Giáo án Khoa học tự nhiên 8 (Cánh diều) - Chủ đề 1: Phản ứng hóa học - Bài 5: Tính theo phương trình hóa học

CHỦ ĐỀ 1: PHẢN ỨNG HÓA HỌC 
BÀI 5: TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC
I. Mục tiêu
1. Về kiến thức: 
- Tính được lượng chất trong phương trình hóa học theo số mol, khối lượng hoặc thể tích ở điều kiện 1 bar và 250C
- Nêu được khái niệm hiệu suất của phản ứng và tính được hiệu suất của một phản ứng dựa vào lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết và lượng sản phẩm thu được theo thực tế.
2. Về năng lực:
2.1. Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tự tìm hiểu về khái niệm hiệu suất, cách tính hiệu suất, cách tính lượng chất, khối lượng hoặc thể tích
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: 
+ Hoạt động nhóm một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, đảm bảo các thành viên trong nhóm đều được tham gia và trình bày báo cáo tốt.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm giải quyết các vấn đề trong bài học để hoàn thành nhiệm vụ học tập tốt nhất.
2.2. Năng lực khoa học tự nhiên: 
- Nhận thức khoa học tự nhiên: Nêu được khái niệm hiệu suất của phản ứng
- Tìm hiểu tự nhiên: Tìm hiểu các bước để tính được lượng chất trong phương trình hóa học
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Tính được lượng chất trong phương trình hóa học theo số mol, khối lượng hoặc thể tích ở điều kiện 1 bar và 250C. Tính được hiệu suất của một phản ứng dựa vào lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết và lượng sản phẩm thu được theo thực tế.
3. Về phẩm chất:
- Tham gia tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.
- Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập khoa học tự nhiên.
II. Thiết bị dạy học và học liệu:
1. Thiết bị dạy học:
- Phấn, bảng, máy tính, máy chiếu, hình ảnh, phiếu học tập, 
2. Học liệu:
- GV: SGK, SBT, tài liệu tham khảo.
- HS: SGK, bảng nhóm, bút lông, bút dạ, phấn. 
III. Tiến trình dạy học:
1. Hoạt động 1
a) Mục tiêu:
- Hiểu cơ bản cách tính khối lượng nguyên liệu cần dùng để sản xuất nhôm
b) Nội dung:
- Học sinh tham gia trò chơi “Đội nào nhanh nhất” để tính khối lượng Al2O3 cần dùng để sản xuất ra 4 mol nhôm
c) Sản phẩm:
Đại diện nhóm nêu được khối lượng Al2O3 cần dùng.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của GV và HS
Dự kiến sản phẩm
* GV thông báo luật chơi, giao nhiệm vụ học tập
- Yêu cầu hs hoạt động nhóm (Mỗi nhóm 6 bạn) thảo luận và trả lời câu hỏi sau: Trong công nghiệp, người ta sản xuất nhôm từ aluminium oxide Al2O3 theo phương trình sau:
2Al2O3 → 4Al + 3O2
Theo em muốn sản xuất 4 mol nhôm thì cần dùng bao nhiêu gam Al2O3 
GV có thể đưa bài tập dạng điền khuyết cho các em dễ thực hiện
Để sản xuất 4 mol nhôm theo phương trình hóa học trên người ta cần dùng .. mol Al2O3 
Vậy khối lượng Al2O3 cần dùng là: ..
* HS thực hiện nhiệm vụ
- Các nhóm thảo luận và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên.
- GV quan sát các nhóm hoạt động, hướng dẫn và hỗ trợ các nhóm kịp thời khi gặp khó khăn. 
* Báo cáo, thảo luận
- GV yêu cầu đại diện nhóm hoàn thành nhanh nhất lên bảng trình bày và trả lời các câu hỏi phản biện.
- HS các nhóm quan sát, lắng nghe, nhận xét và nêu câu hỏi phản biện.
* Kết luận
- GV nhận xét đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ, thái độ học tập và kĩ năng hoạt động nhóm của HS. 
- GV chốt lại kiến thức và giới thiệu vào bài học.
Trong sản xuất, dựa vào phương trình hóa học, người ta có thể tính toán được khối lượng nguyên liệu cần dùng trong sản xuất hoặc có thể tính được khối lượng sản phẩm tạo ra. Vậy cách tính như thế nào?
Học sinh thảo luận nhóm và đưa ra đáp án.
