Các khái niệm và định luật cơ bản
CHƯƠNG 1. MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN THƯỜNG DÙNG
ĐỂ GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC
1. Mol – Khối lượng mol
a) Khái niệm
Là lượng chất chứa 6,02.10
23
hạt vi mô (nguyên tử, phân tử, ion, electron,…).
b) Khối lượng mol nguyên tử
Là khối lượng của 1 mol nguyên tử tính bằng đơn vị gam và có trị số bằng
nguyên tử khối (=A).
Thí dụ: M
Na
= 23g/mol; M
H
= 1g/mol; M
O
= 16g/mol
Chú ý: + Khối lượng mol nguyên tử là khối lượng của 6,02.10
23
nguyên tử.
+ Khối lượng mol nguyên tử hay còn gọi là nguyên tử gam.
+ Khối lượng nguyên tử hay còn gọi là nguyên tử lượng.
c) Khối lượng mol phân tử
Là khối lượng của 1 mol phân tử tính bằng gam, có trị số bằng phân tử khối (và
bằng tổng khối lượng mol phân tử các nguyên tử cấu thành phân tử: A
x
B
y
, M = A.x +
B.y).

A
= V
B
↔ n
A
= n
B
(A, B là chất khí hoặc hơi ở cùng điều kiện T,p)
Hệ quả: Ở điều kiện tiêu chuẩn (0
0
C, 1atm), 1 mol bất kì khí (hơi) nào đều
chiếm một thể tích là 22,4 lit (hay 22,4 dm
3
)
Suy ra biểu thức tính số mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn:
Created by thorium Email:
1
Các khái niệm và định luật cơ bản
V
n =
22,4
Û    

(V là thể tích khí đo ở đktc, lit)
b) Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Với 1 lượng khí nhất định ta luôn có:
   
 
   


0,082
273
= »
 

 
 

. R
được gọi là hằng số khí.
 Trong điều kiện nhiệt độ không đổi, áp suất chất khí tỉ lệ nghịch với thể tích.
T = const:
 
 
 
 

(1.8)
 Ở nhiệt độ không đổi, dung tích bình không đổi, áp suất tỉ lệ thuận với số mol khí
trong bình.
T, V = const:
 
 
 

 
(1.9)
 Ở nhiệt độ, áp suất không đổi, thể tích khí tỉ lệ thuận với số mol khí.
T, P = const:
 

Created by thorium Email:
2
Các khái niệm và định luật cơ bản
Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của dung môi và chất tan.
Trong đó: Chất tan (rắn, lỏng hay khí) là chất bị hòa tan trong dung môi; Dung
môi là chất có khả năng hòa tan chất khác.
Thí dụ: Dung dịch muối ăn, NaCl là chất tan, nước là dung môi.
b) Dung dịch bão hòa và dung dịch chưa bão hòa
Ở một nhiệt độ nhất định:
 Dung dịch chưa bão hòa: Dung dịch còn có thể hòa tan thêm chất tan.
 Dung dịch bão hòa: Dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan.
c) Độ tan của một chất trong nước – S
Độ tan của một chất trong nước ở một nhiệt độ nhất định là số gam chất đó có
thể hòa tan trong 100g nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở nhiệt độ đó.
Thí dụ: Ở 25
0
C, độ tan của đường là 204g, của NaCl là 36g.
2
ct
H O
m
S = .100
m
(1.13)
Độ tan của các chất phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ, độ tan của chất
khí thường giảm, của chất lỏng và chất rắn thường tăng.
Giới hạn độ tan:
Không tan Ít tan Tan
d) Nồng độ dung dịch
Nồng độ dung dịch cho biết lượng chất tan có trong một lượng hoặc một thể

Chú ý:
 Dung dịch có thể chứa nhiều chất tan khác nhau, nhưng nồng độ phải tính với từng
chất tan.
 Chất tan trong các biểu thức trên có thể là phân tử hoặc ion.
* Quan hệ giữa hai loại nồng độ
 Cần nhớ: Với chất lỏng và chất rắn: m = V.D
Created by thorium Email:
3
gam
10
-3
1
Các khái niệm và định luật cơ bản
Trong đó: V là thể tích (cm
3
hay ml); D là khối lượng riêng (g/cm
3
hay g/ml).
 Chuyển đổi giữa hai loại nồng độ:
ct
ct ct
M
dd
dd(lit) dd
m
n m
10D 10D
M
C = = = .100. = C%.
m

