Tính theo phương trình hóa học
Để tính khối lượng và số mol của chất phản ứng và chất sản phẩm trong một phản ứng hoá học, ta thực hiện theo các bước sau:
- Bước 1: Viết phương trình hoá học của phản ứng.
- Bước 2: Tính số mol chất đã biết dựa vào khối lượng hoặc thể tích.
- Bước 3: Dựa vào phương trình hoá học và số mol chất đã biết để tìm số mol chất tham gia phản ứng hoặc sản phẩm.
- Bước 4: Tính khối lượng hoặc thể tích của chất cần tìm.
Ví dụ: Người ta cho Fe tác dụng với dung dịch HCl thì thu được khí hydrogen (H2) theo phương trình hóa học sau:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
\(\uparrow\)
Tính khối lượng Fe tham gia phản ứng để thu được 1,5 mol H2.
Hướng dẫn giải:
Từ phương trình hóa học ta có:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2\(\uparrow\)
1 nguyên tử Fe + 2 phân tử HCl → 1 phân tử ZnCl2 + 1 phân tử H2
N nguyên tử Fe + 2N phân tử HCl → N phân tử ZnCl2 + N phân tử H2
Tức là: 1 mol Fe tác dụng với 2 mol HCl tạo ra 1 mol FeCl2 và 1 mol H2
Vậy tỉ lệ số nguyên tử, phân tử của các chất trong phương trình hóa học chính là tỉ lệ số mol của chúng tham gia và tạo thành trong phản ứng.
\(\frac{{\mathrm n}_{{\mathrm H}_2}}{{\mathrm n}_{\mathrm{Fe}}}=\frac11=1\)
Vậy để thu được 1,5 mol H2 cần 1,5 mol Fe.
Khối lượng Fe cần dùng là:
mFe = 1,5.56 = 84 g
II. Hiệu suất phản ứng
1. Chất phản ứng hết, chất phản ứng dư
- Chất phản ứng hết là chất không còn sau khi phản ứng kết thúc.
- Chất phản ứng dư là chất còn lại sau khi kết thúc phản ứng.
Lượng chất sản phẩm tạo thành được tính theo chất phản ứng hết.
Ví dụ: Iron tác dụng với dung dịch HCl theo phản ứng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Cho 1 mol sắt tác dụng với 3 mol HCl đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Cho biết chất nào còn dư sau phản ứng.
| Chất phản ứng | Chất sản phẩm | |||
| Fe | HCl | FeCl2 | H2 | |
| Trước phản ứng | 1 mol | 3 mol | 0 mol | 0 mol |
| Sau phản ứng | 0 mol | 1 mol | 1 mol | 1 mol |
Như vậy, sau phản ứng Fe hết, HCl còn dư. Số mol chất tạo thành được tính theo số mol của Fe.
2. Hiệu suất phản ứng
Hiệu suất phản ứng (kí hiệu là H) là tỉ số giữa lượng sản phẩm thu được theo thực tế và lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết.
Thông thường, hiệu suất phản ứng biểu thị theo phần trăm và được tính theo biểu thức:
\(\mathrm H=\frac{{\mathrm m}_{\mathrm{tt}}\times100}{{\mathrm m}_{\mathrm{lt}}}(\%)\)
Trong đó:
- mtt là khối lượng chất (g) thu được theo thực tế.
- mlt là khối lượng chất (g) thu được theo lí thuyết (tính theo phương trình).
- H là hiệu suất phản ứng (%).
Lưu ý: Hiệu suất phản ứng thường nhỏ hơn 100%. Nếu hiệu suất phản ứng là 100% tức là phản ứng hoá học xảy ra hoàn toàn.
Ví dụ: Người ta nung 122,5 gam KClO3 có xúc tác thu được 62,5 gam KCl và một lượng khí oxygen. Tính hiệu suất của phản ứng, biết phương trình hóa học của phản ứng:
2KClO3 \(\overset{t^{\circ} }{\rightarrow}\) 2KCl + 3O2
Hướng dẫn giải:
\(\mathrm H=\frac{62,5\times100}{74,5}=83,9\;(\%)\)