Một số câu trả lời có thể là: 
Để sản xuất 4 mol nhôm theo phương trình hóa học trên người ta cần dùng 2 mol Al2O3 
Vậy khối lượng Al2O3 cần dùng là: 2. 102 = 204 gam
2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới 
Hoạt động 2.1: Xác định khối lượng, số mol của chất phản ứng và sản phẩm trong phản ứng hóa học
a) Mục tiêu:
- Nêu được các bước tính khối lượng và số mol của chất phản ứng và chất sản phẩm trong một phản ứng hóa học.
- Vận dụng tính được khối lượng và số mol của chất phản ứng và chất sản phẩm trong một phản ứng hóa học cụ thể
b) Nội dung: 
- Hoạt động cá nhân , đọc SGK trang 32, 33 và trả lời các câu hỏi trong PHT số 1.
PHIẾU HỌC TẬP 1
a/ Để tính khối lượng và số mol của chất phản ứng và chất sản phẩm trong 1 phản ứng hóa học, ta thực hiện theo những bước nào?
b/ Trong những bước trên, theo em ta cần sử dụng những công thức nào?
- Hoạt động nhóm theo cặp đôi hoàn thành bài tập SGK /33.
c) Sản phẩm:
-Biết được các bước tính khối lượng và số mol của chất phản ứng và chất sản phẩm trong một phản ứng hóa học.
- Làm được bài tập trang 33
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của GV và HS
Dự kiến sản phẩm
* GV giao nhiệm vụ học tập
*Nhiệm vụ 1: GV yêu cầu HS hoạt động cá nhân đọc SGK và hoàn thành các câu hỏi 1a, 1b trong PHT (số 1).
*Nhiệm vụ 2: GV yêu cầu HS hoạt động nhóm theo cặp đôi thảo luận và hoàn thành bài tập trang 33/ SGK
* HS thực hiện nhiệm vụ
- Hs thực hiện từng nhiệm vụ theo sự phân công và hướng dẫn của GV.
- Nhiệm vụ 1:Cá nhân HS đọc SGK và trả lời các câu hỏi 1a và 1b trong PHT số 1.
- Nhiệm vụ 2: Các nhóm đôi thảo luận, thống nhất kết quả thảo luận ghi vào PHT (số 1), đại diện 2-3 nhóm báo cáo kết quả khi hết thời gian quy định thảo luận.
- Hướng dẫn, hỗ trợ: GV quan sát các nhóm đôi hoạt động, hỗ trợ kịp thời khi các nhóm gặp khó khăn. 
* Báo cáo, thảo luận
- GV mời đại diện cá nhân HS và 2-3 nhóm đôi (theo từng nhiệm vụ) báo cáo kết quả khi hết thời gian quy định thảo luận.
- HS cả lớp lắng nghe, nhận xét, bổ sung.
* Kết luận 
- GV: Nhận xét kết quả thực hiện nhiệm vụ và đánh giá mức độ hoàn thành của HS.
- GV chốt lại kiến thức về các bước thực hiện để tính khối lượng, số mol của chất phản ứng và sản phẩm trong phản ứng hóa học.
Yêu cầu học sinh sửa bài tập vào vở
I.XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG, SỐ MOL CỦA CHẤT PHẢN ỨNG VÀ SẢN PHẨM TRONG PHẢN ỨNG HÓA HỌC.
Các bước thực hiện:
Bước 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng
Bước 2: Tính số mol của chất đã biết dựa vào khối lượng hoặc thể tích.
Bước 3: Dựa vào phương trình hóa học và số mol chất đã biết để tìm số mol của chất phản ứng hoặc chất sản phẩm khác.
Bước 4: Tính khối lượng hoặc thể tích chất cần tìm
Trong các bước trên ta cần sử dụng các công thức chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và số mol chất
Luyện tập 1 trang 33 KHTN 8: Đốt cháy hết 0,54 gam Al trong không khí thu được aluminium oxide theo sơ đồ phản ứng:
Al + O2 → Al2O3
Lập phương trình hoá học của phản ứng rồi tính:
a) Khối lượng aluminium oxide tạo ra.
b) Thể tích khí oxygen tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn.
Trả lời:
Phương trình hoá học: 4Al + 3O2 → 2Al2O3. 
Tỉ lệ 	 4 3 2 mol 
Số mol Al tham gia phản ứng: nAl= mM= 0,5427= 0,02 mol
Từ phương trình hoá học ta có tỉ lệ: nAl2O3 = ½ n Al= ½. 0,02= 0,01 mol
Khối lượng Al2O3 tạo ra: mAl2O3= 0,01. 102= 1, 02 gam
b) Từ phương trình hoá học ta có: n O2= ¾ n Al= ¾ . 0,02= 0,015 mol
Thể tích khí O2 tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn là: 
VO2= nO2x 24,79=0,015. 24,79= 0,37185 lít .
