Chương 3. MOL VÀ TÍNH TOÁN HÓA HỌC
§18. MOL
A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Mol là gì? Mol là lượng chất có chứa 6.$10^{23}$ nguyên tử hoặc phân tử của chất đó.
Con số 6.$10^{23}$ được gọi là số Avogađro và được kí hiệu là N.
2. Khối lượng mol là gì?
- Khối lượng mol (kí hiệu M) của một chất là khối lượng tính bằng gam của N nguyên tử hoặc phân tử của chất đó.
- Khối lượng mol = nguyên tử khối hay phân tử khối của chất đó.
3.Thể tích mol của chất khí là gì?
- Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N phân tử của chất khí đó.
- Một mol của bất kì chất khí nào, trong cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất đều chiếm những thể tích bằng nhau.
- Ở 0°C và 1atm (gọi là điều kiện tiêu chuẩn, viết tắt là đktc), thì thể tích đó là 22,4 lít.
B. BÀI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1.Hãy cho biết số nguyên tử hoặc phân tử có trọng lượng chất sau:
- 0,1 mol nguyên tử H.
- 0,15 mol phân tử $CO_{2}$.
- 10 mol phân tử $H_{2}O$.
- 0,01 mol phân tử $H_{2}$.
- 0,24 mol nguyên tử Fe.
- 1,44 mol nguyên tử C.
Trả lời:
- 0,1 mol nguyên tử H → số nguyên tử H = 0,1.6.$10^{23}$ = 0,6.$10^{23}$ hoặc 0,1N.
- 0,15 mol phân tử $CO_{2}$ → Số phân tử $CO_{2}$ = 0,15.6.$10^{23}$ = 9.$10^{23}$ hoặc 0,15N.
- 10 mol phân tử $H_{2}O$ → số phân tử $H_{2}O$ = 10.6.$10^{23}$ = 60.$10^{23}$ hoặc 10N.
- 0,01 mol phân tử $H_{2}$ → số phân tử $H_{2}$ = 0,01.6.$10^{23}$ = 0,06.$10^{23}$ hoặc 0,01N.
- 0,24 mol nguyên tử Fe → số nguyên tử Fe = 0,24.6.$10^{23}$ = 1,44.$10^{23}$ hoặc 0,24N.
- 1,44 mol nguyên tử C → Số nguyên tử C = 1,44.6.$10^{23}$ = 8,64.$10^{23}$ hoặc 1,44N.
2. Hãy tìm số mol nguyên tử hoặc mol phân tử của những lượng chất sau:
a) 0,6 N nguyên tử O; 1,8 N phân tử $N_{2}$; 0,9N nguyên tử H;
1,5 N phân tử $H_{2}$; 0,15 N phân tử $O_{2}$; 0,05N nguyên tử C;
b) 24.$10^{23}$ phân tử $H_{2}O$; 1,44.$10^{23}$ phân tử $CO_{2}$; 0,66.$10^{23}$ phân tử $C_{12}H_{22}O_{11}$.
Trả lời:
Số mol nguyên tử hoặc mol phân tử của những lượng chất như sau:
a) - 0,6 N nguyên tử O → số mol nguyên tử O = 0,6 mol.
- 1,8 N phân tử $N_{2}$ → số mol phân tử $N_{2}$ = 1,8 mol.
- 0,9 N nguyên tử H → số mol nguyên tử H = 0,9 mol.
- 1,5 N phân tử $H_{2}$ → số mol phân tử $H_{2}$ = 1,5 mol.
- 0,15 N phân tử $O_{2}$ → số mol phân tử $O_{2}$ = 0,15 mol.
- 0,05N nguyên tử C → số mol nguyên tử C = 0,05 mol.
b) - 24.$10^{23}$ phân tử $H_{2}O$ → số mol phân tử $H_{2}O$ = $\large \frac{24.10^{23}}{6.10^{23}}$ = 4 mol;
- 1,44.$10^{23}$ phân tử $CO_{2}$ → số mol phân tử $CO_{2}$ = $\large \frac{1,44.10^{23}}{6.10^{23}}$ = 0,24 mol
- 0,66.$10^{23}$ phân tử $C_{12}H_{22}O_{11}$ → số mol phân tử $C_{12}H_{22}O_{11}$ = $\large \frac{0,66.10^{23}}{6.10^{23}}$ = 0,11 mol.
3. Hãy xác định khối lượng của những lượng chất sau:
a) 0,01 mol nguyên tử O; 0,01 mol phân tử $O_{2}$ ; 2 mol nguyên tử Cu.
b) 2,25 mol phân tử $H_{2}O$; 0,15 mol phân tử $CO_{2}$.
c) 0,05 mol của mỗi chất sau: NaCl, $H_{2}O$, $C_{12}H_{22}O_{11}$.
Trả lời:
Khối lượng của những lượng chất :
a) – 0,01 mol nguyên tử O có m = 0,01.16 = 0,16g.
- 0,01 mol phân tử $O_{2}$ có m = 0,01.32 = 0,32g.
- 2 mol nguyên tử Cu có m = 2.64 = 128g.
b)- 2,25 mol phân tử $H_{2}O$ có m = 2,25.18 = 40,5g.
- 0,15 mol phân tử $CO_{2}$ có m = 0,15.44 = 6,6g.
c) - Khối lượng của 0,05 mol mỗi chất:
- NaCl có m = 0,05.58,5 = 2,925g.
- $H_{2}O$ có m = 0,05.18 = 0,9g.
- $C_{12}H_{22}O_{11}$ có m = 0,05.342 = 17,1g.
4. Hãy tìm thể tích của những lượng khí sau ở đktc:
a) 0,05 mol phân tử $O_{2}$; 0,15 mol phân tử $H_{2}$; 14 mol phân tử $CO_{2}$.
b) Hỗn hợp khí gồm có: 0,75 mol $CO_{2}$; 0,25 mol $N_{2}$ và 0,5 mol $O_{2}$.
c) 0,02 mol của mỗi chất khí sau: CO, $CO_{2}$, $H_{2}$, $O_{2}$.
Trả lời:
Thể tích của các khí ở đktc :
a) 0,05 mol phân tử $O_{2}$ có V = 22,4. 0,05 = 1,12l.
0,15 mol phân tử $H_{2}$ có V = 22,4.0,15 = 3,36l.
14mol phân tử $CO_{2}$ có V = 22,4.14 = 313,6l.
b) Thể tích của hỗn hợp khí :$V_{hh}$ = 22,4.(0,75 + 0,25 + 0,5) = 33,6l.
c) Ở đktc, 0,02 mol các chất khí đều có thể tích bằng nhau là:
$V_{CO}$ = $V_{CO_{2}}$ = $V_{H_{2}}$ = $V_{O_{2}}$ = 22,4.0,02 = 0,448l.
5. Hãy xác định khối lượng và thể tích khí (đktc) của những lượng chất sau:
a) 0,25 mol của mỗi chất khí sau: $CH_{4}$ (metan), $O_{2}$, $H_{2}$, $CO_{2}$.
b) 12 mol phân tử $H_{2}$; 0,05 mol phân tử $CO_{2}$; 0,01 mol phân tử CO.
c) Hỗn hợp khí gồm có: 0,3 mol $CO_{2}$ và 0,15 mol $O_{2}$.
Trả lời:
Khối lượng và thể tích khí (đktc) của những lượng chất :
a) - Khối lượng của 0,25 mol của mỗi chất khí :
+ $CH_{4}$ (metan) có $m_{CH_{4}}$ = 0,25.16 = 4g; $O_{2}$ có $m_{O_{2}}$ = 0,25.32 = 8g.
+ $H_{2}$ có $m_{H_{2}}$ = 0,25.2 = 0,5g; $CO_{2}$ có $m_{CO_{2}}$ = 0,25.44 = 11g.
- Thể tích khí (đktc) của 0,25 mol mỗi khí:
$V_{CH_{4}}$ = $V_{O_{2}}$ = $V_{H_{2}}$ = $V_{CO_{2}}$ = 22,4.0,25 = 5,6l.
b) - 12 mol phân tử $H_{2}$ có $m_{H_{2}}$ = 12.2 = 24g;
- 0,05 mol phân tử $CO_{2}$ có $m_{CO_{2}}$ = 0,05.44 = 2,2g;
- 0,01 mol phân tử CO có $m_{CO}$ = 0,01.28 = 0,28g.
$V_{H_{2}}$ = 22,4.12 = 268,8l; $V_{CO_{2}}$ = 22,4.0,05 = 1,12l;
$V_{CO}$ = 22,4.0,01 = 0,224l.
c) Hỗn hợp khí gồm có : 0,3 mol $CO_{2}$ và 0,15 mol $O_{2}$.
- Khối lượng của hỗn hợp khí : m = (0,3.44) + (0,15.32) = 18g.
- Thể tích hỗn hợp khí (đktc): $V_{hh}$ = 22,4.(0,3 + 0,15) = 10,08l.