= m
các chất tham gia
- m
các khất khí
- m
các chất kết tủa
Thí dụ 1: Cần phải thêm bao nhiêu gam SO
3
vào 100g dung dịch H
2
SO
4
10% để thu
được dung dịch H
2
SO
4
20%?
Giải
Khi thêm SO
3
vào có phản ứng: SO
3
+ H
2
O  H
2
SO
4
Gọi khối lượng SO

Ta có:
3
HCl AgNO
120.7,3 100.1,36.25
n = = 0,24(mol);n = = 0,2(mol)
100.36,5 100.170
Ptpư: AgNO
3
+ HCl  HNO
3
+ AgCl
Created by thorium Email:
4
Các khái niệm và định luật cơ bản
1 1 1 1
Ban đầu: 0,2 0,24 0 0
Sau phản ứng: 0 0,04 0,2 0,2
Dung dịch sau phản ứng có: 0,2 mol HNO
3
và 0,04 mol HCl dư. Khối lượng
dung dịch sau phản ứng: m
dd
= 100.1,36 + 120 – 0,2.143,5 = 227,3 (g)
Nồng độ các chất trong dung dịch sau phản ứng:
3
HNO
HCl
0,2.63
C = .100 = 5,54%
227,3

=
m C -C
(1.18)
m
2
C
2

1
C -C
- Với nồng độ C
M
: Trộn V
1
lit dung dịch A có nồng độ C
1
mol/l với V
2
lit dung dịch
A có nồng độ C
2
mol/l, thu được (V
1
+V
2
) lit dung dịch A có nồng độ C mol/l.
V
1
C
1

 
 
 ! # !

 ! # !
(1.20)
V
2
d
2

1
d - d
Chứng minh:
- Với nồng độ C%: Khối lượng chất tan trong dung dịch sau hòa tan bằng tổng khối
lượng chất tan có trong hai dung dịch đem pha.
1 1 2 2 1 2 1 2
1 2 2 1
2 1
m .C m .C (m +m ).C m C -C
+ = m (C -C) = m (C -C) =
100 100 100 m C - C
Þ Þ
- Với nồng độ C
M
:
1 2
1 1 2 2 1 2
2 1
V C -C

Giải
Gọi thể tích dd HCl 38% và HCl 8% cần lầy lần lượt là V
1
và V
2
(ml)
Ta có, khối lượng dung dịch sau khi pha: m = 1,194V
1
+ 1,039V
2
= 400.1,1=440
(g) (1)
Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có:
1
2
1,194V 12 -8 2
= =
1,039V 38-8 3
(2)
Từ (1) và (2), ta tính được V
1
= 147ml, V
2
= 254ml.
4. Thành phần phần trăm các chất trong hỗn hợp
Cho hỗn hợp gồm các chất X
1
, X
2
, … X

''

(

(1.21)
Trong đó, khối lượng hỗn hợp, số mol hỗn hợp và thể tích hỗn hợp bằng tổng
khối lượng, số mol hay thể tích của các chất trong hỗn hợp.
Chú ý: - Phân biệt thành phần % về khối lượng và nồng độ % (%m
¹
C%)
Created by thorium Email:
6
Các khái niệm và định luật cơ bản
- Tổng % của các chất trong hỗn hợp luôn bằng 100%.
5. Hiệu suất phản ứng
a) Tính theo một chất tham gia
)*+',+-./0'12
  (
)*+345./67
(1.22)
Chú ý hiệu suất phản ứng phải được tính theo chất thiếu (theo tính toán) nếu phản
ứng có chất dư, chất thiếu.
b) Tính theo một chất sản phẩm
)*410'8+',+-+'9.)*
  (
)*410'8+'9.)*+':;+'97-+
(1.23)
Lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết là lượng sản phẩm tính được theo
phương trình phản ứng.
6. Các định luật bảo toàn

3
, MgO và ZnO tan vừa đủ trong 300ml
dung dịch H
2
SO
4
0,1M. Tính khối lượng muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung
dịch sau phản ứng.
Giải
Fe
2
O
3
+ 3H
2
SO
4
 Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O
MgO + H
2
SO
4

 
b) Định luật bảo toàn điện tích
Created by thorium Email:
7
Các khái niệm và định luật cơ bản
* Trong dung dịch: Trong một dung dịch tổng điện tích của các ion dương và ion âm
bằng không.
å å
=
å å
.%>+;' %
.%>+;'? $ .%>+;'!)@  
A7  .%>+;'? .%>+;'!)@
B.C    .%>+;'
Thí dụ 1: Dung dịch A chứa x mol Na
+
, y mol Al
3+
, p mol Cl
-
và q mol SO
4
2-
.
Thì: x+3y = p+3q.
Thí dụ 2 (ĐHQGTP.HCM –1999): dd A chứa các ion Fe
2+
: 0,1mol; Al
3+
: 0,2mol;

