Số Avogadro là gì? Lý thuyết bài tập vận dụng
Số Avogadro là gì? Lý thuyết bài tập vận dụng được VnDoc biên soạn gửi tới bạn đọc tài liệu giải đáp thắc mắc câu hỏi về hằng số Avogadro, cũng như các dạng bài tập vận dụng liên quan đến số Avogadro. Mời các bạn tham khảo.
Hằng số Avogadro
1. Số Avogadro là gì?
Ðịnh luật Avogadro dựa trên căn bản Hóa học nói lên sự liên hệ giữa khối lượng phân tử và tỉ trọng của khí.
Số Avogadro là số N phân tử chứa trong một mol. Con số này dùng để định nghĩa đơn vị đo số lượng vật chất là mol.
NA = 6,0221.1023 mol−1
2. Nguồn gốc con số Avogadro
Có thể bạn sẽ không thể tìm thấy con số này chung quanh bạn, nhưng hãy giở quyển sách hóa học phổ thông ra, bạn sẽ tìm thấy nó. 6,0221415 × 
\(10^{23}\) chính là số Avogadro, nếu viết ra nó sẽ là 602,214,150,000,000,000,000,000 !!! hay đơn giản hơn, hãy gọi nó là 1 Mol.
Về mặt lý thuyết, Số Avogadro cho biết số nguyên tử hay phân tử có trong 1 mol chất. Nói một cách nôm na, thật ra nó chính là một hằng số, giống như ta vẫn biết 1 tá trứng là 12 quả trứng vậy! Trong Hóa học, những “quả trứng” đó chính là những nguyên tử hay phân tử.
Dù có thể bạn không có cơ hội nhìn thấy tận mắt các nguyên tử, nhưng hãy giữ vững niềm tin về sự tồn tại của các hạt đó. Thí dụ đơn giản, bạn hãy mở chai nước hoa, bạn và vài người xung quanh sẽ ngửi được hương thơm dễ chịu đó dù bạn chưa xịt, chính các phân tử nước hoa đã lan tỏa đến mũi của bạn đấy!
Người đầu tiên ước tính số lượng thực tế của các hạt trong một lượng chất nhất định là Josef Loschmidt, một giáo viên trung học người Áo sau này trở thành một giáo sư tại Đại học Vienna. Năm 1865 Loschmidt sử dụng lý thuyết động học phân tử để ước tính số lượng của các hạt trong một centimet khối khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Số lượng này thời bấy giờ được gọi là hằng số Loschmidt, và các giá trị được chấp nhận của hằng số này là 2.6867773x1025 m-3.
3. Số Avogadro cho biết điều gì?
Về mặt lý thuyết, Số Avogadro cho biết số nguyên tử hay phân tử có trong 1 mol chất. Nói một cách nôm na, thật ra nó chính là một hằng số, giống như ta vẫn biết 1 tá trứng là 12 quả trứng vậy! Trong Hóa học, những “quả trứng” đó chính là những nguyên tử hay phân tử.
Định luật khí Avogadro tuyên bố rằng trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, các thể tích khí khác nhau có chứa một số lượng phân tử bằng nhau. Mối quan hệ thực nghiệm này có thể được bắt nguồn từ lý thuyết động học của các chất khí theo giả định về một loại khí hoàn hảo (lý tưởng). Định luật này có giá trị gần đúng đối với các loại khí thực ở áp suất đủ thấp và nhiệt độ cao.
Định luật Avogadro đã đóng góp một lý thuyết quan trọng trong sự tiến bộ của Hóa học hiện đại, sự phát triển tiếp theo của thuyết phân tử Avogadro đã dẫn đến sự phát biểu rõ ràng về các khái niệm quan trọng bậc nhất của Hóa học hiện đại: nguyên tử, phân tử, khối lượng mol.
4. Sự liên quan giữa số mol và số hạt vi mô, khối lượng mol, khối lượng, và thể tích của chất khí
Khái niệm mol: Một mol lượng chất chứa 6,02.1023 nguyên tử hoặc phân tử. Trong các phép biến đổi các đại lượng, ta có thể làm tròn: N = 6.1023
Biến đổi giữa số mol và số hạt vi mô (nguyên tử, phân tử,....)
