Sách bài tập KHTN 8 Bài 3 (Kết nối tri thức): Mol và tỉ khối chất khí

Bài 3.6 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: Hãy tính:

a) Số mol nguyên tử Cl có trong 36,5 gam hydrochloric acid (HCl).

b) Số mol nguyên tử O có trong 11 gam khí carbon dioxide (CO₂).

c) Số mol nguyên tử C có trong 3,42 gam đường (C₁₂H₂₂O₁₁).

Lời giải:

a) Số mol phân tử HCl: = 1 (mol)

Trong 1 phân tử HCl có 1 nguyên tử Cl.

Vậy: 1 mol phân tử HCl có 1 mol nguyên tử Cl.

b) Số mol phân tử CO₂ là: = 0,25 (mol)

Trong 1 phân tử CO₂ có hai nguyên tử O.

Vậy: 0,25 mol phân tử CO₂ có 0,5 mol nguyên tử O.

c) Số mol phân tửC₁₂H₂₂O₁₁: = 0,01 (mol)

Trong 1 phân tử C₁₂H₂₂O₁₁ có 11 nguyên tử C.

Vậy: 0,01 mol phân tử C₁₂H₂₂O₁₁ có 0,11 mol nguyên tử C.

Bài 3.7 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: 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) 3,01.10²² phân tử H₂.

Lời giải:

a) $V_{C{H}_4}$ = 24,79.1,5 = 37,185 (L).

b) Số mol N₂ là: $n_{N_2}=\frac{42}{28}$= 1,5 (mol)

$V_{N_2}$ = 24,79.1,5 = 37,185 (L).

c) Số mol H₂ là: $n_{H_2}=\frac{3,{01.10}^{22}}{6,{022.10}^{23}}$= 0,05 (mol)

$V_{H_2}$ = 24,79.0,05 = 1,2395 (L).

Bài 3.8 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: Tìm thể tích ở 25 °C, 1 bar của những lượng khí sau:

a) Hỗn hợp gồm 1 mol CO₂ và 1 mol O₂.

b) Hỗn hợp gồm 0,05 mol CO; 0,15 mol CO₂ và 0,2 mol O₂.

c) Hỗn hợp gổm 10 gam O₂ và 14 gam N₂.

Lời giải:

a) Tổng số mol khí là: 1 + 1 = 2 (mol).

Thể tích hỗn hợp là: V_{hỗn hợp} = 24,79.2 = 49,58 (L).

b) Tổng số mol khí là: 0,05 + 0,15 + 0,2 = 0,4 (mol).

Thể tích hỗn hợp là: V_{hỗn hợp} = 24,79.0,4 = 9,916 (L).

c) Số mol O₂: $n_{O_2}=\frac{10}{32}=$ 0,3125 (mol).

Số mol N₂: $n_{N_2}=\frac{14}{28}$= 0,5 (mol).

Tổng số mol khí: 0,3125 + 0,5 = 0,8125 (mol).

Thể tích hỗn hợp: V_{hỗn hợp} = 24,79.0,8125 = 20,142 (L).

Bài 3.9 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: Ở điều kiện 25 °C, 1 bar, một quả bóng cao su chứa đầy khí carbon dioxide (CO₂) có thể tích 2 L. Hãy tính khối lượng khí carbon dioxide trong quả bóng.

Lời giải:

Số mol khí CO₂ trong quả bóng là:

$n_{C{O}_2}=\frac{2}{24,79}$= 0,081 (mol)

Khối lượng khí carbon dioxide trong quả bóng là:

$m_{C{O}_2}$= 0,081.44 = 3,564 (g).

Bài 3.10 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: Tính tỉ khối đối với không khí của các khí sau: HCl, NH₃, C₂H₆, H₂S, NO, NO₂.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $d_{A/kk}=\frac{M_A}{29}$, ta có:

$d_{HCl/kk}=\frac{36,5}{29}=1,259;$

$d_{N{H}_3/kk}=\frac{17}{29}=0,586;$

$d_{C_2{H}_6/kk}=\frac{30}{29}=1,034;$

${d_{H_{2}S}}_{/kk}=\frac{34}{29}=1,172;$

$d_{NO/kk}=\frac{30}{29}=1,034;$

$d_{N{O}_2/kk}=\frac{46}{29}=1,586.$

Bài 3.11 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: Trong các câu sau đây, câu nào đúng, câu nào sai?

a) Trong 0,12 mol phân

tử Cl₂ có 0,06 mol nguyên tử Cl.

b) Số nguyên tử O trong 0,15 mol phân tử O₂ và trong 0,1 mol phân tử O₃ bằng nhau.

c) Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích của 0,1 mol khí H₂ bằng thể tích của hỗn hợp gồm 1 mol khí HCl và 0,1 mol khí HBr.