+2NO
3
-
→ 3M
n+
+ 2NO + 4H
2
O
Theo định luật bảo toàn điện tích ta có: 8.1 – 2.1 = 3.n. Suy ra n = 2.
7. Các bước cơ bản khi giải một bài toán hóa học
a) Các bước cơ bản khi giải một bài toán hóa học
1- Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra.
2- Chuyển các dữ kiện đề cho thành số mol (bằng các công thức tính số mol).
3- Dựa vào hệ số trong phương trình phản ứng (đã cân bằng), từ số mol một chất
đã biết tính số mol chất cần tính. Lưu ý khi viết phương trình phải viết ĐÚNG
công thức, ĐỦ hóa trị, THỎA điều kiện và NHỚ cân bằng.
4- Từ số mol chất cần tính suy ra các đại lượng cần xác định:
Created by thorium Email:
8
Phương trình phản
ứng
V = n.22,4 (lit, đktc)
C
M
= n/V; C
%=(n.M/m
dd
).100
m = n.M; M =
m/n

  F   F
A A A G G G
             
G  ! A  !
Nghĩa là với phản ứng: xX + …. → yY + …
Ta có:
; à
& H H &
I 7
      
7 I
Thí dụ 2: Xét phản ứng 8Al + 3Fe
3
O
4

o
t
¾¾®
9Fe + 4Al
2
O
3
.
Hãy biểu diễn số mol của Fe tạo ra theo số mol Al phản ứng. Áp dụng, tính khối
lượng Fe thu được khi đã có 10,8g Al phản ứng.
Giải
 Biểu diễn số mol Fe theo số mol Al:
Fe Al
9

K H C A A
5 5 4 5 4 1 5
n = n = . n = . . n = n
2 2 3 2 3 2 3
M H C B B
3 3 4 3 4 1 2
n = n = . .n = . . n = n
2 2 3 2 3 5 5
Thí dụ 4: Cho m gam hỗn hợp 3 kim loại Na, Al, Fe hòa tan hoàn toàn trong dung
dịch H
2
SO
4
loãng thu được V lit (đktc) một chất khí và dung dịch D. Thêm dung dịch
NaOH vào dung dịch D cho tới dư. Lọc lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến
khối lượng không đổi thu được a gam một chất rắn. Hãy thiết lập mối quan hệ giữa m,
V, a với số mol của các chất trong hỗn hợp đầu.
Cho m = 2,16g; V = 1,568 lit (đktc); a = 1,6g. Hãy tính thành phần % khối lượng
mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
Giải
Các phương trình hóa học của các phản ứng
2Na + H
2
SO
4
 Na
2
SO
4
+ H

Dung dịch D chứa: H
2
SO
4
dư, Na
2
SO
4
, Al
2
(SO
4
)
3
và FeSO
4
Dung dịch D + NaOH:
H
2
SO
4
+ 2NaOH  Na
2
SO
4
+ 2H
2
O (4)
Al
2

2
, nung ngoài không khí
Fe(OH)
2
+ O
2

o
t
¾¾®
Fe
2
O
3
+ H
2
O (8)
Chất rắn thu được sau phản ứng là Fe
2
O
3
.
Gọi số mol các kim loại trong m gam hỗn hợp ban đầu lần lượt là x, y, z mol. Ta có:
m = 23x + 27y + 56z (9)
Theo (1), (2) và (3):
2
H Na Al Fe
1 3 1 3 V
n = n + n + n = x + y + z =
2 2 2 2 22,4

1- Thể tích H
2
sinh ra ở đktc và ở 30
0
C, 2atm.
2- Thể tích dung dịch HCl cần dùng.
3- Nồng độ C%, C
M
của dung dịch muối thu được sau phản ứng.
Thí dụ 3: Khử hoàn toàn 4,06g 1 oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim
loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo
thành 7g kết tủa. Nếu lấy lượng kim loại sinh ra hòa tan hết vào dd HCl dư thì thu
được 1,176lit H
2
(đktc). Xác định công thức oxit kim loại. (ĐH khối A-2003)
Thí dụ 4: Điện phân nóng chảy một muối clorua kim loại thu được ở cực âm 3,12g
kim loại và ở cực dương 0,896lit khí (đktc). Xác định khối lượng mol nguyên tử và
gọi tên kim loại.
Thí dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn 200ml chất khí B (chỉ chứa C, H, O) bằng 900ml O
2
thu được 1300ml hỗn hợp khí. Cho hơi nước ngưng tụ hết thì còn 700ml khí, tiếp tục
cho khí còn lại qua dung dịch NaOH dư thì còn 100ml khí. Cho biết các khí đo ở cùng
điều kiện nhiệt độ, áp suất.
* Bài toán hỗn hợp
Khi giải bài toán hỗn hợp ta thường phải đặt ẩn số, lập hệ phương trình và giải hệ
phương trình để suy ra các đòi hỏi của bài toán. Ẩn số thường đặt là số mol của các
chất trong hỗn hợp. Nếu bài toán chia hỗn hợp thành n phần bằng nhau thì đặt số mol
mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là nx, ny,… mol như thế mỗi phẫn sẽ có x, y,
… mol các chất tương ứng.
Thí dụ 1: Để hòa tan 5,92g hỗn hợp Na

