Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Bài 4: Mol và tỉ khối của chất khí chi tiết sách Cánh diều giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn KHTN 8. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập KHTN lớp 8 Bài 4: Mol và tỉ khối của chất khí
Với những vật thể có kích thước và khối lượng đáng kể như viên gạch, quả táo, …, người ta dễ dàng xác định số lượng, khối lượng và thể tích của chúng bằng cách đếm, cân, đo, … Nhưng với những hạt có kích thước vô cùng nhỏ bé như nguyên tử, phân tử rất khó có thể cân và đếm được chúng.
Vậy làm thế nào để có thể xác định một cách thuận lợi số nguyên tử, phân tử và khối lượng, thể tích của chúng khi tham gia và tạo thành trong các phản ứng hoá học?
Trả lời:
- Yêu cầu đếm số lượng viên gạch có thể thực hiện được do viên gạch có kích thước cụ thể và đáng kể, có thể dễ dàng xác định được số lượng.
- Để xác định một cách thuận lợi số nguyên tử, phân tử và khối lượng, thể tích của chúng khi tham gia và tạo thành trong các phản ứng hoá học ta dùng khái niệm mol.
I. Khái niệm mol
Câu hỏi 1 trang 27 KHTN lớp 8: Xác định số nguyên tử có trong:
a) 2 mol nguyên tử nhôm (aluminium).
b) 1,5 mol nguyên tử carbon.
Trả lời:
Áp dụng: Mol là lượng chất có chứa 6,022 × 1023 hạt vi mô (nguyên tử, phân tử, …) của chất đó.
a) Số nguyên tử có trong 2 mol nguyên tử nhôm (aluminium):
2 × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1024 (nguyên tử).
b) Số nguyên tử có trong 1,5 mol nguyên tử carbon:
1,5 × 6,022 × 1023 = 9,033 × 1023 (nguyên tử).
Trả lời:
- 3 mol phân tử nước chứa số phân tử nước là:
3 × 6,022 × 1023 = 1,8066 × 1024 (phân tử).
- Cứ 1 phân tử nước chứa 2 nguyên tử hydrogen và 1 nguyên tử oxygen.
Vậy 3 mol phân tử nước chứa:
+ Số nguyên tử hydrogen là: 2 × 1,8066 × 1024 = 3,6132 × 1024 (nguyên tử).
+ Số nguyên tử oxygen là: 1 × 1,8066 × 1024 = 1,8066 × 1024 (nguyên tử).
II. Khối lượng mol
Trả lời:
- Khối lượng của 1 mol nguyên tử đồng là 64 gam.
- Khối lượng 1 mol phân tử sodium chloride là 58,5 gam.
Trả lời:
Dựa vào bảng tuần hoàn:
- Khối lượng mol nguyên tử hydrogen là: 1,008 gam/ mol.
- Khối lượng mol nguyên tử nitơ (nitrogen) là: 14,01 gam/ mol.
- Khối lượng mol nguyên tử magnesium là: 24,31 gam/ mol.
Luyện tập 2 trang 28 KHTN lớp 8: Tính khối lượng mol phân tử khí oxygen và khí carbon dioxide.
Trả lời:
Áp dụng: Khối lượng mol phân tử của một chất có cùng trị số với khối lượng phân tử chất đó tính theo đơn vị amu.
Vậy:
Khối lượng mol phân tử khí oxygen là: 16 × 2 = 32 (gam/ mol).
Khối lượng mol phân tử khí carbon dioxide là: 12 + 16 × 2 = 44 (gam/ mol).
Trả lời:
Ta có: 1 amu = 1,6605 × 10-24 gam.
Với một nguyên tử/ phân tử có khối lượng là M (amu), ta có khối lượng mol nguyên tử/ phân tử đó là: M × 1,6605 × 10-24 × 6,022 × 1023 ≈ M (gam/ mol).
Vậy ta có điều cần chứng minh.
III. Chuyển đổi giữa số mol chất và khối lượng
Luyện tập 3 trang 29 KHTN lớp 8: Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau:
Chất |
Số mol (n) (mol) |
Khối lượng mol (M) (g/mol) |
Khối lượng (m) (gam) |
Cách tính |
Nhôm |
0,2 |
27 |
5,4 |
mAl = 0,2 × 27 = 5,4 (gam) |
Nước |
2 |
? |
? |
? |
Khí oxygen |
? |
? |
16 |
? |
Khí nitơ |
? |
? |
28 |
? |
Sodium chloride |
0,4 |
? |
? |
? |
Magnesium |
? |
? |
12 |
? |
Trả lời:
Áp dụng các công thức:
Chất |
Số mol (n) (mol) |
Khối lượng mol (M) (g/mol) |
Khối lượng (m) (gam) |
Cách tính |
Nhôm |
0,2 |
27 |
5,4 |
mAl = 0,2 × 27 = 5,4 (gam) |
Nước |
2 |
18 |
36 |
|
Khí oxygen |
0,5 |
32 |
16 |
|
Khí nitơ |
1 |
28 |
28 |
|
Sodium chloride |
0,4 |
58,5 |
23,4 |
MNaCl = 23 + 35,5 = 58,5 (g/mol) mNaCl = 0,4 × 58,5 = 23,4 (gam) |
Magnesium |
0,5 |
24 |
12 |
MMg = 24 (gam/ mol)
|
IV. Thể tích mol của chất khí
Trả lời:
Ở điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và nhiệt độ 25 oC), thể tích 1 mol khí là 24,79 lít.
V. Chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích chất khí
Luyện tập 4 trang 30 KHTN lớp 8: Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau:
Chất |
Các đại lượng (đơn vị) |
|||
M (g/mol) |
n (mol) |
m (g) |
V (l) (đkc) |
|
CO2 |
? |
? |
17,6 |
? |
N2 |
? |
? |
? |
4,958 |
H2 |
? |
0,5 |
? |
? |
Trả lời:
Áp dụng các công thức:
Chất |
Các đại lượng (đơn vị) |
|||
M (g/mol) |
n (mol) |
m (g) |
V (l) (đkc) |
|
CO2 |
44 |
0,4 |
17,6 |
9,916 |
N2 |
28 |
0,2 |
5,6 |
4,958 |
H2 |
2 |
0,5 |
1 |
12,395 |
VI. Tỉ khối của chất khí
Trả lời:
Để so sánh khí N2 nặng hơn khí H2 bao nhiêu lần (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) mà không dùng cân người ta so sánh khối lượng mol của hai khí đó.
Cụ thể: . Vậy ở điều kiện chuẩn khí N2 nặng hơn khí H2 là 14 lần.
Câu hỏi 6 trang 30 KHTN lớp 8: Làm thế nào để biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B?
Trả lời:
Để so sánh khí A nặng hay nhẹ hơn khí B, người ta so sánh khối lượng của cùng một thể tích khí A và khí B trong dùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Trả lời:
Khi thả ba quả bóng bay vào không khí chỉ có quả bóng bay chứa khí H2 là bay được lên, còn quả bóng chứa khí O2 và quả bóng chứa khí CO2 đều rơi xuống mặt đất. Do khí H2 nhẹ hơn không khí còn khí O2 và khí CO2 đều nặng hơn không khí.
Lý thuyết KHTN 8 Bài 4: Mol và tỉ khối của chất khí
I. Khái niệm mol
Mol là lượng chất có chứa 6,022 × 1023 hạt vi mô (nguyên tử, phân tử, …) của chất đó.
Số 6,022 × 1023 được gọi là hằng số Avogadro, kí hiệu là N.
Ví dụ:
1 mol nguyên tử copper (Cu) là lượng copper có 6,022 × 1023 nguyên tử Cu.
1 mol phân tử nước (H2O) là lượng nước có chứa 6,022 × 1023 phân tử H2O.
II. Khối lượng mol
Khối lượng mol (kí hiệu là M) của một chất là khối lượng tính bằng gam của N nguyên tử hoặc phân tử chất đó.
Đơn vị khối lượng mol là gam/mol.
Khối lượng mol nguyên tử hay phân tử của một chất có cùng trị số với khối lượng nguyên tử hay phân tử chất đó tính theo đơn vị amu.
Ví dụ:
+ Khối lượng nguyên tử oxygen là 16 amu, khối lượng mol nguyên tử của oxygen là 16 gam/mol.
+ Khối lượng phân tử nước là 18 amu, khối lượng mol phân tử của nước là 18 gam/mol.
III. Chuyển đổi giữa số mol chất và khối lượng
Nếu đặt n là số mol chất, M là khối lượng mol của chất và m là khối lượng chất, ta có công thức:
Ví dụ:
Đốt cháy hoàn toàn 6 gam carbon trong khí oxygen. Tính số mol carbon đã bị đốt cháy, biết khối lượng mol của carbon là 12 gam/ mol.
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol carbon cần tìm là n mol.
Ta có: 1 mol carbon nặng 12 gam, n mol carbon nặng 6 gam.
Vậy n =
IV. Thể tích mol của chất khí
Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N phân tử của chất khí đó.
Các nhà khoa học đã xác định được: Một mol của bất kì chất khí nào cũng chứa những thể tích bằng nhau khi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Như vậy, những chất khí khác nhau luôn có thể tích mol bằng nhau (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) dù khối lượng mol của chúng có thể không bằng nhau.
Thể tích mol của một số khí ở 25oC, 1 bar
V. Chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích khí
Nếu đặt n là số mol chất khí, V là thể tích chất khí ở điều kiện chuẩn thì ta có biểu thức:
V = 24,79 × n (lít) ⇒
VI. Tỉ khối của chất khí
- Để so sánh khí A nặng hay nhẹ hơn khí B, người ta so sánh khối lượng của cùng một thể tích khí A và khí B trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Tỉ khối của khí A so với khí B là tỉ số giữa khối lượng mol của khí A và khối lượng mol của khí B.
Tỉ khối của khí A so với khí B được kí hiệu là dA/B và được tính bằng biểu thức:
Tỉ khối của khí A so với khí B cho biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B bao nhiêu lần.
- Để biết khí X nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần, ta so sánh khối lượng mol của khí X (MX) với khối lượng của 1 mol không khí.
Khối lượng mol trung bình của không khí xấp xỉ 29 gam/mol.
DX/ không khí =
Video bài giảng KHTN 8 Bài 4: Mol và tỉ khối của chất khí - Cánh diều
Xem thêm các bài giải SGK Khoa học tự nhiên lớp 8 Cánh diều hay, chi tiết khác: