§19. SỰ CHUYỂN ĐỔI GIỮA KHỐI LƯỢNG, THỂ TÍCH VÀ LƯỢNG CHẤT
A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Chuyển đổi giữa lượng chất (số mol) và khối lượng chất:
Đặt n là số mol chất; M là khối lượng mol chất; m là khối lượng chất:
m = n.M(g) hay n = $\large \frac{m}{M}$ (mol), M = $\large \frac{m}{n}$ (g)
2. Chuyển đổi giữa lượng chất (số mol n) và thể tích chất khí V (đktc):
V = 22,4.n hay n = $\large \frac{V}{22,4}$ (mol)
Trong đó: - n: số mol chất khí (mol).
- V: thể tích chất khí (đktc).
B. BÀI GIẢI CHI TIẾT CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Hãy cho biết số mol của những khối lượng chất sau:
a) 4g cacbon ; 62g photpho ; 42g sắt.
b) 3,6g nước ; 95,48g khí cacbonic ; 14,625g muối ăn.
Trả lời:
Số mol của những lượng chất sau:
a) $n_{C}$ = $\large \frac{4}{12}$ = 0,33 mol; $n_{P}$ = $\large \frac{62}{31}$ = 2 mol; $n_{Fe}$ = $\large \frac{42}{56}$ = 0,75 mol;
b) $n_{H_{2}O}$ = $\large \frac{3,6}{18}$ = 0,2 mol; $n_{CO_{2}}$ = $\large \frac{95,48}{44}$ = 2,17 mol; $n_{NaCl}$ = $\large \frac{14,625}{58,5}$ = 0,25 mol.
2. Hãy tìm thể tích khí ở đktc của :
- 0,25 mol $CO_{2}$ ; - 0,25 mol $O_{2}$;
- 21g $N_{2}$; - 8,8g $CO_{2}$;
- 9.$10^{23}$ phân tử $H_{2}$ ; - 0,3.$10^{23}$ phân tử CO.
Trả lời:
Thể tích các lượng khí ở đktc:
– 0,25 mol $CO_{2}$ có thể tích là $V_{CO_{2}}$ = 22,4.0,25 = 5,6l.
– 0,25 mol $O_{2}$ có thể tích là $V_{O_{2}}$ = 0,25.22,4 = 5,6l.
– 21g $N_{2}$ có số mol là $n_{N_{2}}$ = $\large \frac{21}{28}$ = 0,75 mol
và có thể tích là $V_{N_{2}}$ = 22,4.0,75 = 16,8l.
– 8,8g $CO_{2}$ có số mol là $n_{CO_{2}}$ = $\large \frac{8,8}{44}$ = 0,2 mol
và thể tích là $V_{CO_{2}}$ = 22,4. 0,2 = 4,48l.
- 9.$10^{23}$ phân tử $H_{2}$ có số mol là $n_{H_{2}}$ = $\large \frac{9.10^{23}}{6.10^{23}}$ = 1,5 mol và có thể tích là $V_{H_{2}}$ = 22,4.1,5 = 33,6l.
– 0,3.$10^{23}$ phân tử CO có số mol là $n_{CO}$ = $\large \frac{0,3.10^{23}}{6.10^{23}}$ = 0,05 mol và có thể tích là $V_{CO}$ = 22,4.0,05 = 1,12l.
3. Vẽ biểu đồ là những hình chữ nhật để so sánh thể tích những khí sau ở đktc:
a) 1g khí hiđro ; b) 24g khí oxi ;
c) 28g khí nitơ ; d) 88g khí cacbonic.
Trả lời:
Ta chuyển đổi khối lượng của những khi đã cho thành số mol phân tử khí:
a) 1g khí hiđro có số mol: $n_{H_{2}}$ = $\large \frac{1}{2}$ = 0,5 mol;
b) 24g khí oxi có số mol: $n_{O_{2}}$ = $\large \frac{24}{32}$ = 0,75 mol;
c) 28g khí nitơ có số mol: $n_{N_{2}}$ = $\large \frac{28}{28}$ = 1 mol;
d) 88g khí cacbonic có số mol: $n_{CO_{2}}$ = $\large \frac{88}{44}$ = 2 mol.
