Title CHUYÊN ĐỀ 9. MOL – TÍNH TOÁN HÓA HỌC.docx ✅

CHỦ ĐỀ 9. MOL – TÍNH TOÁN HÓA HỌC A. LÝ THUYẾT I. MOL 1. Khái niệm - Cơ sở khái niệm mol: Trong khoa học, người ta quy ước lấy 1 12 khối lượng của một carbon làm đơn vị khối lượng nguyên tử (amu). - Khối lượng 1 nguyên tử carbon là 12 amu và khối lượng này rất nhỏ. Người ta tìm ra 12 gam carbon có chứa 6,022x10²³ nguyên tử được gọi là số Avogadro (N A )  23 AN6,022.10  Khái niệm: mol là lượng chất của 6,022x10²³ nguyên tử hoặc phân tử của chất đó, tương ứng với 1 mol của nguyên tử hoặc phân tử.  1 mol = 6,022x10²³ Lưu ý: Phân biệt ý nghĩa của 2 cách viết sau: + 1 mol H  chỉ 1 mol nguyên tử Hydrogen. + 1 mol H 2    chỉ 1 mol phân tử Hydrogen. Ví dụ: - Một mol nguyên tử aluminium là một lượng aluminium có chứa N nguyên tử Al. - Một mol phân tử nước là một lượng nước có chứa N phân tử H 2 O. Công thức: - Công thức tính số mol khi biết số nguyên tử, phân tử: n =  A N  (mol) - Công thức tính số nguyên tử, phân tử khi biết số mol: A = n.N (nguyên tử hoặc phân tử) Trong đó: + A: số nguyên tử hoặc số phân tử. + N: số Avogađro = 6,022.10 23 + n: số mol (mol). * Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hãy cho biết số nguyên tử Al hoặc phân tử H 2  có trong mỗi lượng chất sau: a. 1,5 mol nguyên tử Al. b. 0,5 mol phân tử H 2 . Lời giải: a. Số nguyên tử Al có trong 1,5 mol nguyên tử Al là: A = n.N = 1,5.6,022.10 23  = 9.10 23  (nguyên tử Al). b. Số phân tử H 2  có trong 0,5 mol phân tử H 2  là: A = n.N = 0,5.6,022.10 23  = 3.10 23  (phân tử H 2 ). Lời giải: a. Số mol nguyên tử có trong 1,8.10 23  nguyên tử Fe là: n =   23 23 A1,8.10 0,3 N6.10 mol. b. Số mol phân tử có trong 24.10 23  phân tử H 2 O là: n =   23 23 A24.10 4 N6.10 mol. 2. Khối lượng mol (M) - Khối lượng mol (M) của một chất là khối lượng của N A nguyên tử hoặc phân tử chất đó tính theo đơn vị gam/mol.
+ Ví dụ: + HM1(amu)1(g/mol) + CM12(amu)12(g/mol) + 2HOM18(amu)18(g/mol) - Vậy khối lượng mol (g/mol) và khối lượng nguyên tử hoặc phân tử của chất đó (amu) bằng nhau về trị số, khác về đơn vị đo. - Gọi n là số mol chất trong m gam. Suy ra khối lượng mol được tính theo công thức m M= (g/mol) n (1) - Từ (1)  Công thức tính số mol của chất n M m = (mol) (2) - Từ (1)  Công thức tính khối lượng (gam) của chất mn.Mgam= () (3) * Ví dụ 2: a. Tính khối lượng mol của sodium (Na) biết rằng 0,2 mol Na có khối lượng (m) là 4,6 (gam) b. Tính số mol của 3,6 gam nước (H 2 O). c. Tính khối lượng của 0,5 mol calcium. Hướng dẫn giải a. Áp dụng công thức Na Na Na ˆmm4,6 M M 23(g/mol) nn0,2 b. Áp dụng công thức 2 H2O HO H2O mm3,6 n n0,2(mol) MM18 b. Áp dụng công thức CaCaCamn.M0,5.4020(gam)= 3. Thể tích mol của chất khí (V) - Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N A phân tử của chất khí đó và ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, hai bình khí có thể tích bằng nhau có cùng số mol khí. - Ở điều kiện chuẩn (25 °C và 1 bar), 1 mol khí bất kì đều chiếm thể tích là 24,79 lít.  Thể tích mol của 1 mol khí ở điều kiện chuẩn là V = 24,79 (L). Thể tích mol của n mol khí ở điều kiện chuẩn là: V = n.24,79 (L). Ví dụ 3: 1. Ở 25  o C và 1 bar, 1,5 mol khí chiếm thể tích bao nhiêu? 2. Một hỗn hợp gồm 0,5 mol khí hydrogen và 1 mol khí oxygen. ở điều kiện chuẩn (25  o C và 1 bar) hỗn hợp khí này có thể tích là bao nhiêu? 3. Tính số mol khí chứa trong bình có thể tích 400 (mL) ở điều kiện chuẩn. Hướng dẫn giải 1. V = 1,5.24,79 = 37,185 (L) 2. Cách 1: tính rời thể tích của từng khí 2 2 H O V0,5.24,7912,395(L) V1.24,7924,79(L)    HHV12,39524,7937,185(L) Cách 2: Tính tổng số mol của hỗn hợp khí
