Trong tính toán hóa học, chúng ta sẽ phải thường xuyên chuyển đổi giữa khối lượng thể tích và lượng chất khí thành số mol chất hoặc ngược lại. Bài viết tổng hợp dưới đây của Monkey sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nội dung này cũng như vận dụng công thức để giải các dạng bài tập liên quan. Bài học chuyển đổi giữa khối lượng thể tích và lượng chất thuộc chương 3: Mol và tính toán hóa học [Sách giáo khoa Hóa học 8, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam]. Bài học cung cấp những kiến thức cơ bản, công thức hóa học để: Chuyển đổi giữa lượng chất và khối lượng chất. Chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích chất khí.Chuyển đổi giữa khối lượng thể tích và lượng chất là gì?
Công thức chuyển đổi giữa lượng chất và khối lượng chất
Trước khi đi đến kết luận về công thức chuyển đổi giữa lượng chất và khối lượng chất ta cùng phân tích một ví dụ đơn giản sau:
Tính 0.5 mol CO2 có khối lượng là bao nhiêu gam biết khối lượng mol của CO2 là 44g/mol.
Ta có: khối lượng của 0.5 mol CO2 [mCO2] là:
mCO2 = 44 x 0.5 = 22 [g].
Nếu đặt n là số mol chất; M là khối lượng mol của chất và m là khối lượng chất ta có công thức chuyển đổi như sau:
M = n x M [g] => n = m/M [mol]; M = m/n [g/mol]
Kết luận công thức chuyển đổi giữa lượng chất [n] và khối lượng chất [m]:
n= m/M [mol]
Công thức chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích chất khí như thế nào?
Ngoài công thức chuyển đổi giữa lượng chất và khối lượng chất, bài học này còn giúp bạn biết và áp dụng được công thức chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn.
Công thức này được phát biểu như sau: Nếu đặt n là số mol chất khí, V là thể tích chất khí [trong điều kiện tiêu chuẩn], ta có công thức chuyển đổi:
V = 22,4 x n => n = V/22.4 [mol]
Phương pháp giải một số bài tập về sự chuyển đổi giữa khối lượng thể tích và lượng chất
Từ các công thức chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và chất khí ta có thể áp dụng để tính toán số mol chất/ chất khí với các dạng bài tập:
Dạng bài tập số 1: Chuyển đổi số mol [n] và khối lượng [m]
Để làm tốt dạng bài tập này, chúng ta cần nhớ công thức
n = m : M
Trong đó: n [số mol]; m [Khối lượng]; M [Khối lượng mol]
Áp dụng: 1/ Tính khối lượng của 14g Fe và 30 g Mg
2/ Tính tổng số mol có trong hỗn hợp khí: 0.22 gam CO2; 0.02 gam H2; 0.28 gam N2
Gợi ý đáp án:
1/ Dựa vào công thức n = m : M ta có: n Fe = 14 : 56 = 0.25 mol; n Mg = 30 : 24 = 1.25 mol
2/ n CO2 = m : M = 0.22 : 44 = 0.005 mol; n H2 = 0.02 : 2 = 0.01 mol; n N2 = 0.28 : 28 = 0.01 mol
Dạng bài tập số 2: Bài toán về sự chuyển đối giữa số mol [n] và thể tích [V]
Để làm được tốt các dạng bài tập này chúng ta cần chú ý đến công thức xét khí ở điều kiện tiêu chuẩn: n = V/ 22.4 [mol].
Trong đó: n là số mol; V là thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn [đktc].
Áp dụng: Thể tích của hỗn hợp khí gồm 0.25 mol cacbon dioxit CO2 và 0.1 mol khí oxi [O2] ở điều kiện tiêu chuẩn là bao nhiêu?
Gợi ý đáp án: Dựa vào công thức tính n = V/ 22.4 => V = n x 22.4 = [0.25 + 0.1] x 22.4 = 7.84 lít.
Xem thêm: Mol là gì? Khối lượng Mol là gì? Tìm hiểu chi tiết A-Z
Bài tập áp dụng chuyển đổi giữa khối lượng thể tích và lượng chất
Trên đây là những thông tin cơ bản và phương pháp giải 2 dạng bài tập phổ biến về chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và lượng chất. Những câu hỏi ôn tập kiến thức lý thuyết và bài tập thực hành dưới đây được Monkey tổng hợp thêm từ Sách giáo khoa Hóa học 8 sẽ giúp bạn nắm vững bài hơn.
Bài tập 1: Ôn tập kiến thức lý thuyết
Kết luận nào đúng?
Nếu hai chất khí khác nhau mà có thể tích bằng nhau [đo cùng nhiệt độ và áp suất] thì:
A. Chúng có cùng số mol chất.
B. Chúng có cùng khối lượng.
C. Chúng có cùng số phân tử.
D. Không có kết luận được điều gì cả.
Gợi ý đáp án:
Đáp án đúng là A và C.
Giải thích: Theo công thức chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích của chất khí ta có V = n. 22,4 => 2 chất khí có cùng V sẽ có cùng số mol chất. Như vậy, A là đáp án đúng.
Bên cạnh đó, 1 mol chứa 6.1023 nguyên tử hoặc phân tử nên cùng số mol sẽ có số phân tử như nhau. Vậy C cũng là đáp án đúng.