Lời giải:

a) Sai vì 0,12 mol phân tử Cl₂ có 0,24 mol nguyên tử Cl.

b) Đúng vì số mol nguyên tử O trong 0,15 mol phân tử O₂ là 0,3 mol; số mol nguyên tử O trong 0,1 mol phân tử O₃ cũng là 0,3 mol.

c) Sai vì ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, thể tích của 0,1 mol khí H₂ nhỏ hơn thể tích của hỗn hợp gồm 1 mol khí HCl và 0,1 mol khí HBr.

Bài 3.12 trang 9 Sách bài tập KHTN 8: Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, có 4 quả bóng giống hệt nhau, chứa lần lượt các khí He, H₂, Cl₂, CO₂. Hãy cho biết: khối lượng khí trong quả bóng nào lớn nhất, khối lượng khí trong quả bóng nào nhỏ nhất.

Lời giải:

Ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất, số mol khí trong 4 quả bóng giống hệt nhau sẽ bằng nhau. Như vậy, khối lượng khí sẽ tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử của các khí.

Vậy, khối lượng khí trong các quả bóng giảm dần như sau: H₂ < He < CO₂ < Cl₂.

Hay khối lượng khí trong quả bóng chứa Cl₂ là lớn nhất; khối lượng khí trong quả bóng chứa H₂ là bé (nhỏ) nhất.

Bài 3.13 trang 10 Sách bài tập KHTN 8: Bơm đầy một loại khí vào quả bóng, thấy quả bóng bị đẩy bay lên. Hỏi trong quả bóng có thể chứa những loại khí nào sau đây?

Acetylene (C₂H₂); oxygen (O₂); hydrogen (H₂); carbon dioxide (CO₂); sunfur dioxide (SO₂).

Hãy giải thích.

Lời giải:

Quả bóng bị đẩy lên trên chứng tỏ khí trong quả bóng nhẹ hơn không khí, tức là khối lượng mol phân tử của khí đó nhỏ hơn 29 g/mol.

Các khí có thể chứa trong quả bóng đó: acetylene (C₂H₂) M = 26 g/mol, hydrogen (H₂) M = 2 g/mol.

Bài 3.14* trang 10 Sách bài tập KHTN 8: Tính khối lượng mol trung bình của các hỗn hợp khí sau đây:

a) Hỗn hợp gồm H₂ và Cl₂ có tỉ lệ 1 : 1 về số mol.

b) Hỗn hợp gồm CO và N₂ có tỉ lệ 2 : 3 về số mol.

c) Hỗn hợp gồm H₂, CO₂ và N₂ có tỉ lệ 1 :2 :1 về số mol.

Cho biết công thức tính khối lượng mol phân tử trung bình của một hỗn hợp:

$M_{TB}=\frac{m_{hh}}{n_{hh}}=\frac{M_1.n_1+M_2.n_2+\mathrm{....}}{n_1+n_2+\mathrm{....}}$

Trong đó:

M_TB là khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp.

M₁, M₂... là khối lượng mol của các chất trong hỗn hợp.

n_1, n₂,... là số mol tương ứng của các chất.

Lời giải:

a) Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:

$M_{TB}=\frac{2.1+71.1}{1+1}$ = 36,5 (g/mol);

b) Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:

$M_{TB}=\frac{28.2+28.3}{2+3}$ = 28 (g/mol);

c) Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:

$M_{TB}=\frac{2.1+44.2+28.1}{1+2+1}$= 29,5 (g/mol);

Bài 3.15 trang 10 Sách bài tập KHTN 8: Trong các hỗn hợp khí ở câu 3.14, hỗn hợp nào nặng hơn không khí, hỗn hợp nào nhẹ hơn không khí? Tính tỉ khối đối với không khí của các hỗn hợp trên.

Lời giải:

Hỗn hợp (a), (c) nặng hơn không khí; hỗn hợp (b) nhẹ hơn không khí.