\(n\;=\;\frac{Số\;hạt\;vi\;mô}N\)
N chính là hằng số Avogadro
Biến đổi giữa mol và khối lượng m (gam)
\(n\;=\;\frac mM\rightarrow m=n.M\)
5. Bài tập vận dụng liên quan hằng số Avogadro
Bài 1.
a) Tìm khối lượng của 18.1023 phân tử CO2
b) Tìm số mol H2O có khối lượng 39,6 gam
c) Tìm số mol của 12.1323 nguyên tử Fe
Đán án hướng dẫn giải
a) 6.1023 phân tử CO2 có khối lượng là 44 gam
18.1023 phân tử CO2 có khối lượng x gam
\(x\;=\;\frac{18.10^{23}.44\;}{6.10^{23}}=132\;gam\)
b.
nH2O = 39,8/18 = 2,2 mol
c) Áp dụng công thức:
\(n\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{S\operatorname ố\hspace{0.278em}h\operatorname ạt\hspace{0.278em}vi\hspace{0.278em}m\operatorname ô}N\)
\(n\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{12.10^{23}}{6.10^{23}}=2\;(mol)\)
Bài 2. Tính số hạt vi mô (nguyên tử, phân tử) của: 0,25 mol O2; 27 gam H2O; 28 gam N; 0,5 mol C; 50 gam CaCO3; 5,85 gam NaCl
Đáp án hướng dẫn giải
0,25 mol O2 có: 0,25.6.1023 =1,5.1023 phân tử O2
27 gam H2O có: \(=\hspace{0.278em}\frac{6.10^{23}.27\hspace{0.278em}}{18}=9.10^{23}\;\) phân tử H2O
28 gam N có: \(=\frac{6.10^{23}.28\hspace{0.278em}}{14}=12.10^{23}\) phân tử N2
0,5 mol C có: 0,5.6.1023 = 3.1023 nguyên tử C
50 gam CaCO3 có: \(\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{6.10^{23}.50\hspace{0.278em}}{100}=3.10^{23}\) phân tử CaCO3
5,85 gam NaCl có: \(=\frac{5,85.6.10^{23}}{58,5}=0,6.10^{23}\) phân tử NaCl
Bài 3. Tìm khối lượng của 1,8.1023 phân tử CO2 và cho biết lượng chất trên chiếm thể tích bao nhiêu ml (đo ở đktc)? (C =12, O = 16)
Đáp án hướng dẫn giải
Ta có
Số mol của phân tử CO2 bằng:
\(n_{CO_{2} } =\frac{1,8.10^{23} }{6.10^{23} } = 0,3 \: (mol)\)
mCO2 = 0,3.44 = 13,2 gam
VCO2 = 0,2 .22,4 = 6,72 lít = 6720 ml
Bài 4. Cho 18.1023 phân tử SO3, 3,6.1023 phân tử H2S
a) Tính số mol mỗi chất
b) Tính khối lượng mỗi chất
c) Tính thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn mỗi chất
Đáp án hướng dẫn giải
a) Tính số mol mỗi chất
\(n_{SO_{3} } =\frac{18.10^{23} }{6.10^{23} } = 3 \: (mol)\)
\(n_{H_{2}S } =\frac{3,6.10^{23} }{6.10^{23} } = 0,6 \: (mol)\)
b) Tính khối lượng mỗi chất
mSO3 = 3.80 = 240 gam
mH2S = 0,6.34 = 20 gam
c) Tính thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn mỗi chất
VSO3 = 24,79.3 = 74,37 lít
VH2S = 24,79.0,6 = 14,874 lít
Câu 5. Tính số nguyên tử hoặc phân tử có trong những lượng chất sau:
a) 0,1 mol nguyên tử O.
b) 1,15 mol nguyên tử C.
c) 0,05 mol phân tử O2.
d) 2 mol phân tử NO2.
Đáp án hướng dẫn giải
a) 0,1.6,022.1023 = 6,02.1022 nguyên tử O.
b) 1,15.6,022.1023 = 6,93.1023 nguyên tử C.
c) 0,05.6,022.1023 = 3,11.1022 phân tử O2.
d) 2.6,022.1023 = 1,204.1024 phân tử NO2.
..............................................