HHLn 1 0 , ,5 , 1 V 5.24,79 3718 1,5(mol) 5    3. Đổi 400 mL = 0,4 lít - Áp dụng công thức V = n.24,79  ˆV0,4 n0,01614 (mol) 24,7924,79 II. TỈ KHỐI CỦA CHẤT KHÍ - Tỉ khối của chất khí cho ta biết tỉ lệ về khối lượng mol giữa các chất khí. - Để xác định tỉ khối của hai khí A và B nặng hơn hay nhẹ hơn bao nhiêu lần ta dựa vào tỉ số giữa khối lượng mol của chúng. Tỉ số này được gọi là tỉ khối kí hiệu là (d). A A BB M d M - Khi biết tỉ khối của chất ta có thể xác định được khối lượng mol của các nguyên tử hoặc phân tử của chúng. ABA B A AA BBB A B MMd M dM MM d         - Để xác định tỉ khối của hai khí A nặng hơn hay nhẹ hơn bao nhiêu lần so với không khí ta dựa vào tỉ số giữa khối lượng mol của chúng. Khối lượng mol của không khí: KKM29(g/mol) AA A KKKK MM d M29 - Tỉ khối của hỗn hợp khí (X,Y) hh(X,Y) BB (X,Y,....) XxYY (X,Y,....) XY M d M Trong ñoù: + M laø khoái löôïng mol trung bình cuûa caùc chaát. M.nM.n... M nn...     Ví dụ 4: a) Khí carbon dioxide (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. Hướng dẫn giải a) Khối lượng phân tử CO 2 : 12 + 16 . 2 = 44 (amu). Tỉ khối của khí carbon dioxide so với không khí: 2 2 44 152 29CO CO/kk kk M d, M Vậy khí carbon dioxide nặng hơn không khí khoảng 1,52 lần. b) Trong lòng hang sâu thường xảy ra quá trình phân huỷ chất vô cơ hoặc hữu cơ, sinh ra khí carbon dioxide. Do nặng hơn không khí khoảng 1,52 lần nên khí carbon dioxide tích tụ ở trên nền hang. Ví dụ 5: a) Khí methane (CH 4 ) nặng hơn hay nhẹ hơn khí oxygen (O 2 ) 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. Hướng dẫn giải a) Khối lượng phân tử khí methane: 12 + 4 . 1 = 16 (amu). Khối lượng phân tử khí Oxygen: 16.2 = 32 (amu). Tỉ khối của khí methane so với khí Oxygen: 4 4 2 16 05 32 CH CH/kk O M d, M Vậy khí methane nhẹ hơn khí Oxygen 0,5 lần. b) Dưới đáy giếng thường xảy ra quá trình phân huỷ chất hữu cơ, sinh ra khí methane. Do nhẹ hơn không khí nên khí methane sẽ không tích tụ dưới đáy giếng mà bị không khí đẩy bay lên trên. Ví dụ 6: hỗn hợp khí X chứa 0,5 mol khí H 2 và 0,5 mol khí O 2 . Tính tỉ khối của X so với không khí. Hướng dẫn giải - Khối lượng phân tử khí H 2 : 2.1 = 2 (amu). - Khối lượng phân tử khí Oxygen: 16.2 = 32 (amu). - Tỉ khối của hỗn hợp khí X so với không khí là: 2222 222222 22 HHOO (X)HOHHOO hh(X) KKHOKK M.nM.n (nn)M.nM.n M2.0,532.0,5 d0,59 M29(nn).29(0,50,5).29      III. NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 1. Dung dịch - Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của dung môi và chất tan. - Khối lượng dung dịch là khối lượng chất tan và khối lượng của dung môi. ddctdmmmm - Dung dịch chưa bão hòa: là dung dịch có thể hòa tan thêm chất tan. - Dung dịch bão hòa là dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan. - Độ tan (S) của một chất trong nước là số gam chất tan đó hòa tan trong 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở nhiệt độ xác định. ct nöôùc m S100 m 2. Khối lượng riêng của chất ddm D V(mL) 3. Nồng độ phần trăm (C%): là lượng chất tan có trong 100g dung dịch. Công Thức: %100%ct dd m C m - ctm : Khối lượng chất tan (g) - ddm : Khối lượng dung dịch (g) - V: Thể tích dung dịch (mL) - D: Khối lượng riêng (g/ml) Chú ý: Luôn phải tính lại khối lượng của dung dịch sau phản ứng dd sau phaûn öùngctdmkeát tuûakhímmmmm 4. Nồng độ mol (C M ): Cho biết số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch.