 cái thì cần 12 lát: bạn vừa nhân theo tỉ lệ của công thức. Phương trình hoá học cũng là một "công thức nấu ăn" như thế, chỉ khác là ta đếm bằng mol. - Trang bài: https://anim.vn/lop-8/hoa-hoc/bai-06-tinh-theo-phuong-trinh-hoa-hoc/ - Video: https://youtu.be/7aM1-oDMdVU (7:26) - Thuộc: Hoá học lớp 8 · Bài 6 - Bài tập về nhà (PDF, có lời giải): https://anim.vn/media/lop8-hoa-hoc-bai-06/bai-tap-ve-nha.pdf ## Mục lục video - 0:00 Mở đầu: công thức làm bánh - 0:24 Richter và phép đo nguyên tố - 0:48 Bốn bước tính theo phương trình - 2:08 Tính thể tích chất khí - 2:45 Hiệu suất phản ứng - 3:38 Dạng 1: Tính số mol, khối lượng - 4:29 Dạng 2: Bài có chất khí - 5:48 Dạng 3: Hiệu suất - 6:57 Tóm tắt Làm 1 cái bánh mì kẹp cần 2 lát bánh mì và 1 quả trứng. Muốn làm 6 cái thì cần 12 lát: bạn vừa **nhân theo tỉ lệ của công thức**. Phương trình hoá học cũng là một "công thức nấu ăn" như thế, chỉ khác là ta đếm bằng **mol**. ## 1. Bốn bước tính theo phương trình hoá học 1. **Đổi dữ kiện ra số mol**: n = m : M (khối lượng), n = V : 24,79 (thể tích khí ở 25 °C, 1 bar). 2. **Viết phương trình hoá học** (đã cân bằng). 3. **Dựa vào hệ số** để tìm số mol chất cần tính. 4. **Đổi số mol ra thứ đề hỏi**: m = n · M, hoặc V = n · 24,79. > Mẹo: n(cần tìm) = n(đã biết) × hệ số chất cần tìm : hệ số chất đã biết. **Ví dụ 1 (mol → mol).** N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Muốn thu được 6 mol NH₃ thì cần bao nhiêu mol H₂? Cứ 3 mol H₂ tạo ra 2 mol NH₃, nên n(H₂) = 6 · 3 : 2 = **9 mol**. **Ví dụ 2 (gam → gam).** Hoà tan hết 5,4 g nhôm trong dung dịch hydrochloric acid. Tính khối lượng muối aluminium chloride tạo thành. 1. n(Al) = 5,4 : 27 = 0,2 mol. 2. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ 3. 2 Al tạo ra 2 AlCl₃ (tỉ lệ 1 : 1), nên n(AlCl₃) = 0,2 mol. 4. m(AlCl₃) = 0,2 · 133,5 = **26,7 g**. ## 2. Bài có chất khí Chỉ khác ở bước 4: ở **25 °C và 1 bar, 1 mol khí bất kì chiếm 24,79 L**, nên **V = n · 24,79**. **Ví dụ 1.** Vẫn 5,4 g nhôm ở trên: khí hydrogen thoát ra chiếm bao nhiêu lít? 2 Al tạo ra 3 H₂, nên n(H₂) = 0,2 · 3 : 2 = 0,3 mol; V = 0,3 · 24,79 = **7,437 L**. **Ví dụ 2 (đi ngược).** Muốn có 7,437 L khí oxygen từ phản ứng 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ thì cần bao nhiêu gam hydrogen peroxide? n(O₂) = 7,437 : 24,79 = 0,3 mol; n(H₂O₂) = 0,3 · 2 = 0,6 mol; m = 0,6 · 34 = **20,4 g**. Chất khí rất khó đặt lên cân. Nhờ phương trình, ta tính được lượng khí chỉ từ khối lượng chất rắn đã dùng. ## 3. Hiệu suất phản ứng Các phép tính ở trên giả sử phản ứng xảy ra **hoàn toàn**. Thực tế ít khi được như vậy: phản ứng chưa kịp xảy ra hết, có phản ứng phụ, hoặc chất bị thất thoát. **Ví dụ đời thường.** Trộn bột đủ cho 12 cái bánh quy nhưng 3 cái bị cháy, chỉ còn 9 cái ăn được: 9 : 12 = 75%. **Hiệu suất phản ứng:** **H = (lượng sản phẩm thực tế : lượng sản phẩm lí thuyết) × 100%** ("lượng" có thể là khối lượng hoặc số mol; lí thuyết = tính theo phương trình.) **Ví dụ.