WebLab STEM

Hóa học · 3. Lượng chất và tính toán hóa học

Lượng chất, Mol và Nồng độ dung dịch

Chuyển đổi thành thạo giữa khối lượng, thể tích khí (chuẩn mới ĐKC 24,79 L), nồng độ dung dịch và tính theo phương trình hóa học.

40 phútPhiên bản nội dung: 2.1
Bắt đầu lộ trình tương tácMở thí nghiệm mô phỏng

Câu hỏi dẫn đường

Làm thế nào xác định chính xác tỉ lệ các chất để phản ứng vừa đủ không gây lãng phí hay dư thừa?

Phạm vi chương trình

GDPT KHTN 8, Hóa 10; IGCSE Stoichiometry; A-Level Amount of substance.

Phạm vi và giới hạn mô hình

Chuẩn khí mới theo SGK 2018 áp dụng 25°C, 1 bar (24,79 L/mol thay cho 22,4 L/mol cũ ở 0°C, 1 atm); tính toán giả định khí lý tưởng.

Mục tiêu học tập

  • Tính số mol từ khối lượng (m/M), thể tích khí ở ĐKC (V/24,79) và nồng độ mol (C_M · V).
  • Xác định chất phản ứng hết và chất dư trong phản ứng hóa học.
  • Tính hiệu suất phản ứng (%) và độ tinh khiết của mẫu hóa chất.

Kiến thức cần biết trước

  • Khối lượng nguyên tử, phân tử và công thức hóa học.
  • Cân bằng phương trình hóa học cơ bản.

Kiến thức trọng tâm

Khái niệm Mol và Hằng số Avogadro

Một mol chứa đúng 6,022 × 10²³ hạt vi mô (nguyên tử hoặc phân tử). Khối lượng mol (M) có trị số bằng phân tử khối nhưng tính theo đơn vị g/mol.

Chất hạn chế và Chất dư

Chất phản ứng nào có tỉ số (số mol / hệ số tỉ lượng) nhỏ nhất sẽ phản ứng hết trước và quyết định lượng sản phẩm tối đa sinh ra.

Nồng độ dung dịch

Nồng độ mol C_M = n / V (mol/L). Nồng độ phần trăm C% = (m_chất_tan / m_dung_dịch) × 100%. Quy đổi qua khối lượng riêng D: C_M = (10 · C% · D) / M.

Ví dụ mẫu có giải thích

Hòa tan 5,6 g Fe (0,1 mol) vào 200 mL dung dịch HCl 1,5 M (0,3 mol). Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂. Tỉ số: Fe (0,1/1) < HCl (0,3/2 = 0,15) ⇒ Fe hết, HCl dư 0,1 mol. Khí H₂ sinh ra = 0,1 × 24,79 = 2,479 L.

Ngộ nhận cần tránh

  • Thể tích dung dịch thu được không luôn bằng tổng thể tích các chất lỏng ban đầu do hiện tượng co thể tích.
  • Hệ số tỉ lượng trong phương trình biểu thị tỉ lệ mol, KHÔNG PHẢI tỉ lệ khối lượng trực tiếp.

Quy trình thí nghiệm mô phỏng: Tính toán mol và lượng chất phản ứng

  1. Cân chính xác khối lượng chất rắn trên cân điện tử phân tích.
  2. Hòa tan và định mức thể tích chính xác trong bình định mức.
  3. Tính toán số mol theo phương trình ion hoặc phương trình phân tử rút gọn.

An toàn và lưu ý

  • Luôn đeo kính bảo hộ khi hòa tan chất tan tỏa nhiệt mạnh (như NaOH, H₂SO₄ đặc); rót từ từ axit vào nước, không làm ngược lại.

Bằng chứng cần thu thập

  • Bảng dữ liệu đo: Khối lượng ban đầu, số mol tính toán, chất phản ứng hết và hiệu suất phản ứng.
Mở thí nghiệm mô phỏng
📋 Nhúng thí nghiệm này vào bài giảng điện tử (Dành cho Giáo viên & LMS)

Sao chép đoạn mã iframe dưới đây để nhúng mô phỏng tương tác này vào Google Sites, LMS Moodle, Canvas, Microsoft Teams hoặc blog học tập:

<iframe src="https://visuallab.win/chem-lab/?experiment=exp_stoichiometry_moles&lang=vi" width="100%" height="560" frameborder="0" allow="fullscreen" loading="lazy"></iframe>

Kiểm tra đầu vào

1. 1 mol khí bất kỳ ở điều kiện chuẩn mới (25°C, 1 bar) chiếm thể tích bao nhiêu?

  1. 24,79 L (hoặc dm³)
  2. 22,4 L
  3. 1,0 L
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: 24,79 L (hoặc dm³)

Theo chuẩn IUPAC và GDPT 2018 mới, 1 mol khí ở ĐKC chiếm 24,79 L.

2. Hòa tan 4 g NaOH (M = 40 g/mol) vào nước thành 500 mL dung dịch. Nồng độ mol C_M là?

  1. 0,2 M
  2. 0,1 M
  3. 0,4 M
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: 0,2 M

n = 4/40 = 0,1 mol; C_M = 0,1 mol / 0,5 L = 0,2 M.

3. Hệ số trong phương trình N₂ + 3H₂ → 2NH₃ cho biết tỉ lệ gì?

  1. Tỉ lệ số mol và thể tích khí
  2. Tỉ lệ khối lượng gram
  3. Tỉ lệ mật độ khối lượng riêng
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: Tỉ lệ số mol và thể tích khí

Hệ số hóa học phản ánh trực tiếp tỉ lệ số mol hạt.

Luyện tập vận dụng

1. Cho 0,2 mol Al tác dụng với 0,3 mol O₂: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Chất nào phản ứng hết?

  1. Al phản ứng hết
  2. O₂ phản ứng hết
  3. Vừa đủ cả hai
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: Al phản ứng hết

Tỉ số Al: 0,2/4 = 0,05; O₂: 0,3/3 = 0,10. Tỉ số của Al nhỏ hơn nên Al hết.

2. Tính theo lý thuyết thu được 10 g chất, nhưng thực tế chỉ thu được 8 g. Hiệu suất phản ứng là?

  1. 80%
  2. 125%
  3. 20%
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: 80%

Hiệu suất H% = (8 / 10) × 100% = 80%.

3. Để pha 100 mL dung dịch CuSO₄ 0,5 M từ muối ngậm nước CuSO₄·5H₂O (M = 250 g/mol), cần cân?

  1. 12,5 g
  2. 8,0 g
  3. 25,0 g
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: 12,5 g

n = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol; m = 0,05 × 250 = 12,5 g.

Nguồn kiểm tra chuyên môn

  1. Cambridge IGCSE Chemistry 0620 — đề cương và tài liệu chính thức
  2. Cambridge AS & A Level Chemistry 9701 — đề cương chính thức
  3. OpenStax Chemistry 2e — hóa học đại cương đã bình duyệt
  4. IUPAC Color Books — thuật ngữ và danh pháp hóa học chuẩn
  5. BIPM — Hệ đơn vị quốc tế SI, ấn bản 9

Nội dung được duy trì theo các nguồn trích dẫn bên dưới. Mô phỏng là mô hình học tập và không thay thế quy trình an toàn của phòng thí nghiệm thực.

Đơn vị xuất bản nội dung
WebLab STEM
Phụ trách kỹ thuật
Đức Tiến — Kỹ sư Điều khiển và Tự động hóa