Hoạt động 2.2: Chất phản ứng hết, chất phản ứng dư
a) Mục tiêu:
- Hiểu được trong một phản ứng chất nào là chất phản ứng hết, chất nào là chất phản ứng dư
b) Nội dung: 
- Đọc SGK và trả lời được câu hỏi 
- Hoàn thành phiếu học tập 2 theo hoạt động chung cả lớp và nhóm 6 HS.
PHIẾU HỌC TP 2
Điền cụm từ thích hợp vào chỗ trống:
Chất phản ứng hết là 
Chất dư là
Lượng chất sản phẩm tạo thành được tính theo
c) Sản phẩm: 
- Khái niệm chất phản ứng hết và chất phản ứng dư. Biết được chất còn dư trong phản ứng H2 tác dụng với O2.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của GV và HS
Dự kiến sản phẩm
* GV giao nhiệm vụ học tập :
Hoạt động cá nhân: GV giới thiệu PTHH đốt cháy H2 tạo ra nước. Sau đó GV yêu cầu HS thành câu hỏi 1 
Câu 1: Nếu cho 3 phân tử H2 tác dụng với 1 phân tử O2 thì thu được bao nhiêu phân tử nước?
HS hoạt động nhóm để hoàn thành phiếu học tập 2
Hoạt động nhóm đôi để trả lời Câu 2: Đốt cháy 1 mol khí hydrogen trong 0,4 mol khí oxygen đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Cho biết chất nào còn dư sau phản ứng.
* HS thực hiện nhiệm vụ 
- HS hoạt động cá nhân để trả lời câu hỏi 1
Sau đó hoạt động nhóm để hoàn thành phiếu học tập 2.
Hoạt động nhóm đôi để làm câu 2
* Báo cáo, thảo luận 
- GV mời đại diện cá nhân HS/2-3 nhóm HS báo cáo kết quả khi hết thời gian quy định thảo luận của từng nhiệm vụ
- HS cả lớp quan sát, lắng nghe, nhận xét, bổ sung.
* Kết luận, nhận định 
- GV nhận xét kết quả thực hiện nhiệm vụ và đánh giá mức độ hoàn thành của HS.
- GV chốt kiến thức là nội dung bài tập đã hoàn chỉnh
Câu 1: PTHH:   2H2  +  O2   →   2H2O
Tỉ lệ số phân tử: 2 1 2 phân tử
Ban đầu 3 1
Phản ứng 2 1 1 phân tử
Sau phản ứng 1 0 1 phân tử
Vậy nếu cho 3 phân tử H2 tác dụng với 1 phân tử O2 thì được 1 phân tử nước
Chất phản ứng hết, chất phản ứng dư
Chất phản ứng hết là chất không còn khi phản ứng kết thúc.
Chất phản ứng dư là chất còn lại sau khi kết thúc phản ứng.
Trong phản ứng hóa học, lượng chất sản phẩm tạo thành được tính theo chất phản ứng hết.
Câu 2: PTHH:   2H2  +    O2   → 2H2O
II. HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG
Chất phản ứng hết, chất phản ứng dư
Tỉ lệ số phân tử:     2            1             2
Ban đầu:               1              0,4         0           mol
Phản ứng:           0,8              0,4        0,8     mol
Sau Pứ:                0,2              0          0,8        mol
Vậy sau phản ứng H2 dư 0,2 mol.
Hoạt động 2.3: Hiệu suất phản ứng
a) Mục tiêu:
- Nêu được khái niệm hiệu suất của phản ứng và tính được hiệu suất của một phản ứng dựa vào lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết và lượng sản phẩm thu được theo thực tế.
b) Nội dung: 
- Nghiên cứu thông tin SGK để nắm được công thức tính hiệu suất và khái niệm hiệu suất.
- Hoạt động nhóm làm bài tập vận dụng trang 35
c) Sản phẩm:
- Khái niệm và công thức tính hiệu suất
- Hoàn thành bài tập vận dụng theo nhóm 6 HS.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của GV và HS
Dự kiến sản phẩm
* GV giao nhiệm vụ học tập
- Nhiệm vụ 1:Hoạt động cá nhân quan sát hình ảnh kết hợp với thông tin trong SGK tìm hiểu khái niệm hiệu suất và công thức tính hiệu suất.
 - Nhiệm vụ 2:GV yêu cầu HS hoạt động theo nhóm 6 HS trong thời gian 7 phút để hoàn thành PHT 4
* HS thực hiện nhiệm vụ 
- Hs thực hiện từng nhiệm vụ theo sự phân công và hướng dẫn của GV.