Tỉ khối của các hỗn hợp so với không khí:

$\begin{array}{c}{d}_{hh\left(a\right)/kk}=\frac{36,5}{29}=1,259;\\ d_{hh\left(b\right)/kk}=\frac{28}{29}=0,966;\\ d_{hh\left(c\right)/kk}=\frac{29,5}{29}=1,017.\end{array}$

Bài 3.16 trang 10 Sách bài tập KHTN 8: Trong phòng thí nghiệm có các dụng cụ và hoá chất sau: ống đong (giới hạn đo là 100 mL, độ chia nhỏ nhất là 1 mL), ống hút, ethanol (công thức phân tử là C₂H₅OH). Hãy trình bày cách lấy một lượng ethanol bằng 1,56 mol, biết rằng khối lượng riêng của ethanol là 0,78 g/mL.

Lời giải:

Khối lượng ethanol cần lấy: m_ethanol = 1,56.46 = 71,76 gam.

Thể tích ethanol cần lấy: V_ethanol = $\frac{m}{D}=\frac{71,76}{0,78}=92\left(mL\right).$

Vậy: dùng ống đong lấy 92 mL ethanol, đó là 1,56 mol ethanol.

Bài 3.17 trang 10 Sách bài tập KHTN 8: Tính khối lượng không khí có trong một lớp học dạng hình hộp chữ nhật có chiều dài 10 m, chiều rộng 6 m và cao 3,5 m. Biết rằng nhiệt độ phòng là 25 °C và áp suất không khí trong phòng là 1 bar. Coi không khí có gần đúng 20% O₂ và 80% N₂ về thể tích.

Lời giải:

Thể tích không khí trong lớp học: 10 . 6 . 3,5 = 210 (m³).

Thể tích oxygen: 210.20% = 42 (m³) = 42 000 L.

Số mol oxygen: $\frac{42000}{24,79}$= 1694 (mol).

Khối lượng oxygen: m_oxygen = 1694 . 32 = 54 208 (g).

Thể tích nitrogen: 210.80% = 168 (m³) = 168 000 L.

Số mol nitrogen: $\frac{168000}{24,79}$= 6777 (mol).

Khối lượng nitrogen: m_nitrogen = 6777.28 = 189756(g).

Khối lượng không khí trong lớp học:

m_kk = 54 208 + 189 756 = 243 946 (g) = 243,946 kg.

Bài 3.18 trang 10 Sách bài tập KHTN 8: a) Có hai hỗn hợp khí như sau:

(1) Hỗn hợp CO và C₂H₆ có tỉ lệ 1 : 2 về số mol.

(2) Hỗn hợp CH₄ và CO₂ có tỉ lệ 2 : 1 về số mol.

Bơm các hỗn hợp khí trên vào quả bóng A và B giống hệt nhau. Quan sát thấy hiện tượng như Hình 3.1.

a) Quả bóng A và B lần lượt chứa hỗn hợp khí nào?

b) Nếu một quả bóng được bơm đầỵ bằng không khí, nó sẽ bị đẩy bay lên hay nằm trên mặt bàn?

Lời giải:

a) Khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp 1:

$M_{hh\left(1\right)}=\frac{28.1+30.2}{1+2}$= 29,333 (g/mol)

Khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp 2:

$M_{hh\left(2\right)}=\frac{16.2+44.1}{2+1}$= 25,333 (g/mol).

Quả bóng B bay lên nên suy ra sẽ chứa hỗn hợp khí có khối lượng mol phân tử trung bình nhỏ hơn không khí. Vậy B chứa hỗn hợp (2).

Còn lại quả bóng A chứa khí nặng hơn không khí, không bay lên được. Vậy A chứa hỗn hợp (1).

b) Nếu một quả bóng được bơm đầy bằng không khí, nó sẽ nằm trên mặt bàn.

Bài 3.19 trang 10 Sách bài tập KHTN 8: Làm bay hơi hoàn toàn m gam ethanol (C₂H₅OH), thấy thể tích thu được đúng bằng thể tích của 14 gam nitrogen (N₂) ở cùng điểu kiện nhiệt độ và áp suất. Tính m.

Lời giải:

Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, nếu 2 khí có cùng thể tích thì có cùng số mol.

Số mol khí nitrogen là: $n_{N_2}=\frac{14}{28}$= 0,5 (mol)

Vậy số mol ethanol cũng là 0,5 mol.

Suy ra khối lượng ethanol là: m = 46.0,5 = 23 (gam).

Xem thêm lời giải Sách bài tập Khoa học tự nhiên 8 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 4: Dung dịch và nồng độ

Bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học

Bài 7: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Bài 8: Acid