Hệ số cho biết tỉ lệ nào?
Xét phương trình:
$$\mathrm{2H_2+O_2\longrightarrow2H_2O}.$$
Hai phân tử hydrogen phản ứng với một phân tử oxygen, tạo hai phân tử nước. Tỉ lệ này cũng đúng với số mol:
$$n_{\mathrm{H_2}}:n_{\mathrm{O_2}}:n_{\mathrm{H_2O}}=2:1:2.$$
Các số mol là lượng **thực sự phản ứng hoặc tạo thành**. Nếu ban đầu có chất dư, không dùng toàn bộ lượng chất dư làm lượng đã phản ứng. “Vừa đủ” nghĩa là các chất tham gia hết theo đúng tỉ lệ; “dư” nghĩa là có phần chất còn lại.
Từ mol sang khối lượng
Cho $M_{\mathrm{H_2}}=2$, $M_{\mathrm{O_2}}=32$, $M_{\mathrm{H_2O}}=18$ g/mol. Theo phương trình, 2 mol hydrogen phản ứng với 1 mol oxygen tạo 2 mol nước.
Dùng $m=nM$, ba khối lượng tương ứng là:
$$m_{\mathrm{H_2}}=2\times2=4\ \mathrm{g}.$$
$$m_{\mathrm{O_2}}=1\times32=32\ \mathrm{g}.$$
$$m_{\mathrm{H_2O}}=2\times18=36\ \mathrm{g}.$$
Tỉ lệ khối lượng là $4:32:36=1:8:9$, **không phải** $2:1:2$. Muốn đổi tỉ lệ số mol sang khối lượng, phải dùng khối lượng mol của từng chất.
Bài luyện
Theo $\mathrm{4Al+3O_2\longrightarrow2Al_2O_3}$, tỉ lệ số mol Al đã phản ứng và $\mathrm{Al_2O_3}$ tạo thành là gì?
Đã đảo tỉ lệ hai chất.
Đây là tỉ lệ oxygen và sản phẩm.
Đây là tỉ lệ Al và oxygen.
Đúng: 4 : 2 rút gọn thành 2 : 1.
Lời giải
Hệ số của Al là 4, của $\mathrm{Al_2O_3}$ là 2, nên tỉ lệ số mol là $4:2=2:1$. Chỉ lấy hệ số của hai chất được hỏi. Đáp án D.
Bài luyện
Theo $\mathrm{2H_2+O_2\longrightarrow2H_2O}$, với $M_{\mathrm{H_2}}=2$, $M_{\mathrm{O_2}}=32$ g/mol, tỉ lệ khối lượng hydrogen và oxygen đã phản ứng là gì?
Đây là tỉ lệ số mol, không phải khối lượng.
Đúng: khối lượng tương ứng 4 g và 32 g.
Đã dùng khối lượng mol nhưng bỏ hệ số 2 của hydrogen.
Đã đảo thứ tự khối lượng hai chất.
Lời giải
Từ hệ số, 2 mol $\mathrm{H_2}$ phản ứng với 1 mol $\mathrm{O_2}$. Khối lượng là $2\times2=4$ g và $1\times32=32$ g, nên tỉ lệ $4:32=1:8$. Đáp án B.
Bài luyện
Có 3 mol $\mathrm{H_2}$ và 1 mol $\mathrm{O_2}$. Chúng phản ứng hoàn toàn theo $\mathrm{2H_2+O_2\longrightarrow2H_2O}$. Nhận xét nào đúng?
Đúng: 1 mol oxygen chỉ cần 2 mol hydrogen.
Cần kiểm lượng ban đầu với tỉ lệ 2 : 1.
Toàn bộ 1 mol oxygen phản ứng với 2 mol hydrogen.
Không thể dùng hydrogen dư để tạo nước khi oxygen đã hết.
Lời giải
1 mol $\mathrm{O_2}$ phản ứng vừa đủ với 2 mol $\mathrm{H_2}$, tạo 2 mol nước. Ban đầu có 3 mol hydrogen, nên còn $3-2=1$ mol hydrogen; oxygen hết. Đáp án A.