Trả lời nhanh
Đáp án C. O2. Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, khí nào có khối lượng mol nhỏ hơn thì nhẹ hơn. Trong bốn khí đã cho, O2 có M = 32 g/mol, nhỏ hơn H2S (34), CO2 (44) và SO2 (64). Còn nếu hỏi khí nhẹ nhất trong tất cả các khí thì đó là hiđro (H2, M = 2).
Đề bài
Chất khí nào nhẹ nhất trong các chất khí sau?
- A. CO2
- B. SO2
- C. O2
- D. H2S
Cách giải: so sánh khối lượng mol
Một mol bất kì chất khí nào, ở cùng điều kiện, đều chiếm thể tích như nhau (ở đktc là 22,4 lít). Vì vậy khí nào có khối lượng mol lớn hơn thì cùng thể tích sẽ nặng hơn. Muốn biết khí nào nhẹ nhất, ta chỉ cần tính khối lượng mol rồi so sánh.
| Khí | Cách tính M | M (g/mol) | Tỉ khối so với không khí (M/29) |
|---|---|---|---|
| CO2 | 12 + 16×2 | 44 | ≈ 1,52 |
| SO2 | 32 + 16×2 | 64 | ≈ 2,21 |
| O2 | 16×2 | 32 | ≈ 1,10 |
| H2S | 1×2 + 32 | 34 | ≈ 1,17 |
Thứ tự từ nhẹ đến nặng: O2 (32) < H2S (34) < CO2 (44) < SO2 (64). Vậy O2 nhẹ nhất, chọn C.
Loại trừ từng phương án
- A. CO2: M = 44, nặng hơn O2 khoảng 1,4 lần nên không phải khí nhẹ nhất.
- B. SO2: M = 64, nặng nhất trong bốn khí (gấp đôi O2).
- D. H2S: M = 34, chỉ nặng hơn O2 một chút (34 so với 32) nên dễ nhầm, nhưng vẫn nặng hơn.
- C. O2: M = 32, nhỏ nhất → đúng.
Khí nhẹ nhất trong tất cả các khí là khí nào?
Nếu câu hỏi không giới hạn bốn phương án thì đáp án là hiđro (H2) với M = 2 g/mol, tỉ khối so với không khí khoảng 2/29 ≈ 0,07. Khí đứng thứ hai là heli (He, M = 4), nhẹ hơn không khí khoảng 7 lần. Đó là lý do khinh khí cầu và bóng bay có thể bay lên khi bơm H2 hoặc He.
| Khí | M (g/mol) | So với không khí |
|---|---|---|
| H2 | 2 | nhẹ hơn rất nhiều |
| He | 4 | nhẹ hơn |
| CH4 | 16 | nhẹ hơn |
| NH3 | 17 | nhẹ hơn |
| N2 | 28 | nhẹ hơn một chút |
| O2 | 32 | nặng hơn một chút |
Mốc cần nhớ: khí có M < 29 thì nhẹ hơn không khí, M > 29 thì nặng hơn không khí.
Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Mẹo: tính nhanh M bằng cách cộng nguyên tử khối: H = 1, C = 12, O = 16, S = 32. Khí chứa lưu huỳnh thường nặng, khí chỉ chứa H hoặc C nhẹ.
- Lỗi 1: so sánh theo số nguyên tử trong phân tử. SO2, CO2 có 3 nguyên tử, O2 có 2 nguyên tử nhưng điều quyết định là tổng khối lượng, không phải số nguyên tử.
- Lỗi 2: quên nhân chỉ số, ví dụ tính M của O2 là 16 thay vì 32.
- Lỗi 3: nhầm “nhẹ hơn không khí” với “nhẹ nhất”. O2 (M = 32) vẫn nặng hơn không khí (M ≈ 29) nhưng lại nhẹ nhất trong nhóm bốn khí này.
Bài luyện tập
- Trong các khí N2, Cl2, CH4, SO3, khí nào nhẹ nhất?
Đáp án: CH4 (M = 16; N2 = 28; Cl2 = 71; SO3 = 80). - Tính tỉ khối của H2S so với H2.
Đáp án: d = 34/2 = 17, tức H2S nặng gấp 17 lần H2. - Khí NH3 có nhẹ hơn không khí không? Vì sao?
Đáp án: Có, vì d = 17/29 ≈ 0,59 < 1. Vì vậy khi thu NH3 bằng cách đẩy không khí phải úp ngược bình.
Câu hỏi thường gặp
Trong các khí CO2, SO2, O2, H2S khí nào nhẹ nhất?
Khí O2 nhẹ nhất vì có khối lượng mol nhỏ nhất là 32 g/mol, trong khi H2S là 34, CO2 là 44 và SO2 là 64.
Khí nào nhẹ nhất trong tất cả các khí?
Hiđro (H2) là khí nhẹ nhất với khối lượng mol 2 g/mol, nhẹ hơn không khí khoảng 14,5 lần. Sau đó đến heli (He, M = 4).
Làm sao biết một khí nặng hay nhẹ hơn không khí?
Tính tỉ khối d = M/29. Nếu d nhỏ hơn 1 thì khí nhẹ hơn không khí, lớn hơn 1 thì nặng hơn không khí.
Vì sao khinh khí cầu dùng H2 hoặc He?
Hai khí này có khối lượng mol rất nhỏ (2 và 4), nhẹ hơn nhiều so với không khí nên tạo lực nâng giúp khinh khí cầu bay lên. Heli an toàn hơn vì không cháy.