Bài 2: Tính số mol của
2/ Tính lượng chất khi biết hiệu suất
Lượng chất tham gia lí thuyết
Lượng chất tham gia phản ứng = *100
H (3)
b/ Tính lượng chất sản phẩm tạo thành:
Lượng chất tạo thành lí thuyết
Lượng chất tạo thành = * H
100 (4)
III/ BÀI TẬP MINH HỌA Dạng 1: Tính hiệu suất phản ứng
Bước 1: Viết phương trình phản ứng (cân bằng)
Bước 2: Dựa vào phương trình tính khối lượng các chất(theo lí thuyết) Bước 3: Dựa vào công thức H = Thực tế *100
Lí thuyeát
HIEÄU SUAÁT
Bài 1: Nung hoàn toàn 10g đá vôi CaCO3 thu được 1,792 lit CO2(đktc). Tính hiệu suất quá trình nung vôi
Hướng dẫn giải Bước 1: Viết phương trình phản ứng (cân bằng):
CaCO3 t Co CaO + CO2
Bước 2: Dựa vào phương trình tính khối lượng các chất(theo lí thuyết)
* Tính H theo chất tham gia CaCO3:
3 2
3
CaCO (lt) CO
CaCO (pử)
1,792
n = n = 0, 08( )
22,4
m = 0,08*100 = 8 (g) mol
Bước 3: Dựa vào công thức (1)
Lượng chất tham gia đã phản ứng
H% = .100%
Lượng chất tham gia đã lấy = 8
*100 80%
10
** Tính H theo sản phẩm CO2:
2 3
2
CO (lt) CaCO
CO (lt)
n = n = 10 0,1( )
100
V = 0,1*22,4 = 2,24 (lit) mol
Dựa vào công thức (2):
L ư ợng sản phẩm thu được thực tế
H% = .100%
L ư ợng sản phẩm theo lý thuyết = 1,792*100 80%
22, 4
Bài 2: Cho 0,5 mol H2 tác dụng với 0,45 mol Cl2 thu được 0,6 mol HCl. Tính hiệu suất của phản ứng ?
Hướng dẫn giải H2 + Cl2 → 2HCl Lập tỉ lệ: 0,5 0,45
1 1 → H2 dư nên tính HCl dựa và Cl2
Theo phương trình: nHCl(lt) = 2nCl2 = 2*0,45 = 0,9 (mol)
HCl(tt) HCl(lt)
n 0,6
H = *100 66,67%
n 0,9
Bài 3: Nung 1kg đá vôi chứa 20% tạp chất trơ thu được 112 lit CO2(đktc). Tính hiệu suất quá trình nung vôi ?
Hướng dẫn giải Khối lượng CaCO3 nguyên chất:
3
3
CaCO
CaCO
m = 1*80 0,8( ) 800(g) 100
n = 800 8( ) 100
kg mol
Phương trình hóa học:
CaCO3 t Co CaO + CO2 Dựa vàp phương trình: CO2 CaCO3
n = n = 800 8( ) 100 mol → VCO ( )2 lt = 8*22,4 = 179,2(lit)
2
2
CO (tt) CO (lt)
V 112
H = *100 62,5%
V 179,2
Bài 4: Cho 3,36 lit N2 tác dụng với 10,08 lit H2 thu được 5,712 lit NH3. Hãy tính hiệu suất quá phản ứng tổng hợp trên biết các khí đều đo ở đktc ?
Hướng dẫn giải
N2
n = 3,36 0,15( ) 22,4 mol
H2
10,08
n = 0,45( )
22,4 mol
NH3
5,712
n = 0,255( )
22,4 mol N2 + 3H2 → 2NH3
Lập tỉ lệ: 0,15 0, 45
1 3 → Tính NH3 dựa vào N2 hoặc H2 cũng được Theo phản ứng ta có: nNH ( )3 lt = 2n = 2*0,15 = 0,3 (mol)N2
3
3
NH (tt) NH (lt)
n 0,255
H = *100 85%
n 0,3
Dạng 2: Tính lượng chất khi biết hiệu suất phản ứng Bước 1: Viết phương trình phản ứng (cân bằng)
Bước 2: Dựa vào phương trình tính khối lượng các chất(theo lí thuyết) Bước 3: Dựa vào công thức (3) và (4) để tính lượng chất
Bài 5: Nung 200g đá vôi thu được vôi sống và khí cacbonic:
CaCO3
t0
CaO + CO2 Hiệu suất phản ứng 80%.Hãy tính:
a) Khối lượng vôi sống thu được.
b) Thể tích khí cacbonic sinh ra ở đktc.
Hướng dẫn giải
CaCO3
n = 200 2( ) 100 mol CaCO3
t0
CaO + CO2
Theo phửụng trỡnh: nCaO = nCO2 = nCaCO3 = 2(mol)
mCaO(lt) = 2*56 = 112 (g)
Do H = 80% neân mCaO(tt) = mCaO(lt) 112
* H = *80 89,6( )
100 100 g
VCO ( )2 lt = 22,4* 244,8( )lit Do H = 80% neân CO ( )2
V =44,8* 80 35,84( )
tt 100 lit
Bài 6: Nung m gam CaCO3 thu được vôi sống và 13,44 lit khí Cacbonic(đktc).
Tìm m biết hiệu suất phản ứng 80%.
Hướng dẫn giải CaCO3
t0
CaO + CO2
CO2
13,44
n = 0,6( )
22,4 mol
Theo phửụng trỡnh: nCaCO3= nCO2 = 0,6(mol)
→ mCaCO ( )3 lt 0,6 *100 60( )g Do H = 80% neân:
3 3
CaCO ( ) CaCO ( )
m 60
m *100 *100 75( )
H 80
lt
tt g
Bài 7: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxi bằng cách nhiệt phân KClO3( xúc tác MnO2). Khi nung hoàn toàn 49g KClO3 thì thu được thể tích oxi bằng bao nhiêu (đktc). Biết hiệu suất quá trình nung là 75%
Hướng dẫn giải
KClO3
n = 49 0,4( )
122,5 mol
2KClO3 t C,MnOo 2 2KCl + 3O2 Theo phửụng trỡnh:
2 3
O KClO
3 3
n = n = * 0,4 0,6( )
2 2 mol
→ VO ( )2 lt 0,6 * 22, 4 13, 44( ) lit Do H = 75% neân:
O ( )2
V 13, 44 * 75 10, 08 ( )
tt 100 lit
Bài 8: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxi bằng cách nhiệt phân KClO3( xúc tác MnO2). Để thu được 20,16 lit oxi (đktc) thì cần bao nhiêu gam KClO3. Biết hiệu suất quá trình nung là 75%
Hướng dẫn giải
O2
20,16
n = 0,9( )
22,4 mol
2KClO3 t C,MnOo 2 2KCl + 3O2 Theo phửụng trỡnh:
3 2
KClO O
2 2
n = n * 0,9 0,6( )
3 3 mol
→ mKClO ( )3 lt = 0,6 *122,5 73,5( ) g Do H = 75% neân:
KClO ( )3
m = 73,5*100 98( )
tt 75 g
VẤN ĐỀ 13
I/ Dung dịch là gì ?
Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của dung môi và chất tan
dd dm ct
m m m
Trong đó :
dd dm
ct
m là khối lượng của dung dịch m là khối lượng của dung môi m là khối lượng của chất tan
* Dung môi thường là nước (H2O) II/ Nồng độ phần trăm của dung dịch
Nồng độ phần trăm (kí hiệu C%) của một dung dịch cho biÕt sè gam chÊt tan trong 100 g dung dịch
ct
dd
C% m .100%
m
dd
ct
m C%.m (g) 100
ct
dd
m .100
m (g)
C%
trong đó dd
ct
C% là nồng độ % của dung dịch m là khối lượng của dung dịch m là khối lượng của chất tan
III/ Nồng độ mol của dung dịch
Nồng độ mol (kí hiệu CM) của dung dịch cho biÕt sè mol chÊt tan cã trong 1 lit dung dịch.
M C n
V
M
V n C n = CM.V NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH
trong đó
C là nồng độ mol của dung dịchM
n là số mol của chất tan V là thể tích của dung dịch (lit)
IV/ Khối lượng riêng
d = m V
m = d.V
V = m d
d: là khối lượng riêng một chất hay một dung dịch(g/ml hoặc kg/l) Trong đó: m là khối lượng một chất hoặc dung dịch (gam hoặc kg)
V là thể tích một chất hoặc một dung dịch(ml hoặc lit)
BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1 : Hòa tan 15g NaCl vào 45g nước. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch ? Hướng dẫn giải
Khối lượng dung dịch NaCl
dd dm ct
m m m
→ mdd NaCl = mNaCl + mH2O = 15 + 45 = 60(g)
Nồng độ C% của dung dịch NaCl:
C% = ct
dd
m 15
*100% *100% 25%
m 60
Bài 2 : Một dung dịch H2SO4 có nồng độ 14%. Tính khối lượng H2SO4 có trong 150 g dung dịch ?
Hướng dẫn giải Áp dụng :
dd
ct
m C%.m (g)
100
→
2 4
H SO
14 *150
m =21 (g)
100
Bài 3 : Hòa tan 50g đường vào nước được dung dịch đường có nồng độ 25%. Hãy tính :
a/ Khối lượng dung dịch đường pha chế b/ Khối lượng nước cần dùng cho sự pha chế
Hướng dẫn giải
a/ Áp dụng : dd m .100ct
m C%
mdd đường 100 * 50 200(g) 25
b/ mdd đường = m đường + m nước
→ m nước = 200 – 50 = 150 (g)
Bài 4 : Trong 200 ml dung dịch có hòa tan 16g CuSO4. Tính nồng độ mol của dung dịch ?
