Giải KHTN 8 Bài 5 (Chân trời sáng tạo): Mol và tỉ khối của chất khí

Giải KHTN 8 Bài 5: Mol và tỉ khối của chất khí

Giải KHTN 8 trang 27

Mở đầu trang 27 KHTN 8: Các hạt (nguyên tử, phân tử) có kích thước và khối lượng vô cùng nhỏ bé, không thể xác định được bằng các dụng cụ đo thường dùng. Làm thế nào để có thể xác định một cách dễ dàng số nguyên tử, phân tử và khối lượng, thể tích (đối với chất khí) của các chất?

Trả lời:

Để có thể xác định một cách dễ dàng số nguyên tử, phân tử và khối lượng, thể tích (đối với chất khí) của các chất ta dùng các khái niệm mol, khối lượng mol, thể tích mol chất khí.

1. Mol

Câu hỏi thảo luận 1 trang 27 KHTN 8: Tại sao ta không thể đếm được chính xác số nguyên tử hay phân tử của một chất?

Trả lời:

Do nguyên tử hay phân tử của một chất là vô cùng nhỏ nên việc đếm chính xác số nguyên tử hay phân tử trong một lượng chất gần như không thể thực hiện được.

Giải KHTN 8 trang 28

Vận dụng trang 28 KHTN 8: Hãy cho biết 0,25 mol khí O₂ có bao nhiêu phân tử oxygen

Trả lời:

1 mol khí O₂ có 6,022 × 10²³ phân tử oxygen.

⇒ 0,25 mol khí O₂ có 0,25 × 6,022 × 10²³ = 1,5055 × 10²³ phân tử oxygen.

2. Khối lượng mol

Câu hỏi thảo luận 2 trang 28 KHTN 8: Nếu xét cùng 1 mol thì khối lượng của C và Cu có giá trị là bao nhiêu gam?

Trả lời:

- Khối lượng của 1 mol C là 12 gam.

- Khối lượng của 1 mol Cu là 64 gam.

Câu hỏi thảo luận 3 trang 28 KHTN 8: Nếu các chất có cùng số mol thì có cùng khối lượng không?

Trả lời:

Các chất có cùng số mol chưa chắc đã cùng khối lượng.

Ví dụ:

1 mol Cu có khối lượng 64 gam.

1 mol SO₂ có khối lượng 64 gam.

1 mol H₂ có khối lượng 2 gam.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 28 KHTN 8: So sánh trị số của khối lượng mol nguyên tử, khối lượng mol phân tử với khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử tương ứng của các chất đã cho trong Bảng 5.1.

Trả lời:

Khối lượng mol nguyên tử hay khối lượng mol phân tử của một chất có cùng trị số với khối lượng nguyên tử hay khối lượng phân tử của chất đó.

Giải KHTN 8 trang 29

Luyện tập trang 29 KHTN 8: Hãy cho biết khối lượng phân tử và khối lượng mol của các chất trong bảng sau

Trả lời:

Luyện tập trang 29 KHTN 8: a) Tính khối lượng của 0,5 mol phân tử bromine, biết rằng phân tử bromine có 2 nguyên tử và 1 mol nguyên tử bromine có khối lượng là 80 gam.

b) Tìm khối lượng mol của hợp chất A, biết rằng 0,5 mol của hợp chất này có khối lượng là 22 gam.

Trả lời:

a) Khối lượng mol phân tử bromine: $M_{B{r}_2}=80\times 2=160\left(g/mol\right);$

Khối lượng của 0,5 mol phân tử bromine:

$m_{B{r}_2}=\mathrm{0,5}\times 160=80\left(gam\right).$

b) Khối lượng mol của hợp chất A:

3. Thể tích mol chất khí

Câu hỏi thảo luận 5 trang 29 KHTN 8: Em có nhận xét gì về thể tích của 1 mol các chất khí ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất trong Hình 5.3.

Trả lời:

Thể tích của 1 mol các chất khí ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất trong Hình 5.3 là bằng nhau.

Giải KHTN 8 trang 30

Câu hỏi thảo luận 6 trang 30 KHTN 8: Ở nhiệt độ 25 ^oC và áp suất là 1 bar, 1 mol chất khí bất kì có thể tích bằng bao nhiêu lít?

Trả lời:

Ở nhiệt độ 25 ^oC và áp suất là 1 bar, 1 mol chất khí bất kì có thể tích bằng 24,79 lít.

Câu hỏi thảo luận 7 trang 30 KHTN 8: Làm thế nào để tính được thể tích các chất khí ở điều kiện chuẩn?

Trả lời:

Gọi n là số mol chất khí (mol); V là thể tích của chất khí ở đkc (lít), ta có công thức chuyển đổi sau: V = n × 24,79.

Luyện tập trang 30 KHTN 8: a) Hãy cho biết 0,1 mol CO₂ ở đkc có thể tích là bao nhiêu lít.

b) 4,958 lít khí O₂ (đkc) có số mol là bao nhiêu?

Trả lời:

$\begin{array}{l}a)V_{C{O}_2}=\mathrm{0,1}\times \mathrm{24,79}=\mathrm{2,479}(lit).\\ b)n_{O_2}=\frac{\mathrm{4,958}}{\mathrm{24,79}}=\mathrm{0,2}(mol).\end{array}$

Vận dụng trang 30 KHTN 8: SO₂ được sử dụng để bảo quản hoa quả sấy khô, làm hạn chế xuất hiện những vết màu nâu trên vỏ của rau quả tươi. Biết rằng 0,1 gam SO₂ ta có thể bảo quản được 1 kg trái vải sấy khô. Nếu ta sử dụng 6,2 lít SO₂ (đkc) thì ta có thể bảo quản được bao nhiêu kg trái vải sấy khô?