** Theo phương trình, nhà máy phải thu được 34 tấn ammonia, thực tế chỉ thu được 8,5 tấn. H = 8,5 : 34 · 100% = **25%**. Khi H < 100%: - sản phẩm thực tế **ít hơn** lí thuyết; - nguyên liệu cần dùng **nhiều hơn** lí thuyết. > Mẹo: tìm **sản phẩm** thì **nhân** H, tìm **nguyên liệu** thì **chia** H. ## Bảng tóm tắt | Việc cần làm | Công thức | |---|---| | Khối lượng → mol | n = m : M | | Thể tích khí (25 °C, 1 bar) → mol | n = V : 24,79 | | Mol → mol theo phương trình | n(cần tìm) = n(đã biết) × hệ số cần tìm : hệ số đã biết | | Mol → khối lượng, thể tích khí | m = n · M; V = n · 24,79 | | Hiệu suất | H = thực tế : lí thuyết × 100% | ## Lỗi hay gặp - **Đổi thẳng gam ra gam** theo hệ số (bỏ qua mol). Hệ số là tỉ lệ **số mol**, không phải tỉ lệ khối lượng. - **Quên cân bằng phương trình** trước khi lấy tỉ lệ. - **Dùng 22,4** thay cho 24,79 (22,4 L là ở điều kiện cũ 0 °C, 1 atm). - **Áp dụng V = n · 24,79 cho chất lỏng, chất rắn** (ví dụ nước ở 25 °C là chất lỏng). - **Hiệu suất nhân, chia ngược chiều**: tìm nguyên liệu mà lại nhân H thì ra *ít hơn* lí thuyết, vô lí. - Tính H mà quên tính lượng lí thuyết theo phương trình trước. ## Bài tập theo dạng ### Dạng 1: Tính số mol, khối lượng Cách làm: đi đúng 4 bước, đổi gì cũng đi qua mol. Cho 11,2 g sắt tác dụng hết với khí chlorine, tạo thành iron(III) chloride. **a)** Cần bao nhiêu mol khí chlorine? **b)** Thu được bao nhiêu gam muối?
Đáp án n(Fe) = 11,2 : 56 = 0,2 mol. Phương trình: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃.
a) n(Cl₂) = 0,2 · 3 : 2 = 0,3 mol.
b) n(FeCl₃) = 0,2 mol; m = 0,2 · 162,5 = 32,5 g.
### Dạng 2: Bài có chất khí Cách làm: lít chia 24,79 ra mol; mol nhân 24,79 ra lít (khí ở 25 °C, 1 bar). **a)** Thả 4,6 g natri vào nước, thu được sodium hydroxide và khí hydrogen. Tính thể tích khí hydrogen.
Đáp án n(Na) = 4,6 : 23 = 0,2 mol. 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂, nên n(H₂) = 0,1 mol; V = 0,1 · 24,79 = 2,479 L.
**b)** Phân huỷ hydrogen peroxide: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂. Muốn có 7,437 L khí oxygen thì cần bao nhiêu gam hydrogen peroxide?
Đáp án n(O₂) = 7,437 : 24,79 = 0,3 mol; n(H₂O₂) = 0,6 mol; m = 0,6 · 34 = 20,4 g.
### Dạng 3: Hiệu suất Cách làm: tính lượng lí thuyết theo phương trình trước, rồi mới so với thực tế. **a)** Nung 6,5 g kẽm với lưu huỳnh dư, thu được 7,76 g zinc sulfide. Tính hiệu suất.
Đáp án Zn + S → ZnS. n(Zn) = 0,1 mol, lí thuyết thu 0,1 · 97 = 9,7 g ZnS. H = 7,76 : 9,7 · 100% = 80%.
**b)** Điện phân aluminium oxide: 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂. Muốn thu 5,4 tấn nhôm với hiệu suất 85% thì cần bao nhiêu tấn aluminium oxide?
Đáp án 2 mol Al₂O₃ (204 g) tạo ra 4 mol Al (108 g). Lí thuyết: 5,4 · 204 : 108 = 10,2 tấn. Nguyên liệu phải chia H: 10,2 : 0,85 = 12 tấn (không phải 10,2 · 0,85 = 8,67).
**c)** Từ 2,8 tấn khí nitơ, với hiệu suất 25%, nhà máy thu được bao nhiêu tấn ammonia? (N₂ + 3H₂ → 2NH₃)
Đáp án 28 g N₂ tạo ra 34 g NH₃, nên lí thuyết thu 3,4 tấn. Sản phẩm thì nhân H: 3,4 · 0,25 = 0,85 tấn.