Bài 2: Áp dụng công thức chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và chất khí để tính
a/ Số mol của 28g Fe; 64g Cu và 5.4g Al.
b/ Thể tích khí [đktc] của 0.175 mol CO2; 1.25 mol H2; 3 mol N2.
c/ Số mol và thể tích của hỗn hợp khí [dktc] gồm có 0.44g CO2 0.04g H2 và 0.56g N2.
Gợi ý đáp án:
a/ Dựa vào công thức tính n = m/ M ta có:
n Fe = 28/56 = 0.5 mol; n Cu = 64/64 = 1 mol; n Al = 5.4/ 27 = 0.2 mol
b/ Dựa vào công thức V = n x 22.4 ta có:
V CO2 = 0.175 x 22.4 = 3.92 lít; V H2 = 22.4 x 1.25 = 28 lít; V N2 = 22.4 x 3 = 67.2 lít;
c/ Số mol hỗn hợp khí bằng tổng số mol khí CO2, H2 và N2
= [0.44/44] + [0.04/2] + [0.56/28] = 0.01 + 0.02 + 0.02 = 0.05 mol;
Thể tích của hỗn hợp khí được xác định bằng tổng số mol chất khí nhân với 22.4 = [0.01 + 0.02 + 0.02] x 22.4 = 1.12 lít.
Trên đây là toàn bộ kiến thức liên quan đến sự chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và lượng chất cùng bài tập áp dụng. Chúc bạn ôn tập hiệu quả và đạt kết quả cao trong học tập và đừng quên ghé đọc Website Monkey thường xuyên để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức môn học hữu ích khác nhé!
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Hóa Học 8 – Bài 19: Chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và lượng chất giúp HS giải bài tập, cung cấp cho các em một hệ thống kiến thức và hình thành thói quen học tập làm việc khoa học, làm nền tảng cho việc phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động:
Nếu hai chất khí khác nhau mà có thể tích bằng nhau [đo cùng nhiệt độ và áp suất] thì:
a] Chúng có cùng số mol chất.
b] Chúng có cùng khối lượng.
c] Chúng có cùng số phân tử.
d] Không có kết luận được điều gì cả.
Lời giải:
Chọn đáp án đúng: a] và c]
Vì V = n. 22,4 nên 2 chất khí có cùng V sẽ có cùng số mol chất ⇒ a đúng
1 mol chứa 6.1023 nguyên tử hoặc phân tử nên cùng số mol sẽ có cùng số phân tử ⇒ c đúng
Khối lượng m = M.n phụ thuộc vào phân tử khối và nguyên tử khối ⇒ b sai
Thể tích mol của chất khí phụ thuộc vào:
a] Nhiệt độ của chất khí.
b] Khối lượng mol của chất khí.
c] Bản chất của chất khí.
d] Áp suất của chất khí.
Lời giải:
Chọn đáp án: a] và d].
Ở điều kiện tiêu chuẩn [0°, 1atm] 1 mol khí có thể tích là 22,4l
Ở đk thường [20°, 1atm] 1 mol khí có thể tích là 24l
⇒ V phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất ⇒ a, d đúng
Với mọi chất khí ở đktc ta có V = n.22,4 ⇒ V không phụ thuộc vào khối lượng mol của chất khí và bản chất của chất khí ⇒ b,c sai.
a] Số mol của : 28g Fe 64g Cu 5,4g Al.
b] Thể tích khí [đktc] của 0,175 mol CO2; 1,25 mol H2; 3 mol N2.
c] Số mol và thể tích của hỗn hợp khí [dktc] gồm có 0,44g CO2 0,04g H2 và 0,56g N2.
Lời giải:
a]
b] VCO2 = 22,4 .0,175 = 3,92l.
VH2 = 22,4 .1,25 = 28l.
VN2 = 22,4.3 = 67,2l.
c] Số mol của hỗn hợp khí bằng tổng số mol của từng khí.
nhh = nCO2 + nH2 + nN2 = 0,01 + 0,02 + 0,02 = 0,05 mol
Vhh khí = [0,01 + 0,02 + 0,02] . 22,4 = 1,12l.
a] 0,5 mol nguyên tử N; 0,01 mol nguyên tử Cl; 3 mol nguyên tử O;
b] 0,5 mol phân tử N2; 0,10 mol phân tử Cl2 ; 3 mol phân tử O2
c] 0,1 mol Fe ; 2,15 mol Cu, 0,8 mol H2SO4 ; 0,5 mol CuSO4
Lời giải:
a] mN = 0,5 .14 = 7g.
mCl = 0,1 .35.5 = 3.55g
mO = 3.16 = 48g.
b] mN2 = 0,5 .28 = 14g.
mCl2 = 0,1 .71 = 7,1g
mO2 = 3.32 =96g
c] mFe = 0,1 .56 =5,6g mCu = 2,15.64 = 137,6g
mH2SO4 = 0,8.98 = 78,4g.
mCuSO4 = 0,5 .160 = 80g
Lời giải:
Thể tích của hỗn hợp khí ở 20°C và 1atm
Vhh = 24.[nO2 + nCO2] = 24.[3,125 + 2,273] = 129,552 l.
Lời giải:
Sơ đồ biểu thị về tỉ lệ thể tích cúa các khí.
Tỉ lệ số mol các chất khí cũng chính là tỉ lệ về thể tích các khí nên thể tích khí VCO2 > VH2 > VO2 > VN2.