Sau đó vẽ những hình chữ nhật tượng trưng cho số mol các chất khí.
Chú ý: Vẽ đúng tỉ lệ theo số mol các chất khí, ta được biểu đồ dưới.
4. Hãy cho biết:
a) Số mol và số nguyên tử của: 28g sắt (Fe); 6,4g đồng (Cu); 9g nhôm (Al).
b) Khối lượng và thể tích khí (đktc)của : 2mol $H_{2}$; 1,5mol $O_{2}$; 1,15mol $CO_{2}$; 1,15mol $CH_{4}$.
Trả lời:
a) - 28g Fe có số mol là $\large \frac{28}{56}$ = 0,5mol và số nguyên tử là:
$N_{Fe}$ = 0,5.6.$10^{23}$ = 3.$10^{23}$ nguyên tử (hoặc 0,5N nguyên tử).
- 6,4g Cu có số mol là $\large \frac{6,4}{64}$ = 0,1 mol và số nguyên tử là:
$N_{Cu}$ = 0,1.6.$10^{23}$ = 0,6.$10^{23}$ nguyên tử (hoặc 0,1N nguyên tử).
- 9g Al có số mol là $\large \frac{9}{27}$ = $\large \frac{1}{3}$ mol và số nguyên tử là:
$N_{Al}$ = $\large \frac{1}{3}$.6.$10^{23}$ = 2.$10^{23}$ nguyên tử (hoặc $\large \frac{N}{3}$ nguyên tử).
b) Khối lượng và thể tích khí (đktc) của:
- 2mol $H_{2}$ có m = 2.2 = 4g; V = 22,4.2 = 44,8l.
- 1,5mol $O_{2}$ có m = 1,5.32 = 48g; V = 22,4.1,5 = 33,6l.
- 1,15mol $CO_{2}$ có m = 1,15.44 = 50,6g; V = 22,4.1,15 = 25,76l.
- 1,15 mol $CH_{4}$ có m = 1,15.16 = 18,4g; V = 22,4.1,15 = 25,76l.
5.Hãy tìm khối lượng của những đơn chất và hợp chất sau: $CO_{2}$, $H_{2}O$, $N_{2}$, $O_{2}$, $H_{2}$, NaCl để cùng có số phân tử bằng nhau là 0,6.$10^{23}$.
Trả lời:
Một mol chất chứa 6. $10^{23}$ nguyên tử (hoặc phân tử), suy ra 0,6.$10^{23}$ phân tử các chất có trong 0,1 mol chất. Vậy khối lượng các chất là:
$m_{CO_{2}}$ = 0,1.44 = 4,4g ; $m_{H_{2}O}$ = 0,1.18 = 1,8g; $m_{N_{2}}$ = 0,1.28 = 2,8g;
$m_{O_{2}}$ = 0,1.32 = 3,2g; $m_{H_{2}}$ = 0,1.2 = 0,2g ; $m_{NaCl}$ = 0,1.58,5 = 5,85g.
6. Phải lấy bao nhiêu gam của mỗi chất khí sau để chúng cũng có thể tích khí là 5,6 lít ở đktc:
a) $CO_{2}$
b) $CH_{4}$
c) $O_{2}$
d) $N_{2}$
Trả lời:
Ta có: số mol của 5,6 lít khí ở đktc là: n = $\large \frac{5,6}{22,4}$ = 0,25mol.
Để có thể tích các khí đều bằng nhau là 5,6 lít (đktc) ta phải lấy 0,25mol của mỗi chất khí. Chúng có khối lượng là:
$m_{CO_{2}}$ = 0,25.44 = 11g; $m_{CH_{4}}$ = 0,25.16 = 4g; $m_{O_{2}}$ = 0,25.32 = 8g;
$m_{N_{2}}$ = 0,25.28 = 7g; $m_{Cl_{2}}$ = 0,25.71 = 17,75g.