BÀI 5 - TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Trong công nghiệp người ta sản xuất nhôm từ Aluminium Oxide (Al₂O₃). Làm như thế nào để tính được khối lượng nguyên liệu cần dùng để sản xuất nhôm hoặc tính khối lượng nhôm tạo ra nếu biết khối lượng của nguyên liệu đã dùng?

Trả lời:

Do tỉ lệ số nguyên tử phân tử trong phản ứng hóa học tương ứng với tỉ lệ số mol nguyên tử, phân tử nên thông qua vào phương trình hoá học người ta tính được khối lượng các chất cần tìm dựa vào dữ liệu ban đầu.

I. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG, SỐ MOL CỦA CHẤT PHẢN ỨNG VÀ SẢN PHẨM TRONG PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

Luyện tập 1. Đốt cháy hết 0,54 g Al trong không khí thu được aluminium oxide theo sơ đồ phản ứng:

Al + O₂ → Al₂O₃

Lập phương trình hóa học của phản ứng và tính:

1. a) Khối lượng aluminium oxide tạo thành.
2. b) Thể tích khí oxygen tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn.

Trả lời:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

a)

n_Al = M_Al x m_Al = 0,5427 = 0,02 (mol)

Từ PTHH ta có:

4Al              +       3O₂                       →      2Al₂O₃

4 nguyên tử Al      +       3 phân tử O₂                 →      2 phân tử Al₂O₃

      4 mol nguyên tử Al    +       3 mol phân tử O₂     →      2 mol phân tử Al₂O3

Vậy 0,02 mol nguyên tử Al tác dụng với 0,02 x = 0,015 mol phân tử O₂ tạo thành 0,02 x  = 0,01 mol phân tử Al₂O₃

1. a) Khối lượng aluminium oxide tạo thành là

 =   x   =  102 x 0,01  =  1,02 (g)

1. b) Thể tích khí oxygen tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn là

 =    x  24,49  =  0,015 x 24,49  =  0,36735 lít.

II. HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG

1. Chất phản ứng hết, chất phản ứng dư

Câu hỏi 1. Đốt nóng bình chứa hỗn hợp gồm 1 mol khí hydrogen và 0,4 mol khí oxygen đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Cho biết chất nào còn dư sau phản ứng.

Trả lời:

PTHH:        2H₂ + O₂ → 2H₂O

Trong phản ứng hoá học, 2 phân tử H₂ tác dụng với 1 phân tử O₂ tạo thành 2 phân tử H₂O

Tương ứng 2 mol phân tử H₂ tác dụng với 1mol phân tử O₂ tạo thành 2 phân tử H₂O

Ta có:  >  ( > )

Vậy khí hydrogen dư.

2. Hiệu suất phản ứng

Câu hỏi 2.

1. a) Hiệu suất phản ứng được tính bằng cách nào?
2. b) Khi nào hiệu suất phản ứng bằng 100%?

Trả lời:

1. a) Hiệu suất phản ứng là tỉ số giữa lượng sản phẩm thu được theo thực tế và lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết
2. b) Hiệu suất phản ứng bằng 100% khi lượng sản phẩm thu được theo thực tế bằng lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết.

Vận dụng

Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ aluminium oxide (Al₂O₃) theo phương trình hóa học sau:

1. a) Tính hiệu suất của phản ứng khi điện phân 102 kg Al₂O₃, biết khối lượng nhôm thu được sau phản ứng là 51,3 kg.
2. b) Biết khối lượng nhôm thu được sau điện phân là 54 kg và hiệu suất phản ứng là 92%, tính khối lượng Al₂O₃ đã dùng.

Trả lời:

1. a) =    =     =  10³ (mol)

PTHH:        2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂

Theo PTHH:

n_Al  =  2 x =  2 x 10³ (mol)

m_{Al (lý thuyết)} = 2 x 10³ x 27 = 54 x 10³ (gam) = 54 kg

Hiệu suất phản ứng bằng

H =    =    =  95%

1. b) n_Al = =  =  2 x 10³ (mol)

Theo PTHH:

=  12 x n_Al   =    x 2 x 10³  =  10³ (mol)

  =  10³ x 102 = 102 x 10³ (gam) = 102 kg

Do hiệu suất phản ứng bằng 92% nên khối lượng Al₂O₃ đã dùng bằng

  =    = 110, 87 (kg).