## Chuyện bên lề: người tin rằng hoá học là toán học Cuối thế kỉ XVIII, chiếc cân đã vào phòng thí nghiệm, nhưng thợ nấu xà phòng hay thợ nhuộm vẫn pha hoá chất theo kinh nghiệm: cần bao nhiêu chất này để phản ứng hết với chất kia, không ai tính trước được. Nhà hoá học Đức **Jeremias Benjamin Richter** (1762–1807) nghĩ khác. Ông học cả triết lẫn toán, và luận án tiến sĩ của ông có tên "Về việc dùng toán học trong hoá học". Năm 1792, ông đặt cho phép tính lượng chất một cái tên ghép từ hai chữ Hy Lạp: *stoicheion* (nguyên tố) và *metron* (phép đo), ngày nay tiếng Anh gọi là *stoichiometry*. Ông tin rằng các chất luôn phản ứng với nhau theo những tỉ lệ cố định, tính được bằng con số. Ông đã đúng: các tỉ lệ ấy chính là hệ số trong phương trình hoá học. **Ngày nay:** nhà máy phân bón, luyện kim, dược phẩm đều dùng đúng phép tính này để biết cần mua bao nhiêu nguyên liệu. Hiệu suất cao hơn vài phần trăm có thể tiết kiệm hàng nghìn tấn nguyên liệu mỗi năm. ## Trò chơi ở nhà (5 phút): bếp trưởng tí hon Chọn một công thức đơn giản, ví dụ: **1 cốc nước chanh = 2 thìa đường + 1 quả chanh + 1 cốc nước**. 1. Một bạn ra đề: "Có 10 thìa đường, 3 quả chanh, nước thoải mái. Pha được nhiều nhất mấy cốc?" (3 cốc, vì chanh hết trước.) 2. Bạn kia ra đề ngược: "Muốn pha 8 cốc cần bao nhiêu thìa đường?" 3. Thêm "hiệu suất": cứ 4 cốc thì bị đổ 1 cốc. Muốn có 6 cốc để uống thì phải pha mấy cốc? (8 cốc: nguyên liệu phải chia cho hiệu suất 75%.) ## Lời thoại video ### 0:00 Mở đầu: công thức làm bánh 1 bánh mì kẹp cần 2 lát bánh mì và 1 quả trứng. Muốn làm 6 cái thì cần bao nhiêu lát bánh mì? 12 lát. Bạn vừa nhân theo tỉ lệ của công thức. Phương trình hoá học cũng là một công thức như thế, chỉ khác là ta đếm bằng mol. Hôm nay bạn sẽ biết tính lượng chất theo phương trình hoá học, và hiểu hiệu suất phản ứng là gì. ### 0:24 Richter và phép đo nguyên tố Người đặt tên cho phép tính này là nhà hoá học Đức Richter. Năm 1792, ông đặt cho nó một cái tên ghép từ hai chữ Hy Lạp: nguyên tố, và phép đo. Richter tin rằng hoá học thực chất là một ngành của toán học: các chất luôn phản ứng theo những tỉ lệ cố định, tính được bằng con số. Và ông đã đúng. ### 0:48 Bốn bước tính theo phương trình Tính theo phương trình hoá học gồm 4 bước. 1. Đổi dữ kiện đề cho ra số mol. 2. Viết phương trình hoá học. 3. Dựa vào hệ số để tìm số mol chất cần tính. 4. Đổi số mol ra thứ đề hỏi. Ví dụ 1. N₂ tác dụng với H₂ tạo thành NH₃. Muốn thu được 6 mol NH₃ thì cần bao nhiêu mol H₂? Theo phương trình: cứ 3 mol H₂ thì tạo ra 2 mol NH₃. n(H₂) = 6 · 3 : 2 = 9 mol Mẹo: n cần tìm = n đã biết × hệ số chất cần tìm : hệ số chất đã biết Ví dụ 2. Hoà tan hết 5,4 g nhôm trong dung dịch HCl. Tính khối lượng muối AlCl₃ tạo thành. Bước 1: n(Al) = 5,4 : 27 = 0,2 mol Bước 2: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂. 2 Al tạo ra 2 AlCl₃, tỉ lệ 1 : 1. Bước 3: n(AlCl₃) = 0,2 mol Bước 4: m(AlCl₃) = 0,2 · 133,5 = 26,7 g ### 2:08 Tính thể tích chất khí Nếu đề hỏi thể tích chất khí thì chỉ khác ở bước 4. Ở 25 °C và 1 bar, 1 mol khí bất kì chiếm 24,79 L. Vẫn ví dụ trên: khí H₂ thoát ra chiếm bao nhiêu lít? 2 Al tạo ra 3 H₂ ⇒ n(H₂) = 0,2 · 3 : 2 = 0,3 mol V(H₂) = 0,3 · 24,79 = 7,437 L Chất khí rất khó đặt lên cân. Nhờ phương trình, ta tính được nó chỉ từ khối lượng miếng nhôm. ### 2:45 Hiệu suất phản ứng Những phép tính vừa rồi đều giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thực tế thì ít khi được như vậy. Bạn trộn bột đủ cho 12 cái bánh quy, nhưng 3 cái bị cháy, chỉ còn 9 cái ăn được. 9 : 12 = 75% Hiệu suất phản ứng H = lượng sản phẩm thực tế : lượng sản phẩm lí thuyết × 100% Ví dụ: theo phương trình phải thu được 34 tấn NH₃, nhưng thực tế chỉ thu được 8,5 tấn. H = 8,5 : 34 · 100% = 25% Hiệu suất thấp vì phản ứng chưa kịp xảy ra hết, hoặc có phản ứng phụ, hoặc chất bị thất thoát. Khi H < 100%: sản phẩm thực tế ÍT hơn lí thuyết, nguyên liệu phải dùng NHIỀU hơn lí thuyết. ### 3:38 Dạng 1: Tính số mol, khối lượng Dạng 1: tính số mol và khối lượng. Đi đúng 4 bước, và luôn đi qua mol. Cho 11,2 g sắt tác dụng hết với khí Cl₂, tạo thành FeCl₃. a) Cần bao nhiêu mol khí Cl₂? b) Thu được bao nhiêu gam muối? Bạn tạm dừng video và thử làm nhé. n(Fe) = 11,2 : 56 = 0,2 mol 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ a) n(Cl₂) = 0,2 · 3 : 2 = 0,3 mol b) n(FeCl₃) = n(Fe) = 0,2 mol m(FeCl₃) = 0,2 · 162,5 = 32,5 g ### 4:29 Dạng 2: Bài có chất khí Dạng 2: bài có chất khí. Lít chia 24,79 ra mol; mol nhân 24,79 ra lít. Câu a. Thả 4,6 g natri vào nước, thu được NaOH và khí H₂. Tính thể tích khí H₂ ở 25 °C, 1 bar. n(Na) = 4,6 : 23 = 0,2 mol 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ ⇒ n(H₂) = 0,1 mol V(H₂) = 0,1 · 24,79 = 2,479 L Câu b. Phân huỷ H₂O₂ thu được nước và khí O₂. Muốn có 7,437 L khí O₂ thì cần bao nhiêu gam H₂O₂? Lít về mol trước: n(O₂) = 7,437 : 24,79 = 0,3 mol 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ ⇒ n(H₂O₂) = 0,6 mol m(H₂O₂) = 0,6 · 34 = 20,4 g ### 5:48 Dạng 3: Hiệu suất Dạng 3: hiệu suất. Tính lượng lí thuyết theo phương trình trước, rồi mới so với thực tế. Câu a. Nung 6,5 g kẽm với lưu huỳnh dư, thu được 7,76 g ZnS. Tính hiệu suất. n(Zn) = 0,1 mol ⇒ lí thuyết: 0,1 mol ZnS, nặng 9,7 g H = 7,76 : 9,7 · 100% = 80% Câu b. Điện phân Al₂O₃ để sản xuất nhôm. Muốn thu được 5,4 tấn nhôm với hiệu suất 85%, cần bao nhiêu tấn Al₂O₃? Theo phương trình: 5,4 tấn Al ứng với 10,2 tấn Al₂O₃. Nhiều bạn lấy 10,2 · 0,85. Sai rồi: hiệu suất thấp thì nguyên liệu phải nhiều hơn lí thuyết. Phải chia: 10,2 : 0,85 = 12 tấn Mẹo: tìm sản phẩm thì NHÂN H, tìm nguyên liệu thì CHIA H. ### 6:57 Tóm tắt Tóm lại. Tính theo phương trình hoá học: đổi ra mol, viết phương trình, lấy tỉ lệ theo hệ số, rồi đổi ra thứ đề hỏi. H = thực tế : lí thuyết × 100% Ngày nay, mọi nhà máy, từ phân bón tới thuốc men, đều dùng đúng phép tính này để biết cần mua bao nhiêu nguyên liệu. Bạn đã biết phản ứng tạo ra bao nhiêu. Bài sau mình tìm hiểu phản ứng xảy ra nhanh hay chậm. Hẹn gặp lại bạn!