Mở đầu trang 16

Đề bài: Bằng phép đo thông thường, ta chỉ xác định được khối lượng chất rắn, chất lỏng hoặc thể tích của chất khí. Làm thế nào để biết lượng chất có bao nhiêu phân tử, nguyên tử?

Lời giải:

Để biết lượng chất có bao nhiêu nguyên tử, phân tử, các nhà khoa học đã đưa ra khái niệm mol. Mỗi mol chất luôn chứa $N_A = 6,022 \cdot 10^{23}$ nguyên tử hoặc phân tử.

→ Từ khối lượng (chất rắn, lỏng) hoặc thể tích (chất khí), ta tính được số mol, rồi nhân với $N_A$ để biết được số nguyên tử, phân tử có trong lượng chất đó.

I. Mol

1. Khái niệm

Câu hỏi 1 trang 17 mục I.1

Đề bài: Đọc thông tin Hình 3.1 và so sánh khối lượng của 1 mol nguyên tử carbon, 1 mol phân tử iodine và 1 mol phân tử nước.

Lời giải:

Theo Hình 3.1:

• 1 mol nguyên tử carbon có khối lượng 12 gam.
• 1 mol phân tử iodine có khối lượng 254 gam.
• 1 mol phân tử nước có khối lượng 18 gam.

→ Sắp xếp khối lượng từ lớn đến nhỏ: iodine (254 g) > nước (18 g) > carbon (12 g).

Nhận xét: Cùng chứa $N_A$ hạt nhưng khối lượng khác nhau, vì khối lượng mỗi nguyên tử (hoặc phân tử) của các chất là khác nhau.

Câu hỏi 2 trang 17 mục I.1

Đề bài: Tính số nguyên tử, phân tử có trong mỗi lượng chất sau:

a) 0,25 mol nguyên tử C; b) 0,002 mol phân tử $\text{I}_2$; c) 2 mol phân tử $\text{H}_2\text{O}$.

Lời giải:

Áp dụng công thức: Số nguyên tử (phân tử) = số mol × $N_A$.

a) Số nguyên tử C:

$$0,25 \times 6,022 \cdot 10^{23} = 1,5055 \cdot 10^{23} \text{ (nguyên tử)}$$

b) Số phân tử $\text{I}_2$:

$$0,002 \times 6,022 \cdot 10^{23} = 1,2044 \cdot 10^{21} \text{ (phân tử)}$$

c) Số phân tử $\text{H}_2\text{O}$:

$$2 \times 6,022 \cdot 10^{23} = 1,2044 \cdot 10^{24} \text{ (phân tử)}$$

Câu hỏi 3 trang 17 mục I.1

Đề bài: Một lượng chất sau đây tương đương với bao nhiêu mol nguyên tử hoặc mol phân tử?

a) $1,2044 \cdot 10^{22}$ phân tử $\text{Fe}_2\text{O}_3$; b) $7,5275 \cdot 10^{24}$ nguyên tử Mg.

Lời giải:

Áp dụng công thức: Số mol = số nguyên tử (phân tử) : $N_A$.

a) Số mol phân tử $\text{Fe}_2\text{O}_3$:

$$\dfrac{1,2044 \cdot 10^{22}}{6,022 \cdot 10^{23}} = 0,02 \text{ (mol)}$$

b) Số mol nguyên tử Mg:

$$\dfrac{7,5275 \cdot 10^{24}}{6,022 \cdot 10^{23}} = 12,5 \text{ (mol)}$$

2. Khối lượng mol

Câu hỏi 1 trang 18 mục I.2

Đề bài: Tính khối lượng mol của chất X, biết rằng 0,4 mol chất này có khối lượng là 23,4 gam.

Lời giải:

Áp dụng công thức: $M = \dfrac{m}{n}$.

$$M_X = \dfrac{23,4}{0,4} = 58,5 \text{ (g/mol)}$$

→ Vậy khối lượng mol của chất X là 58,5 g/mol.

Câu hỏi 2 trang 18 mục I.2

Đề bài: Tính số mol phân tử có trong 9 gam nước, biết rằng khối lượng mol phân tử của nước là 18 g/mol.

Lời giải:

Từ công thức $M = \dfrac{m}{n}$ suy ra $n = \dfrac{m}{M}$.

$$n_{\text{H}_2\text{O}} = \dfrac{9}{18} = 0,5 \text{ (mol)}$$

→ Trong 9 gam nước có 0,5 mol phân tử nước.

Câu hỏi 3 trang 18 mục I.2

Đề bài: Calcium carbonate có công thức hoá học là $\text{CaCO}_3$.

a) Tính khối lượng phân tử của calcium carbonate.

b) Tính khối lượng của 0,2 mol calcium carbonate.

Lời giải:

a) Khối lượng phân tử $\text{CaCO}_3$:

$$M_{\text{CaCO}_3} = 40 + 12 + 16 \times 3 = 100 \text{ (amu)}$$

→ Khối lượng mol: $M_{\text{CaCO}_3} = 100$ g/mol.

b) Khối lượng của 0,2 mol $\text{CaCO}_3$:

$$m = n \times M = 0,2 \times 100 = 20 \text{ (gam)}$$

3. Thể tích mol của chất khí

Câu hỏi 1 trang 18 mục I.3

Đề bài: Ở $25^\circ\text{C}$ và 1 bar, 1,5 mol khí chiếm thể tích bao nhiêu?

Lời giải:

Ở điều kiện chuẩn ($25^\circ\text{C}$ và 1 bar), 1 mol khí chiếm 24,79 lít. Áp dụng công thức $V = 24,79 \cdot n$ (L):

$$V = 24,79 \times 1,5 = 37,185 \text{ (L)}$$

→ Vậy 1,5 mol khí chiếm thể tích 37,185 lít.

