BÀI 3. MOL VÀ TỈ KHỐI CHẤT KHÍ (21 câu)

1. NHẬN BIẾT (6 câu)

Câu 1: Hãy nêu khái niệm mol, khối lượng mol, thể tích mol của chất khí.

Trả lời:

- Mol là lượng chất có chứa NA (6,023.1023) nguyên tử hoặc phân tử chất đó.

- Khối lượng mol của một chât là khối lượng của NA nguyên tử hoặc phân tử chất đó tính theo đơn vị gam.

- Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi 1 mol phân tử chất khí đó.

Câu 2: Tỷ khối của chất khí là gì? Tỷ khối dùng để làm gì?

1. Nêu công thức tính tỉ khối của chất khí A đối với chất khí B
2. Nêu công thức tính tỉ khối của chất khí A đối với không khí.

Trả lời:

- Tỷ khối của khí A đối với khí B là tỉ lệ khối lượng mol giữa khí A và khí B. Tỷ khôi dùng để xác định khí A nặng hay nhẹ hơn khí B bao nhiêu lần.

• Công thức tính tỉ khối của khí A đối với khí B:      dA/B = MAMB

• Công thức tính tỉ khối của khí  A đối với không khí : dA/KK =  MAMKK

Câu 3: Thể tích mol của chất khí là gì? Hãy nêu điều kiện chuẩn và công thức tính thể tích mol ở điều kiện chuẩn.

Trả lời: 

- Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi 1 mol phân tử chất khí đó.

- Điều kiện chuẩn là điều kiện ở 25oC và 1 bar.

- Công thức tính thể tích mol chất khí ở điều kiện chuẩn là: V= 24,79.n

Câu 4: Hãy viết các công thức tính số mol từ số lượng nguyên tử (phân tử); khối lượng chất và khối lượng mol; thể tích mol chất khí ở điều kiện chuẩn.

Trả lời:

- Công thức tính số mol từ số lượng nguyên tử (phân tử)

n= NNA

Trong đó: N là số lượng nguyên tử hoặc phân tử.

NA là số Avogadro có giá trị là 6,022 . 1022.

- Công thức tính số mol từ khối lượng chất và khối lượng mol là

n= mM

Trong đó: m là khối lượng chất.

M là khối lượng mol.

- Công thức tính số mol từ thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn là

n= V24,79

Trong đó : V là thể tích mol chất khí ở điều kiện chuẩn.

Câu 5: Hãy nêu cách tính khối lượng mol của phân tử AxByCz từ khối lượng mol của các nguyên tử thành phần.

Trả lời:

- Khối lượng mol của phân tử AxByCz là 

MAxByCz= Ma.x +MB.y + MC.z        (g/mol)

Câu 6: 

“Trong khoa học, … khối lượng của nguyên tử carbon được quy ước là đơn vị khối lượng nguyên tử viết tắt là …. Như vậy, khối lượng của 1 nguyên tử carbon là … amu.”

Hãy viết lại đoạn trên và hoàn thành những phần còn thiếu.

Trả lời:

Trong khoa học, 112 khối lượng của nguyên tử carbon được quy ước là đơn vị khối lượng nguyên tử viết tắt là amu. Như vậy, khối lượng của 1 nguyên tử carbon là 12 amu.”

2. THÔNG HIỂU (7 câu)

Câu 1. Tính số nguyên tử, phân tử có trong mỗi lượng chất sau:

1. 0,5 mol nguyên tử Al.
2. 0,01 mol nguyên tử H.
3. 2 mol phân tử O2.

Trả lời:

• Số nguyên tử có trong 0,5 mol nguyên tử Al là: 

0,5. 6,023.1023 = 3,011.1023 (nguyên tử).

• Số nguyên tử có trong 0,01 mol nguyên tử H là:

0,01. 6,022.1023 = 6,022.1021 (nguyên tử)

• Số phân tử tử có trong 2 mol phân tử O2 là:

• 6,022.1023 = 12,044.1023 (nguyên tử)

Câu 2: Một lượng chất sau đây tương đương bao nhiêu mol nguyên tử hoặc mol phân tử?

1. 1,2044.1022 phân tử H2O.
2. 3,011.1023 nguyên tử Zn.

Trả lời:

• Số mol phân tử trong 1,2044.1022 phân tử H2O là:

n = 1,2044.10226,022.1023= 0,02 (mol).

1. Số mol nguyên tử tronh 3,011.1023 nguyên tử Zn là:

n = 3,011.10236,022.1023= 0,5 (mol).

Câu 3: Hãy tính khối lượng mol của các phân tử trong bảng sau

Trả lời:

Câu 4: Hãy tính khối lượng mol của kim loại X, biết rằng 0,5 mol chất này có khối lượng là 32 gam. X là kim loại nào?

