I – Tính theo phương trình hóa học là gì ?
Tính theo phương trình hóa học là dựa vào phương trình hóa học để tính số mol, khối lượng hay thể tích của một chất chưa biết thông qua một chất đã biết về số mol, khối lượng hay thể tích có tham gia vào phương trình phản ứng hóa học đó.
II – Phương pháp tính theo phương trình hóa học.
Trong sách giáo khoa hóa học học lớp 8 có chia ra thành 2 trường hợp đó chính là:
– Xác định khối lượng chất tham gia và sản phẩm tạo thành.
– Xác định thể tích chất khí tham gia và sản phẩm tạo thành.
a. Xác định khối lượng chất tham gia và sản phẩm
Để giải được những bài toán liên quan tới khối lượng, chúng ta cần phải nhớ một công thức hóa học lớp 8 mà đã từng học. Đó chính là công thức m = n.M (gam). Từ công thức trên chúng ta có thể tính được số mol, tính được khối lượng mol của một chất.
Các bước tiến hành được thực hiện tuần tự như sau:
Bước 1: Xử lí dữ liệu đề bài cho
Ở bước này, chúng ta sẽ phải xử lí số liệu từ đề bài ra. Các em sẽ phải tính được số mol của các chất mà đề bài đã cho thông qua công thức trên nhé. Ngoài ra, nếu đề bài chỉ nêu ra các chất thì các em cần phải xác định chất đó là gì, công thức hóa học như nào . . . và phải hình dung trong đầu được phương trình phản ứng rồi nhé.
Bước 2: Viết phương trình hóa học và cân bằng phương trinh hóa học
Khi đã nắm vững được những thông tin xử lí từ bước 1 thì tới bước này các em chỉ cần viết phương trình hóa học và cân bằng phương trình chính xác phương trình hóa học vừa viết là hoàn thành yêu cầu rồi.
Bước 3: Thiết lập mối quan hệ về tỉ lệ mol, tỉ lệ khối lượng . . . của các chất có trong phương trình phản ứng.
Bước 4: Tính toán, chuyển đổi . . . những yêu cầu của đề bài.
Bước 5: Kết luận.
Nhìn chung, việc xác định thể tích chất khí tham gia và sản phẩm tạo thành cũng tương tự như các bước ở bên trên. Nhưng có một lưu ý nhỏ đó chính là việc sử dụng công thức khác nhau với mỗi chất. Các bước ở trên chính là sử dụng công thức liên quan tới khối lượng, còn đối với chất khí thì các bạn cần nhớ tới công thức V = 22,4(24) x n.
III – Các dạng bài tập tính theo phương trình hóa học.
Có thể nói, những dạng bài tập tính theo phương trình hóa học vô cùng đa dạng và phong phú bởi có rất rất nhiều phản ứng hóa học khác nhau mà chúng ta khó có thể phân chia được nữa. Nhưng chung quy lại, trong chương trình hóa học lớp 8 chúng ta thường sẽ gặp 3 dạng bài tập chính đó là:
– Tính khối lượng, thể tích chất tham gia hoặc sản phẩm tạo thành.
– Tìm chất dư trong phản ứng và tính toán khối lượng hoặc thể tích dư hoặc của các chất tạo thành.
– Tính hiệu suất của phản ứng hóa học.
Để tìm hiểu rõ hơn về những dạng bài tập này, chúng ta sẽ cần phải có kiến thức chắc chắn nhất như ở mục II bên trên. Ngoài ra, ở mục dạng thứ 2 và thứ 3 sẽ liên quan tới một vài kĩ năng tính toán trong hóa học nữa mà các em cũng cần sử dụng rất nhiều sau này.
1. Tính khối lượng, thể tích của chất tham gia hoặc sản phẩm tạo thành.
Ở dạng này, chúng ta vận dụng kiến thức cơ bản như ở bên trên là giải được rồi các em nhé. Những bài toán hóa học thuộc dạng này sẽ là những bài tập đơn giản, không quá khó khăn với các em đâu do đề bài sẽ cho trước khối lượng, thể tích hay số mol của một chất nào đó và yêu cầu chúng ta tính toán các yếu tố còn lại.