Hướng dẫn giải Số mol CuSO4 có trong dung dịch :
CuSO4
n 16 0,1 (mol) 160
Nồng độ mol của dung dịch CuSO4:
M
n 0,1
C = 0, 5 M
V 0, 2
Bài 5 : Trộn 2 lit dung dịch đường 0,5M với 3 lit dung dịch đường 1M. Tính nồng độ mol của dung dịch đường sau khi trộn
Hướng dẫn giải
Số mol đường có trong dung dịch 1 : n1 = 0,5 * 2 = 1 (mol) Số mol đường có trong dung dịch 2 : n2 = 1 * 3 = 3 (mol) Thể tích của dung dịch sau khi trộn : V = 2 + 3 = 5 (lit) Nồng độ mol của dung dịch đường sau khi trộn :
M
C =3+1 0,8M 5
Bài 6: Tính nồng độ mol của 800ml dung dịch có hòa tan 20,2g KNO3 Hướng dẫn giải
3
KNO
n = 20,2 0, 2(mol) 101
M
C = 0,2 0, 25(M) 0,8
Bài 7 : Hãy tính số mol và số gam chất tan trong mỗi dung dịch sau : a/ 1 lit dung dịch NaCl 0,5M
b/ 500ml dung dịch KNO3 2M c/ 250ml dung dịch CaCl2 0,1 M d/ 2 lit dung dịch Na2SO4 0,3 M
Hướng dẫn giải a/ nNaCl = 1*0,5 = 0,5 (mol)
mNaCl = 0,5*58,8 = 29,25 (g) b/
3
3
KNO KNO
n = 0,5*2 = 1 (mol) m = 1 * 101 = 10,1 (g) c/
2
2
CaCl CaCl
n = 0,1*0,25 = 0,025 (mol) m = 0,025 * 111 = 2,775 (g) d/
2 4
2 4
K SO K SO
n = 2*0,3 = 0,6 (mol) m = 0,6 * 174 = 104,4 (g)
Bài 8: Tính số gam chất tan cần dùng để pha chế mỗi dung dịch sau:
a/ 2,5 lit dung dịch NaCl 0,9M b/ 50g dung dịch MgCl2 4%
c/ 250ml dung dịch MgSO4 0,1M
Hướng dẫn giải a/ nNaCl = 2,5*0,9 = 2,25 (mol)
mNaCl = 2,25 * 58,5 = 131,625 (g) b/ MgCl2
m = 50*4 2( )
100 g
c/
4
4
MgSO
MgSO
n = 0,25*0,1 = 0,025 (mol) m = 0,025*120 = 3(g)
Bài 9 : Rót từ từ 20g dung dịch H2SO4 50% vào nước và sau đó thu được 50g dung dịch H2SO4
a/ Tính nồng độ phần trăm của dung dịch H2SO4 sau khi pha loãng
b/ Tính nồng độ mol của dung dịch H2SO4 sau khi pha loãng, biết dung dịch này có d = 1,1g/ml
Hướng dẫn giải a/ Khối lượng H2SO4 :
2 4
H SO
20*50
m = 10( )
100 g Số mol H2SO4:
2 4
H SO
n = 10 0,102( )
98 mol
Nồng độ phần trăm dung dịch H2SO4:
C% = 10*100% 20%
50
b/ Thể tích dung dịch sau khi pha loãng :
dd dd
m 50
V = 45,45( )
d 1,1 ml
Nồng độ mol dung dịch H2SO4:
M
0,102
C = 2,24( )
0,04545 M Bài 10 : Trong 80ml của dung dịch có chứa 8g NaOH a/ Tính nồng độ mol của dung dịch này
b/ Phải thêm bao nhiêu ml nước vào 200 ml dung dịch này để được dung dịch NaOH 0,1M
Hướng dẫn giải a/ NaOH
n = 8 0,2( )
40 mol
M
C = 0,2 0,25( )
0,8 M
b/ Số mol NaOH có trong 200 ml dung dịch NaOH 0,25M:
nNaOH = 0,2*0,25 = 0,05 (mol)
Sau khi pha nước để dung dịch có nồng độ mới là 0,1M thì thể tích mới là:
V' = 0,05 0,5( )
0,1 lit = 500 ml Vậy lượng nước cần cho vào là: 500 – 200 = 300 (ml)
Bài 11: Cho 6,5 gam kẽm tác dụng với 300 ml dung dịch HCl 0,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được bao nhiêu lit khí (đktc)
Hướng dẫn giải
Zn
n = 6,5 0,1( )
65 mol
nHCl = 0,3*0,5 = 0,15 (mol)
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Lập tỉ lệ: 0,1 0,15
1 2 → Zn dư nên tính H2 dựa vào HCl