- Nhiệm vụ 1: Cá nhân HS đọc SGK
- Nhiệm vụ 2: Các nhóm thảo luận, thống nhất kết quả luận ghi vào PHT (số 3), đại diện 2-3 nhóm báo cáo kết quả khi hết thời gian quy định thảo luận.
- Hướng dẫn, hỗ trợ: GV quan sát các nhóm đôi hoạt động, hỗ trợ kịp thời khi các nhóm gặp khó khăn. 
* Báo cáo, thảo luận 
- Mời 3- 4 em học sinh nêu khái niệm hiệu suất và công thức tính
- GV mời đại diện cá nhân HS/2-3 nhóm HS báo cáo kết quả khi hết thời gian quy định thảo luận nhiệm vụ 2.
- HS cả lớp quan sát, lắng nghe, nhận xét, bổ sung.
* Kết luận, nhận định 
- GV nhận xét kết quả thực hiện nhiệm vụ và đánh giá mức độ hoàn thành của HS.
- GV chốt kiến thức về hiệu suất và công thức tính.
2. Hiệu suất phản ứng:
Hiệu suất phản ứng (kí hiệu là H) là tỉ số giữa lượng sản phẩm thu được theo thực tế và lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết.
H=mtt x100mlt(%)
Trong đó:
H là hiệu suất phản ứng (%)
Mtt là khối lượng chất (gam) thu được theo thực tế
Mlt là khối lượng chất (g) thu được theo lí thuyết (theo phương trình hóa học)
Bài tập vận dụng trang 35
a/ 
PTHH: 2Al2O3 à 4Al + 3O2
Tỉ lệ: 2 4 3 mol
Số mol Al2O3= 102000/102 = 1000 mol
Theo phương trình ta có tỉ lệ nAlnAl2O3= 2/1
Số mol Al thu được theo phương trình
nAl= 2.1000= 2000 mol
Khối lượng Al thu được theo lý thuyết (phương trình)
mAl= nAl. MAl= 2000.27= 54000 gam = 54kg
H= 51,3x10054= 95%
b/ 
H=mtt x100mlt(%)
mAl theo thực tế là 54kg à mAl theo lý thuyết là:
mAl(lt) = mAl (tt) x100H= = 54 x10092=58,696 kg= 58696 gam
nAl(lt)= mM= 5869627=2174 mol
PTHH: 2Al2O3 à 4Al + 3O2
Tỉ lệ: 2 4 3 mol
Theo PTHH ta có nAl2O3= ½ n Al=1087 mol
Vậy khối lượng Al2O3 đã dùng là: 
mAl2O3= n.M= 1087.102=110874 gam= 110,874kg
IV: Hoạt động luyện tập 
a) Mục tiêu: giúp HS rèn luyện kĩ năng thông qua các bài tập.
b) Nội dung: HS luyện tập bằng cách giải nhanh các câu trắc nghiệm chọn đáp án đúng.
c) Sản phẩm: kết quả thực hiện bài tập của học sinh.	
d) Tổ chức thực hiện: 
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung
* Chuyển giao nhiệm vụ
GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm, cử đại diện trả lời nhanh các câu hỏi GV trình chiếu
*Thực hiện nhiệm vụ
Thảo luận nhóm. Trả lời BT trắc nghiệm
*Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện các nhóm HS báo cáo kết quả hoạt động. Trả lời câu hỏi trắc nghiệm.
* Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá.
- Giáo viên nhận xét, đánh giá chung các nhóm.
Câu 1. Cho 2 mol H2 tác dụng với 2 mol O2
a/ Vậy chất nào còn dư và dư bao nhiêu mol?
A/ H2 dư 1 mol
B/ O2 dư 1 mol
b/ số mol nước tạo thành được tính theo số mol của chất nào?
A/ H2
B/ O2
c/ số mol nước tạo thành là bao nhiêu mol
A/ 1 mol
B/ 2 mol
d/ Khối lượng nước tạo thành là bao nhiêu gam?
A/ 18 gam
B/ 36 gam
Câu 2: Đốt cháy than trong không khí thu được CO2
a/ Đốt cháy 6 gam carbon trong khí O2 dư thì thu được 18,7 gam CO2. Vậy hiệu suất phản ứng là:
A/ 85 %
B/ 95%
b/ Đốt cháy 9 gam C trong khí O2 dư, biết hiệu suất phản ứng là 80%, Vậy khối lượng CO2 thu được là?
A/ 26 g
B/ 26,4 gam
V. HỒ SƠ DẠY HỌC 
* Chuẩn bị ở nhà
- Hoàn thành bài tập ở nhà
- Chuẩn bị cho bài học tiếp theo: bài 6: Nồng độ dung dịch