Ví dụ minh họa: Cho 2,7 gam nhôm tác dụng vừa đủ với axit sunfric. Em hãy tính:
– Thể tích của khí thu được sau phản ứng ở điều kiện tiêu chuẩn và điều kiện phòng.
– Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.
Bài giải:
Bước 1: Xử lí số liệu.
Các chất có tham gia vào phản ứng gồm:
– Nhôm có công thức hóa học là Al khối lượng mol là 27.
– Axit sunfuric có công thức hóa học là H2SO4 khối lượng mol là 98.
Ở bước 1 này, các em sẽ cần phải nắm được một phương trình phản ứng giữa kim loại với axit xảy ra như nào, sản phẩm tạo thành là gì và có những gì cần lưu ý.
Bước 2: Viết phương trình phản ứng
Sau khi cân bằng phương trình ta được:
Bước 3: Thiết lập mối quan hệ về số mol
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Theo phương trình: 2 mol Al- – -3 mol H2SO4- – -1 mol Al2(SO4)3- – -3 mol H2
Theo bài ra ta có: 0,1 mol – – – 0,15 mol – – – – – -0,05 mol – – – – – – – – 0,15 mol
Bước 4: Tính toán
Thể tích khí oxi thu được ở hai điều kiện là:
VH2(ĐKTC) = 0,15 . 22,4 = 3,36 lít.
VH2(ĐKP) = 0,15 . 24 = 3,6 lít.Khối lượng muối tạo thành sau khi phản ứng kết thúc là:
mAl2(SO4)3 = n . M = 0,05 . (27.2 + 96 . 3) = 17,1 gam.
Bước 5: Kết luận
VH2(ĐKTC) = 0,15 . 22,4 = 3,36 lít.
VH2(ĐKP) = 0,15 . 24 = 3,6 lít.
mAl2(SO4)3 = n . M = 0,05 . (27.2 + 96 . 3) = 17,1 gam.
2. Tìm chất dư trong phản ứng và tính toán khối lượng hoặc thể tích dư hoặc của các chất tạo thành.
Khi xuất hiện dạng bài tập tìm lượng dư của các chất thì chắc chắn chúng ta sẽ phải nghĩ ngay tới dạng bài tìm xem trong một phản ứng hóa học chất nào phản ứng hết chất nào còn dư sau khi phản ứng kết thúc. Những chất mà tôi nói đến ở đây chính là những chất tham gia phản ứng là những chất nằm ở phía bên tay trái của các bạn khi quan sát một phương trình phản ứng hóa học.
Đề bài sẽ không thể nào khác đó chính là cho thông tin về khối lượng, thể tích hay số mol của hai hoặc ba chất tham gia (trong bài này chúng tôi đề cập tới 2 chất tham gia) và chúng ta phải dựa vào phản ứng hóa học để xác định được chất nào dã phản ứng hết và chất nào còn dư sau khi phản ứng kết thúc.
a. Giải bài toán chất dư bằng phương pháp giả sử
Để tổng quát dạng bài này, chúng tôi sẽ tổng quát bài toán hóa học với chất tham gia gồm có 2 chất là A và B với số mol tương ứng là a và b, sản phẩm tạo thành là C và D.
Phương trình phản ứng:
| A | + | B | = | C | + | D | |
| Theo phương trình | 1 | 1 | |||||
| Theo bài ra | a | b | 0 | 0 | |||
| Phản ứng | x | x | x | x | |||
| Sau phản ứng | a-x | b-x | x | x |
Như vậy sau khi phản ứng kết thúc thì chắc chắn rằng x có thể là a hoặc x cũng có thể là b.
Giả sử x = a, chúng ta đang giả sử là A phản ứng hết. Nếu hiệu số b – x hay chính là b – a dương thì phương trình phản ứng tính theo A và ngược lại nếu âm thì phương trình phản ứng tính theo B.
b. Giải bài toán chất dư bằng phương pháp lập tỉ số
Giả sử phương trình phản ứng là aA + bB = cC + dD. Số mol theo bài ra của chất A và B lần lượt là nA và nB.
Lập tỉ số: 
Nếu 
thì chất B hết chất A dư phương trình phản ứng tính theo chất B.
Nếu 
thì chất A hết chất B dư phương trình phản ứng tính theo chất A.
Bước cuối cùng là chúng ta tính toán theo yêu cầu của đề bài theo chất phản ứng hết.
Ví dụ minh họa số 01:
Cho 2,24 lít khí Hidro tác dụng với 3,36 lít khí Oxi tất cả khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính khối lượng nước tạo thành sau khi phản ứng hoàn toàn.
Bài giải:
Số mol của hidro là 0,1 mol.
Số mol của oxi là 0,15 mol.
Phương trình phản ứng:
| 2H2 | + | O2 | = | 2H2O | |
| Theo phương trình | 2 | 1 | 2 | ||
| Theo bài ra | 0,1 (a) | 0,15 (b) | 0 | ||
| Phản ứng (Giả sử H2 hết x = 0,1) | 0,1 (x) | 0,05 (x/2) | 0,1 (x) | ||
| Sau phản ứng | a-x = 0,1-0,1 = 0 | b-x = 0,15-0,05 = 0,1 | 0,1 |
Như chúng ta đã thấy, số mol sau phản ứng của Oxi lớn hơn 0 do vậy chất phản ứng hết ở đây là H2 và phương trình được tính theo số mol của H2. Số mol nước tạo thành sau phản ứng là 0,1 mol. Khối lượng của nước là 0,1.18 = 1,8 gam.
Kết luận: mH2O = 1,8 gam
Bài toán thêm:
– Các em làm bằng cách giả sử oxi phản ứng hết nhé.
– Em hãy giải bài toán trên theo phương pháp tỉ số.
3. Bài toán hiệu suất phản ứng hóa học
Trong thực tế, khi phản ứng hóa học xảy ra sẽ phải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố trong đó có những điều kiện như nhiệt độ, chất xúc tác, trạng thái của các chất . . . Một khi những yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng hóa học thì hiệu suất sẽ không thể đạt được 100%. Do vậy, khi tính theo phương trình hóa học chúng ta đang tính trên lí thuyết thôi, còn thực tế thu được bao nhiêu thì cân đo đong đếm là sẽ biết được những giá trị này.
Do vậy, bài toán hiệu suất sẽ được tính theo hai cách: Tính hiệu suất liên quan tới khối lượng sản phẩm và tính hiệu suất của phản ứng liên quan tới chất tham gia.
– Hiệu suất tính theo khối lượng sản phẩm tạo thành: 
– Hiệu suất tính theo khối lượng chất tham gia: 
Khi quan sát công thức tính hiệu suất ở trên, chúng ta rút ra được một vài nhận xét như sau:
– Khối lượng sản phẩm tạo thành thực tế luôn nhỏ hơn khối lượng sản phẩm tạo thành theo lí thuyết.
– Khối lượng chất tham gia thực tế sẽ luôn ít hơn khối lượng chất tham gia theo lí thuyết.
Để học sinh có thể tính được hiệu suất thì đề bài phải cho các mối liên hệ giữa thực tế và lí thuyết. Thực tế thu được bao nhiêu thì phải cân đo mới biết được như vậy thường đề bài sẽ phải cho trước thông tin này. Còn lượng lí thuyết các em phải dựa vào phương trình để tính toán.
Một kiểu bài nữa là kiểu bài ngược. Đề bài cho hiệu suất của phản ứng và yêu cầu tính toán những số liệu liên quan. Một vài ví dụ sau đây sẽ giúp các em hiểu rõ hơn về công thức và vận dụng vào những bài tập tương tự.
Bài tập hiệu suất phản ứng
Bài tập số 01: Nung 100 gam đá vôi thu được 28 gam vôi sống. Hiệu suất phản ứng trên là bao nhiêu ?
Bài giải:
Phương trình phản ứng: CaCO3 = CaO + CO2
Theo phương trình số mol CaO có được sau phản ứng là 1 mol. Theo bài ra chúng ta thu được 0,5 mol vôi sống.
Vậy hiệu suất của phản ứng là 
Tác giả: TC – Chemistry, TC-Chemistry
Với đam mê truyền đạt và chia sẻ những kiến thức hóa học hữu ích với mọi người, TC Chemistry không chỉ giới hạn việc chia sẻ kiến thức hóa học từ cơ bản đến nâng cao, mà còn cung cấp câu hỏi, đề thi thử và phương trình phản ứng hóa học để giúp người đọc hiểu sâu về chủ đề và phát triển kỹ năng trong lĩnh vực này.