Tìm thể tích ở 25 °C, 1 bar của 1,5 mol CH4; 42 gam N2; 3,011.10^22 phân tử khí

Ở 25 °C, 1 bar, 1 mol bất kì chất khí nào cũng chiếm 24,79 lít. Vì vậy: a) 1,5 mol CH4 có V = 1,5 × 24,79 = 37,185 lít; b) 42 g N2 là 1,5 mol nên V = 37,185 lít; c) 3,011.1022 phân tử khí là 0,05 mol nên V = 1,2395 lít (≈ 1,24 lít).

Tính thể tích khí ở 25 °C, 1 bar: 1,5 mol CH4, 42 g N2

Trả lời nhanh

Ở 25 °C, 1 bar, 1 mol bất kì chất khí nào cũng chiếm 24,79 lít. Vì vậy: a) 1,5 mol CH₄ có V = 1,5 × 24,79 = 37,185 lít; b) 42 g N₂ là 1,5 mol nên V = 37,185 lít; c) 3,011.10²² phân tử khí là 0,05 mol nên V = 1,2395 lít (≈ 1,24 lít).

Đề bài

Tìm thể tích ở 25 °C, 1 bar của những lượng khí sau:

a) 1,5 mol khí CH₄;
b) 42 gam khí N₂;
c) 3,011.10²² phân tử khí (thường gặp là khí H₂).

Kiến thức cần nhớ

Thể tích mol của chất khí ở 25 °C, 1 bar là 24,79 L/mol.
Công thức: V = n × 24,79 (V tính bằng lít, n tính bằng mol).
Đổi khối lượng sang mol: n = m : M.
Đổi số phân tử sang mol: n = N : (6,022.10²³).

Điểm mấu chốt: thể tích chất khí chỉ phụ thuộc số mol (cùng nhiệt độ và áp suất), không phụ thuộc loại khí. Vì thế bước nào cũng quy về tìm n trước.

Lời giải chi tiết

a) 1,5 mol khí CH₄

Đề đã cho sẵn số mol nên thay thẳng vào công thức:

V = 1,5 × 24,79 = 37,185 lít.

b) 42 gam khí N₂

Khối lượng mol: M(N₂) = 14 × 2 = 28 g/mol.
Số mol: n = 42 : 28 = 1,5 mol.
Thể tích: V = 1,5 × 24,79 = 37,185 lít.

Nhận xét thú vị: 42 g N₂ và 1,5 mol CH₄ có cùng số mol nên chiếm thể tích bằng nhau, dù khối lượng hai khí khác nhau (1,5 mol CH₄ nặng 24 g).

c) 3,011.10²² phân tử khí

Số mol: n = 3,011.10²² : 6,022.10²³ = 0,05 mol.
Thể tích: V = 0,05 × 24,79 = 1,2395 lít ≈ 1,24 lít.

Dù đề ghi khí H₂ hay khí khác, kết quả vẫn như nhau vì chỉ cần số phân tử.

Bảng tổng hợp

Câu	Dữ kiện	Số mol (mol)	Thể tích (lít)
a	1,5 mol CH₄	1,5	37,185
b	42 g N₂	1,5	37,185
c	3,011.10²² phân tử	0,05	1,2395

Lỗi sai thường gặp

Dùng nhầm 22,4 L/mol: đó là giá trị ở điều kiện chuẩn (0 °C, 1 atm), không phải 25 °C, 1 bar.
Lấy khối lượng nhân thẳng với 24,79 mà quên đổi sang mol.
Tính M(N₂) = 14 thay vì 28 vì quên N₂ gồm hai nguyên tử.
Sai lũy thừa khi chia 10²² cho 10²³: kết quả là 0,1 lần, nên 3,011 : 6,022 × 0,1 = 0,05.

Mẹo nhớ

Chuỗi quy đổi: khối lượng (hoặc số phân tử) → mol → thể tích. Cứ đưa về mol rồi nhân 24,79 là xong.

Bài luyện tập

Tính thể tích ở 25 °C, 1 bar của 0,25 mol khí O₂.
Đáp án: 0,25 × 24,79 = 6,1975 lít.
Tính thể tích của 11 g khí CO₂ ở cùng điều kiện (M = 44 g/mol).
Đáp án: n = 11 : 44 = 0,25 mol; V = 6,1975 lít.
Tính thể tích của 8 g khí CH₄ (M = 16 g/mol) ở cùng điều kiện.
Đáp án: n = 0,5 mol; V = 12,395 lít.

Câu hỏi thường gặp

Thể tích mol của chất khí ở 25 °C, 1 bar là bao nhiêu?

Là 24,79 lít/mol. Nghĩa là 1 mol của bất kì chất khí nào ở 25 °C, 1 bar đều chiếm thể tích 24,79 lít.

Công thức tính thể tích khí ở 25 °C, 1 bar?

V = n × 24,79, trong đó V tính bằng lít và n là số mol khí. Nếu đề cho khối lượng hoặc số phân tử thì đổi sang mol trước.

Vì sao 22,4 lít và 24,79 lít khác nhau?

22,4 lít/mol ứng với điều kiện chuẩn 0 °C, 1 atm, còn 24,79 lít/mol ứng với 25 °C, 1 bar. Nhiệt độ cao hơn nên khí giãn nở và chiếm thể tích lớn hơn.

Cách đổi số phân tử sang số mol?

Lấy số phân tử chia cho số Avogadro 6,022.10^23. Ví dụ 3,011.10^22 phân tử ứng với 0,05 mol.