Trả lời:

$n_{S{O}_2}=\frac{\mathrm{6,2}}{\mathrm{24,79}}\approx \mathrm{0,25}\left(mol\right)\Rightarrow m_{S{O}_2}=\mathrm{0,25}\times 64=16\left(gam\right).$

Cứ 0,1 gam SO₂ có thể bảo quản được 1 kg trái vải sấy khô.

⇒ 16 gam SO₂ có thể bảo quản được $\frac{16\times 1}{\mathrm{0,1}}=160\left(kg\right)$ trái vải sấy khô.

4. Tỉ khối của chất khí

Câu hỏi thảo luận 8 trang 30 KHTN 8: Bằng cách nào ta có thể biết được khí A nặng hay nhẹ hơn khí B?

Trả lời:

Để biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B bao nhiêu lần, ta so sánh khối lượng của hai thể tích khí bằng nhau ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Giải KHTN 8 trang 31

Luyện tập trang 31 KHTN 8: Hãy cho biết khí oxygen nặng hay nhẹ hơn khí hydrogen bao nhiêu lần?

Trả lời:

$d_{\raisebox{1ex}{$O_2$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$H_2$}\right.}=\frac{M_{O_2}}{M_{H_2}}=\frac{32}{2}=16$

Vậy khí oxygen nặng hơn khí hydrogen 16 lần.

Luyện tập trang 31 KHTN 8: Hãy tìm khối lượng mol của những khí có tỉ khối đối với khí oxygen lần lượt là 0,0625; 2.

Trả lời:

M₁ = 0,0625 × 32 = 2 (g/mol).

M₂ = 2 × 32 = 64 (g/mol).

Vận dụng trang 31 KHTN 8: Có 2 quả bóng được bơm đầy 2 khí helium và carbon dioxide như hình bên:

Nếu buông tay ra thì 2 quả bóng có bay lên được không? Vì sao? Biết không khí có khối lượng mol trung bình là 29 gam/mol.

Trả lời:

Khối lượng mol của khí helium là: 4 gam/mol < 29 gam/mol;

Khối lượng mol của khí carbon dioxide là: 44 gam/mol > 29 gam/mol;

Nếu buông tay ra thì quả bóng chứa khí helium bay lên được, vì khí helium nhẹ hơn không khí.

Kiến thức trọng tâm KHTN 8 Bài 5: Mol và tỉ khối của chất khí

I. Mol

Mol là lượng chất có chứa 6,022 × 10²³ nguyên tử hay phân tử của chất đó.

Số 6,022 × 10²³ gọi là số Avogadro và được kí hiệu là N.

Ví dụ:

1 mol nguyên tử Fe có chứa 6,022 × 10²³ nguyên tử Fe.

1 mol phân tử NaCl có chứa 6,022 × 10²³ phân tử NaCl.

II. Khối lượng mol

1. Khái niệm

Khối lượng mol (kí hiệu là M) của một chất là khối lượng tính bằng gam của 1 mol chất đó. Đơn vị khối lượng mol là gam/mol (hay gam.mol^-1).

Ví dụ:

Khối lượng mol nguyên tử Cu là 64 gam/mol.

Khối lượng mol phân tử nước là 18 gam/mol.

2. Chuyển đổi giữa số mol và khối lượng

Gọi n là số mol chất (mol), M là khối lượng mol của chất (gam/mol) và m là khối lượng chất (gam), ta có công thức chuyển đổi sau:

$n=\frac{m}{M}\Leftarrow m=n\times M\Rightarrow M=\frac{m}{n}$

III. Thể tích mol chất khí

1. Khái niệm

Một mol bất kì khí nào, trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất đều chiếm những thể tích bằng nhau, người ta gọi đó là thể tích mol chất khí.

Định luật Avogadro: Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, các khí có cùng thể tích sẽ chứa cùng số mol.

Ở điều kiện chuẩn (đkc) áp suất 1 bar, nhiệt độ 25^oC thì 1 mol bất kì khí nào cũng đều chiếm thể tích 24,79 lít.

Ví dụ: Thể tích 1 mol khí O₂ cũng như 1 mol khí N₂ ở điều kiện chuẩn đều là 24,79 lít.

2. Chuyển đổi giữa số mol và thể tích

Gọi n là số mol chất khí (mol), V là thể tích của chất khí ở đkc (lít), ta có công thức chuyển đổi sau:

$V=n\times \mathrm{24,79}\Rightarrow n=\frac{V}{\mathrm{24,79}}$

IV. Tỉ khối của chất khí

Tỉ khối của chất khí A đối với khí B là tỉ số giữa khối lượng mol của khí A và khối lượng mol của khí B.

$d_{A/B}=\frac{M_A}{M_B}$

Trong đó:

d_A/B là tỉ khối của khí A đối với khí B.

M_A, M_B là khối lượng mol của khí A và khí B (gam/mol).

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 6: Tính theo phương trình hoá học

Bài 7: Nồng độ dung dịch

Bài 8: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Ôn tập chương 1

Bài 9: Acid