3.11. Công thức, cách tính số mol khi biết thể tích khí ở đktc và ngược lại

 

A. Lý thuyết & Phương pháp giải

Một số lý thuyết cần nắm vững:

Thể tích mol

- Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N phân tử của chất khí đó.

- Một mol của bất kì chất khí nào, trong cùng điều kiện nhiệt độ áp suất đều chiếm những thể tích bằng nhau.

- Nếu ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) (t = 00C, P = 1atm) thể tích mol của các chất khí đều bằng 22,4 lít.

Ví dụ: Ở đktc, 1 mol khí H2 hoặc 1 mol khí O2 đều có thể tích là 22,4 lít

Công thức:

Tính số mol khí khi biết thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn: n =  (mol)

Tính thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn khi biết số mol: V = n.22,4 (lít)

Trong đó:

    + n: số mol khí (mol)

    + V: thể tích khí ở đktc (lít)

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hãy tính thể tích của 8g khí oxi ở đktc?

Lời giải:

Khối lượng mol của O2 là: MO2 = 16.2 = 32 g/mol

Số mol phân tử O2 là: nO2 =  = 0,25 mol

Thể tích của 8g khí oxi ở đktc là:

VO2 = nO2 . 22,4 = 0,25.22,4 = 5,6 lít.

Ví dụ 2: Tính khối lượng của 8,96 lít khí CO2 ở đktc?

Lời giải:

Số mol phân tử CO2 là: nCO2 =  = 0,4 mol

Khối lượng mol của CO2 là: MCO2 = 12 +16.2 = 44 g/mol

Khối lượng của 8,96 lít khí CO2 ở đktc là:

mCO2 = nCO2.MCO2 = 0,4.44 = 17,6 gam.

Ví dụ 3: Một hỗn hợp khí X gồm 0,25 mol khí SO2 và 0,15 mol khí CO2

a) Tính thể tích của hỗn hợp khí X (đktc).

b) Tính khối lượng của hỗn hợp khí X.

Lời giải:

a) Thể tích của hỗn hợp khí X (đktc) là:

VX = nX.22,4 = (0,25 + 0,15).22,4 = 8,96 lít

b) MCO2 = 32+2.16 = 64 g/mol

Khối lượng của 0,25 mol khí SO2 là: mCO2 = nCO2.MCO2 = 0,25.64 = 16g.

MCO2 = 12+2.16 = 44 g/mol

Khối lượng của 0,15 mol khí CO2 là: mCO2 = nCO2.MCO2 = 0,15.44 = 6,6g.

Khối lượng của hỗn hợp khí X là: mX = mCO2 + mCO2 = 16 +6,6 = 22,6g.

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Nếu hai chất khí khác nhau mà có thể tích bằng nhau (đo ở cùng nhiệt độ và áp suất) thì nhận định nào sau luôn đúng?

    A. Chúng có cùng số mol chất.

    B. Chúng có cùng khối lượng.

    C. Chúng có cùng số phân tử.

    D. Không thể kết luận được điều gì cả.

Lời giải:

Đáp án A

Nếu hai chất khí khác nhau mà có thể tích bằng nhau (đo cùng nhiệt độ và áp suất) thì: Chúng có cùng số mol chất.

Câu 2: Công thức chuyển đổi giữa lượng chất (n) và thể tích của chất khí (V) ở đktc là:

D. n. V = 22,4 (mol).

Lời giải:

Đáp án B

Công thức chuyển đổi giữa lượng chất (n) và thể tích của chất khí (V) ở điều kiện tiêu chuẩn là: n = 

Câu 3: Tính thể tích của 0,5 mol khí CO2 đo ở điều kiện tiêu chuẩn?

    A. 22,4 lít

    B. 11,2 lít

    C. 44,8 lít

    D. 24 lít.

Lời giải:

Đáp án B

Thể tích của 0,5 mol khí CO2 (đo ở đktc) là:

VCO2 = nCO2 . 22,4 = 0,5.22,4 = 11,2 lít

Câu 4: Thể tích của 0,4 mol khí NH3 (đktc) là bao nhiêu?

    A. 8,96 lít

    B. 6,72 lít

    C. 4,48 lít

    D. 2,24 lít

Lời giải:

Đáp án A

Thể tích của 0,4 mol khí NH3 (đktc) là:

VNH3 = nNH3.22,4 = 0,4.22,4 = 8,96 lít

Câu 5: Thể tích của hỗn hợp khí gồm 0,5 mol CO2 và 0,2 mol O2 ở điều kiện tiêu chuẩn là:

    A. 11,2 lít

    B. 22,4 lít

    C. 4,48 lít

    D. 15,68 lít

Lời giải:

Đáp án D

Thể tích của hỗn hợp khí gồm 0,5 mol CO2 và 0,2 mol O2 (đktc) là:

Vhh = nhh. 22,4 = (0,5+0,3).22,4 = 15,68 lít

Câu 6: Tính số mol phân tử có trong 6,72 lít khí H2 (đktc)?

    A. 0,3mol

    B. 0,5mol

    C. 1,2 mol

    D. 1,5mol

Lời giải:

Đáp án A

Số mol phân tử có trong 6,72 lít khí H2 (đktc) là:

nH2 =  = 0,3 mol

Câu 7: Thể tích của 280 g khí Nitơ ở đktc là bao nhiêu?

    A. 336 lít

    B. 168 lít

    C. 224 lít

    D. 112 lít

Lời giải:

Đáp án C

MN2 = 2.14 =28 g/mol

nN2 =  = 10 mol

Thể tích của 280 g khí Nitơ ở đktc là:

VN2 = nN2. 22,4 = 10.22,4 = 224 lít

Câu 8: Phải lấy bao nhiêu lít khí CO2 ở đktc để có 3.1023 phân tử CO2?

    A. 11,2 lít

    B. 33,6 lít

    C. 16,8 lít

    D. 22,4 lít

Lời giải:

Đáp án A

3.1023 phân tử CO2 ứng với số mol là:

nCO2 =  = 0,5 mol

Thể tích khí CO2 ở đktc để có 3.1023 phân tử CO2 là:

VCO2 = nCO2. 22,4 = 0,5.22,4 = 11,2 lít

Câu 9: 0,75 mol phân tử H2S chiếm thể tích bao nhiêu lít (đo ở đktc)?

    A. 22,4 lít

    B. 24 lít

    C. 11,2 lít

    D. 16,8 lít

Lời giải:

Đáp án D

Thể tích của 0,75 mol phân tử H2S đo ở đktc là:

VH2S = nH2S. 22,4 = 0,75.22,4 = 16,8 lít

Câu 10: Cho số mol của khí Nitơ là 0,5 mol. Số mol của khí Oxi là 0,5 mol. Kết luận nào sau đây đúng?

    A. Khối lượng của nitơ là 16 gam.

    B. Khối lượng của oxi là 14 gam.

    C. Hai khí Nitơ và Oxi có thể tích bằng nhau ở đktc.

    D. Hai khí Nitơ và Oxi có khối lượng bằng nhau.

Lời giải:

Đáp án C

nN2 = 0,5 mol; MN2 = 28g/mol => mN2 = nN2.MN2 = 0,5 . 28 = 14 g => A sai

nO2 = 0,5 mol; MO2 = 32g/mol => mO2 = nO2.MO2 = 0,5 . 32 = 16 g => B sai

=> mN2 < mO2 => D sai

Ta có nN2 = nO2 => ở điều kiện tiêu chuẩn 2 khí có thể tích bằng nhau