Trả lời:

- Khối lượng mol của kim loại X là 

M = mn = 320,5 = 64  (g/mol)

Vậy X là kim loại Cu ( đồng)

Câu 5: Hãy tính thể tích mol của các chất khí sau ở điều kiện chuẩn

1. 0,2 mol khí NH3.
2. 0,05 mol khí CO2.
3. 1,5 mol khí H2.

Trả lời:

• Thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn của 0,2 mol khí NH3 là:

V= n. 24,79 = 0,2. 24,79 = 4,958 ( lít)

• Thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn của 0,05 mol khí CO2 là:

V= n. 24,79 = 0,05. 24,79 = 1,2395 ( lít)

• Thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn của 1,5 mol khí H2 là:

V= n. 24,79 = 1,5. 24,79 = 37,05 ( lít)

Câu 6: Hãy so sánh khí SO2 

1. Nặng hay nhẹ khí H2 bao nhiêu lần?
2. Nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần?

Trả lời:

• Tỷ khối của khí SO2 so với khí H2 là

 dSO2/H2 = MSO2MH2= 642=32

Vậy khí SO2 nặng hơn khí H2 32 lần

• Tỷ khối của khí SO2 so với không khí là: 

 dSO2/kk = MSO2Mkk= 6429 ≈2,2

Vậy khí SO2 nặng hơn không khí 2,2 lần.

Câu 7: Hãy tính khối lượng ( theo đơn vị gam) của những lượng chất sau:

1. Hỗn hợp gồm 0,1 mol NaCl và 0,2 mol đường (C12H22O11).
2. Dung dịch có 1 mol C2H5OH và 2 mol nước (H2O).

Trả lời:

• Khối lượng của 0,1 mol NaCl là: 0,1.(23+35.5) = 5,85 (gam)

Khối lượng của 0,2 mol đường là : 0,2. (12.12+1.22+16.11) = 68,4 (gam)

Vậy khối lượng của hỗn hợp gồm 0,1 mol NaCl và 0,2 mol đường là:

5,85 + 68,4 = 74,25 (gam)

• Khối lượng của 1 mol C2H5OH là : 1.(12.2 + 1.5 +16+1) = 46 (gam)

Khối lượng của 2 mol nước là: 2. (1.2 +16) = 36 (gam)

Vậy khối lượng của dung dịch có 1 mol C2H5OH và 2 mol nước là

46 + 36 = 82 (gam)

3. VẬN DỤNG (5 câu)

Câu 1: Khối lượng nước mà trong đó có số phân tử bằng số phân tử có trong 20 gam NaOH là bao nhiêu?

Trả lời:

Khối lượng mol của NaOH là: MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40 (g/mol)

Số mol NaOH là: n= mM= 2040=0,5   (mol)

→ số mol của H2O là 0,5 mol.

Khối lượng mol của H2O là: MH2O = 1. 2+ 16 = 18  (g/mol)

→ khối lượng nước là: m = n . M = 0,5.18 = 9  (gam)

Câu 2: Khí carbon dioxide (CO2) và khí methan (CH4) đều được sinh ra ở hang hay giếng sâu do xảy ra quá trình phân hủy hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ. Hãy cho biết khí carbon dioxide, methan tích tụ dưới đáy hang, giếng hay bị không khí đẩy bay lên trên?

Trả lời:

- Tỉ khối của khí carbon dioxide so với không khí:

 dCO2/kk = MCO2Mkk= 4429 ≈1,52

→ Khí carbon dioxide nặng hơn không khí khoảng 1,52 lần.

- Tỉ khối của khí methane so với không khí là:

 dCH4/kk = MCH4Mkk= 1629 ≈0,55

→ Khí methane nhẹ hơn không khí khoảng 0,55 lần.

Vậy khí carbon dioxide nặng hơn không khí sẽ bị tích tụ dưới đáy hang, khí methane nhẹ hơn không khí nên bị không khí đẩy bay lên trên.

Câu 3: Hãy tính khối lượng của 

1. 12, 044.1023 nguyên tử nhôm.
2. 9,916 lít khí NH3 ở điều kiện chuẩn.

Trả lời:

• Số mol của 12.1023 nguyên tử nhôm là 

n = 12,044.10236,022.1023 = 2 (mol).

Khối lượng của 12, 044.1023 nguyên tử nhôm là:

mAl = n.MAl = 2.27 = 54 (gam).

• Số mol của 9,916 lít khí NH3 ở điều kiện chuẩn là:

n= V24,79 = 9,91624,79= 0,4 (mol)

Khối lượng của 9,916 lít khí NH3 ở điều kiện chuẩn là:

mNH3 = n.MNH3 = 0,4. 17 = 6,8 (gam).

Câu 4: Hãy số nguyên tử H có trong

1.  0,05 mol phân tử H3PO4

1. b) 64 g khí H2

Trả lời:

• Số mol nguyên tử H có trong 0,05 mol phân tử H3PO4 là: 

0,05. 3 =0,15 (mol).

Vậy số nguyên tử H có trong 0,05 mol phân tử H3PO4 là:

0,15. 6,022.1023 = 9,033.1022 (nguyên tử)

• Số mol phân tử của 68 g H2S là: 

n= mM = 682+32= 2 (mol)

Số mol nguyên tử H có trong 68 g khí H2S là:

2.2 = 4 (mol)

Vậy số nguyên tử  H có trong 68 g khí H2S là:

4.6,022.1023 = 2,4088.1024 (nguyên tử)

Câu 5: Biết tỉ khối của khí B so với oxi là 0,5 và tỉ khối của khí A đối với khí B là 2,125. Xác định khối lượng mol của khí A?

Trả lời:

Ta có: 

 dB/O2 = MBMO2=0,5

→  MB = 32. 0,5 =16.

Mặt khác: 

 dA/B = MAMB=2,125

→  MA = 32. 16 =34.

Vậy khối lượng mol của A là 34 g/mol.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1: Em hãy đưa ra các cảnh báo nguy cơ mất an toàn khi nạo, vét giếng, thám hiểm hang, động.

Trả lời:

Các giếng nước hay hang động, hầm lò sâu … thường có nhiều khí độc tích tụ như CO2; H2S … Hàng năm, nước ta có rất nhiều vụ tử vong thương tâm do ngạt khí khi nạo vét giếng … Do vậy, đối với những giếng nước, hang động, hầm lò sâu chúng ta luôn phải cảnh giác, trước khi đưa người xuống cần phải thăm dò xem không khí dưới đó có thở được không.

Ví dụ một số cách thử trước khi xuống nạo, vét giếng như:

+ Thắp một ngọn nến, dòng dây thả dần sát xuống mặt nước nếu ngọn nến vẫn cháy sáng bình thường là không khí dưới đáy giếng có đủ oxygen, người có thể xuống được. Nếu ngọn nến chỉ cháy leo lét rồi tắt thì không nên xuống vì dưới đó thiếu oxygen hoặc phải trang bị bình dưỡng khí trước khi xuống.

+ Nhốt một con vật vào lồng, buộc dây thả gần sát mặt giếng, nếu con vật bị chết ngạt chứng tỏ không khí dưới đáy giếng thiếu oxygen …

Câu 2: Hỗn hợp khí X gồm có CO và CO2 có tỉ khối so với O2 là 1. Thể tích khí  CO2 cần thêm vào 9,916 lít (đkc) hỗn hợp trên để có tỉ khối so với O2 tăng lên bằng 1,075 là bao nhiêu?

Trả lời:

 Gọi số mol của CO và CO2 lần lượt là a, b (mol)

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp là: MX =  28a + 44ba+b.

Áp dụng công thức tính tỉ khối ta có:  

d X/kk = MXMO2= 28a + 44b(a+b) . 32 =1   

→ a = 3b (1)

Mặt khác có: a + b = (9,916 : 24,79) = 0,4 (2)

Lấy (1) thay vào (2) ta được b = 0,1 mol và a=0,3 mol

Gọi số mol CO2 cần thêm vào là x mol

Ta có:  28.0,3 + 44(0,1+x)0,4 + x = 1,075 .32

→ x = 0,1 mol

=> V = 0,1. 22,4 = 2,24 lít.

Câu 3: Một hỗn hợp gồm Zn và Fe có khối lượng là 24,2 gam. Biết tổng số mol của Zn và Fe bằng với số mol của 9,916 lít khí CO2 (đkc). Tính % theo khối lượng của Fe có trong hỗn hợp.

Trả lời: 

Gọi số mol của Zn là x và số mol của Fe là y ( x, y ≥ 0) 

Ta có tổng khối lượng của hỗn hợp là 24,2 tức là:

65x +56y = 24,2   (1)

Số mol của 9,916 lít khí CO2 ở đkc là:

9,916:24,79 = 0,4 (mol).

Mà tổng số mol hỗn hợp Zn và Fe bằng mol của 9,916 lít khí CO2 ở đkc, ta có

x+y = 0,4 (mol)     (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra: x= 0,2 mol, y= 0,2 mol

% khối lượng của Fe có trong hỗn hợp là

%Fe = 0,2.56/24,2.100% = 46,28%