SO
4
0,1M cần để hòa tan hỗn hợp rắn A.
Created by thorium Email:
11
Các khái niệm và định luật cơ bản
Thí dụ 3: Hỗn hợp X gồm H
2
, 1 ankan và 1 ankin có cùng số nguyên tử C. Đốt
cháy hoàn toàn 100ml hỗn hợp X thu được 210ml khí CO
2
. Nếu đun nóng 100ml hỗn
hợp khí X với bột Ni thì sau phản ứng chỉ còn 70ml một hidrocacbon duy nhất. (Các
khí đo ở cùng điều kiện)
1- Xác định CTPT hai hidrocacbon và % thể tích của các khí trong X.
2- Tính thể tích O
2
cần để đốt cháy 100ml hỗn hợp X.
* Bài toán lượng dư
Xét phản ứng: aA + bB → cC + dD
Nếu biết số mol của cả hai chất tham gia A, B (hoặc chưa rõ số mol của một trong
hai chất tham gia) thì phải so sánh (hoặc biện luận) tỉ lệ số mol của A, B trong phương
trình phản ứng với tỉ lệ số mol của A, B đề cho để xác định chất nào trong hai chất đó
dư, thiếu hay hai chất phản ứng vừa đủ. Trong trường hợp này, chỉ có chất thiếu phản
ứng hết và việc tính toán phải dựa vào số mol của chất thiếu này.
Thí dụ 1: Trộn 400g dung dịch BaCl
2
5,2% với 100ml dung dịch H
2
SO

3
loãng nóng thu được hỗn hợp chỉ gồm 2 khí X, Y và dung dịch Z. Tỉ khối hơi của hỗn
hợp hai khí này so với He là 11. Dung dịch Z khi tác dụng với dung dịch BaCl
2
dư thu
được 23,3g kết tủa; còn nếu tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thu được 21,4g kết
tủa. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
Thí dụ 2: Hoà tan một hỗn hợp A gồm 65g Zn, 81g ZnO và 40g CuO trong 3 lit
dung dịch HCl 2M (d=1,2g/ml) được khí B và dung dịch C.
1- Chứng tỏ rằng A tan hết. Tính thể tích khí B và khối lượng dung dịch C.
2- Thêm vào dung dịch C 240g NaOH nguyên chất, thu được kết tủa D và dung
dịch E. Tính khối lượng của D và nồng độ % các chất tan trong dung dịch E.
Thí dụ 3: Để ngoài không khí một phôi bào sắt, sau một thời gian thu được hỗn
hợp A gồm Fe, FeO, Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3
có khối lượng 12g. Cho A tan hoàn toàn trong
dung dịch HNO
3
thu được 2,24lit khí NO là sản phẩm khử duy nhất (đktc) và dung
Created by thorium Email:
12
Các khái niệm và định luật cơ bản
dịch B. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch B, lấy kết tủa tạo ra nung ngoài không
khí tới khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Tính m.

3- Nếu đề cho “sau một thời gian…”, “cho hỗn hợp chất A, B, C tác dụng
với một lượng…” thì phải xem xét đến trường hợp phản ứng không diễn
ra hoàn toàn.
Thí dụ 1: Sau khi nung 9,4g Cu(NO
3
)
2
ở nhiệt độ cao thu được 6,16g chất rắn.
Tính thể tích các khí thu được ở điều kiện tiêu chuẩn.
Thí dụ 3: Sau khi nung 9,056g hỗn hợp hai muối Cu(NO
3
)
2
và Pb(NO
3
)
2
thu được
1,456lit hỗn hợp khí (đktc) và chất rắn A. Chất rắn A phản ứng vừa đủ với 64ml dung
dịch H
2
SO
4
0,5M tạo thành 4,848g kết tủa.
1- Tính phần % khối lượng của các chất trong chất rắn A nhận được.
2- Tính hiệu suất hai phản ứng nhiệt phân.
Created by thorium Email:
13