Các bài tập về tính theo phương trình hóa học có đáp án

1. Bài tập tính toán dựa theo phương trình phản ứng:

Để giải bài tập tính toán dựa theo phương trình phản ứng, cần làm theo các bước sau:

– Bước 1: Viết phương trình phản ứng hoá học của quá trình xảy ra, cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế.

– Bước 2: Xác định các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng, tính khối lượng mol của chúng dựa vào công thức n = m/M, trong đó n là số mol, m là khối lượng, M là khối lượng mol.

– Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tố để tìm ra hệ số của các chất trong phương trình phản ứng. Hệ số cho biết tỉ lệ mol của các chất tham gia và sản phẩm.

– Bước 4: Dựa vào hệ số và số mol của các chất, tính toán các đại lượng cần tìm, ví dụ như khối lượng, thể tích, nồng độ, năng lượng của phản ứng.

* Bài tập

Bài 1: Cho phương trình phản ứng: 2H2 + O2 -> 2H2O. Tính khối lượng nước tạo thành khi cho phản ứng 4g hidro với oxi dư.

Lời giải:

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m(H2O) = m(H2) + m(O2)

Do oxi dư nên m(O2) = 0

=> m(H2O) = m(H2) = 4g

Bài 2: Cho phương trình phản ứng: C + O2 -> CO2. Tính thể tích khí CO2 tạo thành khi cho phản ứng 12g than cháy trong không khí.

Lời giải:

Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(C) = n(CO2)

Do n(C) = m(C)/M(C) = 12/12 = 1 (mol)

=> n(CO2) = 1 (mol)

Theo định luật Avogadro, ta có:

V(CO2) = n(CO2) x Vđk

Do Vđk = 22,4 (lít/mol)

=> V(CO2) = 1 x 22,4 = 22,4 (lít)

Bài 3: Cho phương trình phản ứng: N2 + 3H2 -> 2NH3. Tính nồng độ mol của NH3 trong dung dịch thu được khi cho phản ứng 28g nitơ với hidro dư trong dung môi nước, biết thể tích dung dịch là 500ml.

Lời giải:

Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(N2) = n(NH3)/2

Do n(N2) = m(N2)/M(N2) = 28/28 = 1 (mol)

=> n(NH3) = 2 (mol)

Theo định nghĩa, ta có:

Cm(NH3) = n(NH3)/V

Do V = 500/1000 = 0,5 (lít)

=> Cm(NH3) = 2/0,5 = 4 (mol/lít)

2. Bài tập tính có chứa từ 2 phương trình hóa học trở lên:

Để giải bài toán có chứa từ 2 phương trình hóa học trở lên, thực hiện các bước sau:

– Bước 1: Xác định các chất tham gia và sản phẩm của mỗi phản ứng hóa học, viết công thức hóa học đầy đủ của chúng.

– Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong các phương trình hóa học, sử dụng các hệ số nhỏ nhất có thể.

– Bước 3: Đặt các biến đại diện cho số mol của các chất tham gia và sản phẩm, viết các phương trình liên hệ giữa các biến theo tỉ lệ mol trong các phương trình hóa học đã cân bằng.

– Bước 4: Tìm các giá trị cho biết trong đề bài, như khối lượng, thể tích, nồng độ, nhiệt độ, áp suất… của các chất tham gia và sản phẩm, chuyển đổi chúng sang đơn vị mol nếu cần.

– Bước 5: Thay các giá trị đã tìm được vào các phương trình liên hệ ở bước 3, giải hệ phương trình để tìm các biến còn lại.

– Bước 6: Trả lời câu hỏi đề bài dựa vào kết quả tìm được ở bước 5, làm tròn kết quả nếu cần và ghi rõ đơn vị.

* Bài tập

Bài 1: Đốt cháy hỗn hợp chứa 4,48 lít CH4 và 2,24 lít C2H4 thì cần V lít O2 (đktc) thu được sản phẩm CO2 và nước. Giá trị của V là

Lời giải:

nCH4 = 4,48/22,4 = 0,2 mol; nC2H4 = 2,24/22,4 = 0,1 mol

CH4 +   2O2   →   CO2  +  2H2O

 0,2   → 0,4

C2H4   +  3O2  →   2CO2   +  2H2O

0,1  → 0,3

⟹ nO2 = 0,4 + 0,3 = 0,7 mol

⟹ VO2 = 0,7.22,4 = 15,68 lít

Bài 2: Cần dùng V lít H2 (đktc) để khử hoàn toàn hỗn hợp gồm 10,8 gam FeO và 24 gam Fe2O3 thu được kim loại và H2O. Giá trị V là

Lời giải:

nFeO = 10,8/72 = 0,15 mol; nFe2O3 = 24/160 = 0,15 mol

FeO + H2   →   Fe + H2O

0,15 → 0,15

Fe2O3 +   3H2  →   2Fe + 3H2O

0,15 →   0,45

⟹ nH2 = 0,15 + 0,45 = 0,6 mol

⟹ VH2 = 0,6.22,4 = 13,44 lít.

Bài 3: Hòa tan hết 17,05 gam hỗn hợp Al và Zn cần vừa đủ 124,1 gam dung dịch HCl 25% thu được dung dịch muối và khí không màu. Phần trăm khối lượng Zn trong hỗn hợp đầu là

Lời giải:

mHCl = 124,1.25% = 31,025 gam ⟹ nHCl = 31,025 : 36,5 = 0,85 mol

Đặt nZn = x mol; nAl = y mol

mhh = 65x + 27y = 17,05 (1)

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

x → 2x (mol)

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2.

y →  3y (mol)

⟹ nHCl = 2x + 3y = 0,85 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ x = 0,2; y = 0,15

⟹ mZn = 65.0,2 = 13 gam

⟹ %mZn = 13/17.05 * 100% = 76,2%

3. Bài tập tính phản ứng dư hết:

– Bước 1: Viết phương trình phản ứng hoá học đã cho, cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trên hai vế.

– Bước 2: Tính số mol của mỗi chất tham gia phản ứng dựa trên khối lượng và công thức phân tử của chúng.

– Bước 3: So sánh số mol của các chất theo tỉ lệ mol trong phương trình phản ứng để xác định chất nào là chất dư và chất nào là chất hết. Chất có số mol nhiều hơn tỉ lệ mol là chất dư, chất có số mol ít hơn tỉ lệ mol là chất hết.

– Bước 4: Tính khối lượng của chất dư còn lại sau phản ứng bằng cách nhân số mol của chất dư với công thức phân tử của nó. Tính khối lượng của sản phẩm sinh ra bằng cách nhân số mol của chất hết với công thức phân tử của sản phẩm, rồi nhân với tỉ lệ mol của sản phẩm và chất hết trong phương trình phản ứng.

* Bài tập

Bài 1: Cho 2,24 lít khí H2 (đktc) tác dụng với 3,36 lít khí O2 (đktc). Tính khối lượng nước thu được và khí dư. Biết rằng phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Lời giải:

Phương trình phản ứng: 2H2 + O2 -> 2H2O

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

nH2 = V/22,4 = 0,1 mol

nO2 = V/22,4 = 0,15 mol

Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

nH2O = nH2 = 0,1 mol

mH2O = nH2O x M = 0,1 x 18 = 1,8 gam

Theo định luật bảo toàn electron, ta có:

nO2 dư = nO2 – nH2/2 = 0,15 – 0,1/2 = 0,1 mol

VO2 dư = nO2 dư x 22,4 = 0,1 x 22,4 = 2,24 lít

Vậy khối lượng nước thu được là 1,8 gam và khí dư là O2 có thể tích là 2,24 lít.

Bài 2: Cho 5,6 gam Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được 11,2 gam chất rắn A và khí B. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A và B. Biết rằng Fe phản ứng dư hết.

Lời giải:

Phương trình phản ứng:

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m(Fe) + m(H2SO4) = m(FeSO4) + m(H2)

Thay các giá trị đã cho vào, ta được:

5,6 + m(H2SO4) = 11,2 + m(H2)

=> m(H2SO4) – m(H2) = 5,6 (1)

Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(Fe) = n(FeSO4)

=> m(Fe)/56 = m(FeSO4)/152

=> m(FeSO4) = 152/56 * m(Fe)

Thay m(Fe) = 5,6 vào, ta được:

m(FeSO4) = 15,2 (gam)

Do Fe phản ứng dư hết nên m(H2SO4) = m(FeSO4).

Thay vào (1), ta được:

m(H2) = 9,6 (gam)

Vậy khối lượng của FeSO4 là 15,2 gam và khối lượng của H2 là 9,6 gam.

4. Bài tập tính hiệu suất:

Để tính hiệu suất theo phương trình hóa học, ta cần biết số mol của chất phản ứng và chất sản phẩm. Hiệu suất là tỷ lệ giữa số mol thực tế của chất sản phẩm và số mol lý thuyết của chất sản phẩm, nhân với 100%. Số mol lý thuyết của chất sản phẩm có thể tính được từ số mol của chất phản ứng và hệ số của phương trình hóa học đã cân bằng. Số mol thực tế của chất sản phẩm có thể đo được bằng các phương pháp thí nghiệm như cân, đo thể tích, đo nồng độ, v.v. Sau khi có được số mol thực tế và lý thuyết của chất sản phẩm, ta áp dụng công thức sau để tính hiệu suất:

Hiệu suất (%) = (Số mol thực tế của chất sản phẩm / Số mol lý thuyết của chất sản phẩm) x 100%

* Bài tập

Tính hiệu suất của phản ứng sau:

2H2 + O2 -> 2H2O

Biết rằng khi cho 4,48 lít khí H2 (đktc) phản ứng vừa đủ với O2, thu được 9 g nước.

Lời giải:

– Ta có số mol của H2 là:

n(H2) = V(H2) / V(mol) = 4,48 / 22,4 = 0,2 (mol)

– Theo phương trình hóa học đã cân bằng, ta có hệ số là 2:1:2. Do đó, số mol lý thuyết của H2O là:

n(H2O)_lý_thuyết = n(H2) x 2 / 2 = 0,2 (mol)

– Số mol thực tế của H2O có thể tính được từ khối lượng nước thu được:

n(H2O)_thực_tế = m(H2O) / M(H2O) = 9 / 18 = 0,5 (mol)

– Áp dụng công thức hiệu suất, ta được:

Hiệu suất (%) = (0,5 / 0,2) x 100% = 250%

Đây là một ví dụ về hiệu suất vượt 100%, do có sự xen lẫn của các tạp chất trong quá trình phản ứng và thu sản phẩm.