H2 HCl
1 1
n = n = * 0,15 0, 075( )
2 2 mol
H2
V = 0,075*22,4 = 1,68 (lit)
Bài 12: Cho 1,35g nhôm tác dụng với 49g dung dịch H2SO4 20%. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn ,hãy tính:
a/ Thể tích khí bay ra (đktc) b/ Khối lượng muối thu được
Hướng dẫn giải
Al
n = 1,35 0,05( )
27 mol
2 4 2 4
H SO H SO
49*20 9,8
m = 9,8( ) n = 0,1( )
100 g 98 mol
Phản ứng:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
Lập tỉ lệ : 0, 05 0,1
2 3 → H2SO4 dư nên tính sản phẩm dựa vào Al a/ H2 Al
3 3
n = n = * 0,05 0, 075( )
2 2 mol
H2
V = 0,075*22,4 = 1,68 (lit)
b/ Al (SO )2 4 3 Al
1 1
n = n = * 0, 05 0, 025( )
2 2 mol
2 4 3
Al (SO )
m =0, 025* 342 8,55( )g
Bài 13 : Trộn 100 ml dung dịch NaOH 1M với 150 ml dung dịch HCl 1M. Hãy tính nồng độ mol các chất sau phản ứng. Xem như thể tích thay đổi không đáng kể
Hướng dẫn giải Tính số mol các chất :
nNaOH = 0,1*1 = 0,1 (mol) nHCl = 0,15*1 = 0,15 (mol)
NaOH + HCl → NaCl + H2O Lập tỉ lệ : 0,1 0,15
1 1 → HCl dư nên tính sản phẩm dựa vào NaOH Dung dịch sau phản ứng có thể tích 0,1 + 0,15 = 0,25 (lit) và gồm:
nNaCl = nNaOH = 0,1 (mol)
nHCl dư = 0,15 – 0,1 = 0,05 (mol)
Nồng độ mol các chất trong dung dịch sau phản ứng:
M(NaCl)
M(HCl dử)
C = 0,1 = 0,4(M) 0,25
C = 0,05 = 0,2(M) 0,25
Bài 14 : Cho 4,6g natri vào 200 ml nước thì thấy có khí thoát ra. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, hãy tính :
a/ Nồng độ phần trăm của dung dịch thu được
b/ Nồng độ mol của dung dịch thu được(thể tích dung dịch không thay đổi) Hướng dẫn giải
Na
n = 4,6 0,2( )
23 mol
Do khối lượng riêng của nước là 1g/ml nên :
H O2
m = 1*200 = 200(g) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Do nước dư nên :
nNaOH = nNa = 0,2 (mol)
H2 Na
1 1
n = n = * 0,2 0,1( )
2 2 mol
a/ Khối lượng dung dịch NaOH sau phản ứng bằng:
mdd = mNa + mH O2 - H2
m = 4,6 + 200 – 0,1*2 = 204,4(g) 0,2*40
C% = *100 3,91%
204,4
b/ Nồng độ mol của dung dịch NaOH :
M
C = 0,2= 1 (M) 0,2
Bài 15 : Trộn 30ml dung dịch có chứa 2,22g CaCl2 với 70 ml dung dịch có chứa 1,7 g AgNO3
a/ Tính khối lượng chất rắn sinh ra
b/ Tính nồng độ mol của chất còn lại trong dung dịch sau phản ứng. Cho rằng thể tích của dung dịch thay đổi không đáng kể
Hướng dẫn giải
2
3
CaCl
AgNO
n = 2,22 0,02(mol) 111
n = 1,7 0,01(mol) 170
CaCl2 + 2AgNO3 → Ca(NO3)2 + 2AgCl↓
Lập tỉ lệ : 0, 02 0,01
1 2 → CaCl2 dư nên tính sản phẩm dựa vào AgNO3
a/ nAgCl = nAgNO3 = 0,01 (mol)
AgCl
m = 0,01*143,5 = 1,435 (g)
b/ Thể tích dung dịch sau phản ứng:
V = 30 + 70 = 100 (ml) → V = 0,1 (lit)
2 3
2
CaCl (pử) AgNO
CaCl (dử)
1 1
n = n = * 0, 01 0,005( )
2 2
n = 0,02 - 0,005 = 0,015 (mol) mol
* Ca(NO )3 2 AgNO3
1 1
n = n = * 0,01 0,005( )
2 2 mol
Nồng độ mol các chất trong dung dịch sau phản ứng:
MCaCl (dử)2
0,015
C = 0,15(M)
0,1
MCa(NO )3 2
0,005
C = 0,05(M)
0,1
VẤN ĐỀ 14