Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 31

Tóm tắt lý thuyết

Phần I (tính theo PTHH): Dựa vào tỉ lệ số mol trong phương trình, khi biết lượng một chất ta tính được lượng các chất còn lại.

Phần II – Hiệu suất phản ứng:

• Trong thực tế, phản ứng thường không xảy ra hoàn toàn nên lượng sản phẩm thu được nhỏ hơn lượng tính theo lí thuyết.
• Công thức tính hiệu suất:

$$H = \dfrac{m'}{m} \cdot 100\% = \dfrac{n'}{n} \cdot 100\%$$

Trong đó $m, n$ là khối lượng và số mol sản phẩm theo lí thuyết; $m', n'$ là theo thực tế.

Lưu ý quan trọng: Ở điều kiện 25 °C, 1 bar, thể tích mol khí là $24{,}79$ L/mol, nên $V = n \cdot 24{,}79$ (L).

---

Câu hỏi 1 (mục I): Thể tích khí hydrogen ở ví dụ trên

Đề: Tính thể tích khí hydrogen thu được trong ví dụ trên ở 25 °C, 1 bar.

Bối cảnh: Ví dụ trước là phản ứng

$$\text{Zn} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$$

với $n_{\text{ZnCl}_2} = 0{,}01$ mol.

Lời giải:
Theo phương trình, tỉ lệ $\text{ZnCl}_2 : \text{H}_2 = 1 : 1$ nên:

$$n_{\text{H}_2} = n_{\text{ZnCl}_2} = 0{,}01 \text{ (mol)}$$

Thể tích khí hydrogen:

$$V_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \cdot 24{,}79 = 0{,}01 \cdot 24{,}79 = 0{,}2479 \text{ (L)} \approx 0{,}25 \text{ L}$$

Câu hỏi 2 (mục I): Khí H₂ từ phản ứng của Mg

Đề: Cho Mg tác dụng với dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ loãng:

$$\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2$$

Sau phản ứng thu được 0,02 mol $\text{MgSO}_4$. Tính thể tích khí $\text{H}_2$ thu được ở 25 °C, 1 bar.

Lời giải:
Theo phương trình, tỉ lệ $\text{MgSO}_4 : \text{H}_2 = 1 : 1$ nên:

$$n_{\text{H}_2} = n_{\text{MgSO}_4} = 0{,}02 \text{ (mol)}$$

Thể tích khí hydrogen:

$$V_{\text{H}_2} = 0{,}02 \cdot 24{,}79 = 0{,}4958 \text{ (L)} \approx 0{,}50 \text{ L}$$

---

Câu hỏi 3 (mục II): Chọn từ phù hợp cho phản ứng nhiệt phân KClO₃

Đề: Khi nung nóng $\text{KClO}_3$:

$$2\text{KClO}_3 \xrightarrow{t^o} 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$$

Biết hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%. Chọn các từ/cụm từ (lớn hơn, nhỏ hơn, bằng) phù hợp:

Giải thích chi tiết:

Câu (1): Theo phương trình, $2$ mol $\text{KClO}_3$ tạo ra $3$ mol $\text{O}_2$, vậy $1$ mol $\text{KClO}_3$ về lí thuyết cho $1{,}5$ mol $\text{O}_2$. Nhưng vì hiệu suất nhỏ hơn 100%, lượng $\text{O}_2$ thực tế phải ít hơn lí thuyết → chọn nhỏ hơn.

Câu (2): Về lí thuyết, để có $0{,}3$ mol $\text{O}_2$ cần $0{,}3 \cdot \dfrac{2}{3} = 0{,}2$ mol $\text{KClO}_3$. Nhưng do phản ứng không hoàn toàn (H < 100%), muốn thu đủ $0{,}3$ mol $\text{O}_2$ thì phải dùng nhiều $\text{KClO}_3$ hơn → chọn lớn hơn.

Mẹo nhớ: Khi H < 100%, lượng chất phản ứng cần dùng luôn lớn hơn lí thuyết, còn lượng sản phẩm thu được luôn nhỏ hơn lí thuyết.

---

Câu hỏi 4 (mục II): Nung calcium carbonate với hiệu suất 80%

Đề: Nung 10 gam calcium carbonate (thành phần chính của đá vôi), thu được khí carbon dioxide và m gam vôi sống. Giả thiết hiệu suất phản ứng là 80%, xác định m.

Lời giải:

Phương trình phản ứng (vôi sống là CaO):

$$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{t^o} \text{CaO} + \text{CO}_2$$

Bước 1 – Tính lượng CaO theo lí thuyết:

Số mol $\text{CaCO}_3$ (M = 100 g/mol):

$$n_{\text{CaCO}_3} = \dfrac{10}{100} = 0{,}1 \text{ (mol)}$$

Theo phương trình, tỉ lệ $\text{CaCO}_3 : \text{CaO} = 1 : 1$ nên:

$$n_{\text{CaO}} = 0{,}1 \text{ (mol)}$$

Khối lượng CaO theo lí thuyết (M = 56 g/mol):

$$m = 0{,}1 \cdot 56 = 5{,}6 \text{ (g)}$$

Bước 2 – Tính khối lượng thực tế theo hiệu suất:

Từ công thức $H = \dfrac{m'}{m} \cdot 100\%$ ta suy ra:

$$m' = \dfrac{H \cdot m}{100} = \dfrac{80 \cdot 5{,}6}{100} = 4{,}48 \text{ (g)}$$

Vậy $m = 4{,}48$ gam vôi sống.

---