Câu hỏi 2 trang 18 mục I.3

Đề bài: Một hỗn hợp gồm 1 mol khí oxygen với 4 mol khí nitrogen. Ở $25^\circ\text{C}$ và 1 bar, hỗn hợp khí này có thể tích là bao nhiêu?

Lời giải:

Tổng số mol khí trong hỗn hợp:

$$n = 1 + 4 = 5 \text{ (mol)}$$

Thể tích hỗn hợp khí ở $25^\circ\text{C}$ và 1 bar:

$$V = 24,79 \times 5 = 123,95 \text{ (L)}$$

→ Hỗn hợp khí có thể tích 123,95 lít.

Câu hỏi 3 trang 18 mục I.3

Đề bài: Tính số mol khí chứa trong bình có thể tích 500 mililít (mL) ở $25^\circ\text{C}$ và 1 bar.

Lời giải:

Đổi đơn vị: $500 \text{ mL} = 0,5 \text{ L}$.

Từ công thức $V = 24,79 \cdot n$ suy ra $n = \dfrac{V}{24,79}$:

$$n = \dfrac{0,5}{24,79} \approx 0,02 \text{ (mol)}$$

→ Bình chứa khoảng 0,02 mol khí.

II. Tỉ khối chất khí

Câu hỏi 1 trang 19 mục II

Đề bài:

a) Khí carbon dioxide ($\text{CO}_2$) nặng hơn hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần?

b) Trong lòng hang sâu thường xảy ra quá trình phân huỷ chất vô cơ hoặc hữu cơ, sinh ra khí carbon dioxide. Hãy cho biết khí carbon dioxide tích tụ ở trên nền hang hay bị không khí đẩy bay lên trên.

Lời giải:

a) Khối lượng mol của $\text{CO}_2$:

$$M_{\text{CO}_2} = 12 + 16 \times 2 = 44 \text{ (g/mol)}$$

Tỉ khối của $\text{CO}_2$ so với không khí:

$$d_{\text{CO}_2 / \text{kk}} = \dfrac{M_{\text{CO}_2}}{29} = \dfrac{44}{29} \approx 1,52$$

→ Khí $\text{CO}_2$ nặng hơn không khí khoảng 1,52 lần.

b) Vì khí $\text{CO}_2$ nặng hơn không khí nên sẽ tích tụ ở dưới nền hang, không bị không khí đẩy bay lên trên.

Câu hỏi 2 trang 19 mục II

Đề bài:

a) Khí methane ($\text{CH}_4$) nặng hơn hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần?

b) Dưới đáy giếng thường xảy ra quá trình phân huỷ chất hữu cơ, sinh ra khí methane. Hãy cho biết khí methane tích tụ dưới đáy giếng hay bị không khí đẩy bay lên trên.

Lời giải:

a) Khối lượng mol của $\text{CH}_4$:

$$M_{\text{CH}_4} = 12 + 1 \times 4 = 16 \text{ (g/mol)}$$

Tỉ khối của $\text{CH}_4$ so với không khí:

$$d_{\text{CH}_4 / \text{kk}} = \dfrac{M_{\text{CH}_4}}{29} = \dfrac{16}{29} \approx 0,55$$

→ Khí $\text{CH}_4$ nhẹ hơn không khí (chỉ bằng khoảng 0,55 lần không khí).

b) Vì khí $\text{CH}_4$ nhẹ hơn không khí nên sẽ bị không khí đẩy bay lên trên, không tích tụ ở dưới đáy giếng.

Em có thể

Cân, đong một lượng chất có số mol xác định

Lời giải:

Khi cần lấy một lượng chất ứng với số mol cho trước, em có thể làm như sau:

• Với chất rắn hoặc chất lỏng: dùng công thức $m = n \times M$ để tính khối lượng cần cân.Ví dụ: Cần 0,5 mol muối ăn (NaCl, $M = 58,5$ g/mol) → cân $0,5 \times 58,5 = 29,25$ gam muối.
• Với chất khí (ở $25^\circ\text{C}$ và 1 bar): dùng công thức $V = 24,79 \times n$ để tính thể tích cần đong.Ví dụ: Cần 0,1 mol khí oxygen → đong $0,1 \times 24,79 = 2,479$ lít khí.

Cảnh báo nguy cơ mất an toàn khi nạo, vét giếng, thám hiểm hang động

Lời giải:

Ở những nơi kín, ít lưu thông không khí như đáy giếng sâu hay trong hang động, các khí sinh ra do quá trình phân huỷ chất hữu cơ hoặc vô cơ có thể tích tụ và gây nguy hiểm:

• Khí $\text{CO}_2$ nặng hơn không khí → tích tụ ở đáy hang, đáy giếng → gây ngạt thở do thiếu oxygen.
• Khí $\text{CH}_4$ nhẹ hơn không khí nhưng ở không gian kín vẫn có thể tích tụ → dễ gây cháy, nổ khi gặp tia lửa.
• Ngoài ra còn có thể có khí $\text{H}_2\text{S}$, CO… đều rất độc.

Biện pháp an toàn:

• Trước khi xuống giếng, hang sâu, cần thông gió kĩ.
• Có thể thả nến đang cháy xuống trước: nếu nến tắt → không khí thiếu oxygen, không nên xuống.
• Luôn có người hỗ trợ ở trên miệng giếng, sử dụng dây an toàn, mặt nạ phòng độc nếu cần.

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu