Tỉ khối hơi là gì? Công thức tỉ khối của chất khí
Công thức tính tỉ khối
Tỉ khối hơi là gì? Công thức tỉ khối của chất khí được VnDoc biên soạn giúp bạn đọc hiểu được khái niệm tỉ khối hơi cũng như công thức tính tỉ khối hơi. Bên cạnh đó là các bài tập liên quan có đáp án giúp các em nắm vững kiến thức được học. Sau đây mời các bạn tham khảo chi tiết.
>> Mời các bạn tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:
I. Tỉ khối hơi của chất khí là gì?
Tỷ khối là khái niệm chỉ sử dụng cho chất khí. Nó là công thức xác định phân tử khối của chất A so với chất B xem chất A nặng hơn hay nhẹ hơn chất B bao nhiêu lần. Đây cũng chính là ý nghĩa của tỉ khối chất khí.
II. Công thức tỉ khối của chất khí
1. Tỉ khối của chất khí A với chất khí B
Để biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B bằng bao nhiêu lần, ta so sánh khối lượng mol của khí A (MA) với khối lượng mol của khí B (MB):
Tỉ khối của chất khí A so với chất khí B được tính theo công thức:
\({d_{A/B}} = \frac{{{M_A}}}{{{M_B}}}\) (1)
Từ công thức (1) ta có thể rút ra một số hệ quả:
\({M_A} = {d_{A/B}}.{M_B} (g/mol)\)(2)
\({M_B} = \frac{{{M_A}}}{{{d_{A/B}}}}\) (3)
Trong đó:
+ dA/B là tỉ khối của chất A so với chất B.
+ MA, MB lần lượt là khối lượng mol của các chất A,B.
Lưu ý: Tỉ khối của hai chất khí cho biết khí này nặng (nhẹ) hơn khí kia bao nhiêu lần.
Ví dụ 1: Khí Cl2 nặng hay nhẹ hơn khí O2 bằng bao nhiêu lần?
\(d_{Cl_2/O_2}=\frac{M_{Cl_2}}{M_{O_2}}=\frac{71}{32}=2,219\)
Vậy khí Cl2 nặng hơn oxi là 2,219 lần
2. Tỉ khối hơi so với không khí
Để biết khí A nặng hay nhẹ hơn không khí bằng bao nhiêu lần, ta so sánh khối lượng mol của khí A (MA) với khối lượng “mol không khí” là 29 g/mol.
Tỉ khối của chất khí so với không khí được tính theo công thức sau:
\({d_{A/kk}} = \frac{{{M_A}}}{{{M_{kk}}}}.\frac{{{M_A}}}{{29}}\) (4)
Trong đó:
+ dA/kk là tỉ khối của chất khí A so với không khí.
+ MA là khối lượng mol của chất khí A, Mkk là “ khối lượng mol trung bình” của không khí
+ Khối lượng mol trung bình của không khí được tính theo công thức:
\(\begin{array}{l} \overline {{M_{kk}}} = \frac{{\% {N_2}.{M_{{N_2}}} + \% {O_2}.{M_{{O_2}}}}}{{100\% }}\\ \overline {{M_{kk}}} = \frac{{80\% .28 + 20\% .32}}{{100\% }} = 29(g/mol) \end{array}\) (5)
Từ công thức số (4) ta có thể rút ra hệ quả sau:
MA = dA/kk.29 (g/mol) (6)
Ví dụ 2: Khí CO2 nặng hay nhẹ hơn không khí bằng bao nhiêu lần
\(d_{CO_2/kk}=\frac{M_{CO_2}}{M_{kk}}=\frac{44}{29}\simeq1,52\)
Vậy khí CO2 nặng hơn không khí 1,52 lần
Lưu ý: Tỉ khối chất khí so với không khí cho biết chất khí này nặng (nhẹ) hơn không khí bao nhiêu lần.
3. Công thức tính khối lượng mol trung bình ( \(\overline {{M_{hh}}}\)) của một hỗn hợp khí
\(\overline {{M_{hh}}} = \frac{{{m_A} + {m_B}}}{{a + b}} = \frac{{a.{M_A} + b.{M_B}}}{{a + b}}\)
Trong đó:
mA; mB: khối lượng của 2 khí A, B
a, b: Số mol của 2 khí A, B.
MA, MB: Khối lượng mol của 2 khí A, B.
Lưu ý: Trong cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất, tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol => Trong công thức trên, giá trị mol còn được thay bằng thể tích chất khí, phần trăm chất khí trong hỗn hợp.
III. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Hỗn hợp Z gồm 0,05 mol CO2 và 0,25 mol SO3
a) Tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp Z.
b) Tính tỉ khối của hỗn hợp Z so với khí N2O
Câu 2. Cho những chất khí sau: O2, N2, N2O5, C2H4. Hãy cho biết
a) Những khí nào nặng hay nhẹ hơn không khí và nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần?
b) Khí O2 nặng hay nhẹ hơn khí hidro bao nhiêu lần.
Câu 3. Cho hỗn hợp khí X gồm 11 gam khí CO2, 6,4 gam khí SO2 và 7,7 gam khí N2O. Hãy xác định tỉ khối của hỗn hợp X so với khí O2
Câu 4. Khí A có dạng công thức phân tử là RO2, tỉ khối khí A so với H2 là 32. Tìm công thức phân tử của khí A.
Câu 5. Hỗn hợp X gồm ozon và oxi có tỉ khối đối với hiđro bằng 18. Tính thành phần theo thể tích của hỗn hợp không khí.
III. Đáp án - Hướng dẫn giải bài tập
Câu 1.
a) Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X bằng:
\(\overline{M_{hh}}=\frac{n_{CO2}.M_{CO_2}+n_{SO_3}.M_{SO_3}}{n_{CO_2}+n_{SO_3}}=\frac{0,05.44+0,25.80}{0,05+0,25}=74(gam/mol)\)
b) Tỉ khối của hỗn hợp X so với N2O bằng:
\(d_{Z/N_2O}=\frac{\overline{Mz}}{M_{N_2O}}=\frac{74}{44}\approx1,68\)
Câu 2.
Áp dụng công thức:
\({d_{A/kk}} = \frac{{{M_A}}}{{{M_{kk}}}}.\frac{{{M_A}}}{{29}}\)
- Tỉ khối của khí O2 so với không khí là:
\(d_{O_2/kk}=\frac{M_{O_2}}{M_{kk}}=\frac{32}{29}\approx1,10\)
=> Khí O2 nặng hơn không khí 1,10 lần
- Tỉ khối của khí N2 so với không khí là:
\(d_{N_2/kk}=\frac{M_{N_2}}{M_{kk}}=\frac{2.14}{29}\approx0,966\)
Khí N2 nhẹ hơn không khí 0,966 lần
- Tỉ khối của khí N2O5 so với không khí là:
\(d_{N_2O_5/kk}=\frac{M_{N_2O_5}}{M_{kk}}=\frac{105}{29}\approx3,72\)
Khí N2O5 nặng hơn không khí 3,72 lần
- Tỉ khối của khí C2H4 so với không khí là:
\(d_{C_2H_4/kk}=\frac{M_{C_2H_4}}{M_{kk}}=\frac{28}{29}\approx0,966\)
Khí C2H4 nhẹ hơn không khí 0,966 lần
Câu 3.
\(n_{CO_2}=\frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}}=\frac{11}{44}=0,25(mol)\)
\(n_{SO_2}=\frac{m_{SO_2}}{M_{SO_2}}=\frac{6,4}{64}=0,1(mol)\)
\(n_{N_2O}=\frac{m_{N_2O}}{M_{N_2O}}=\frac{7,7}{44}=0,175(mol)\)
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X:
\(\overline{M_X}=\frac{m_{SO_2}+m_{CO_2}+m_{N_2O}}{n_{SO_2}+n_{CO_2}+n_{N_2O}}=\frac{6,4+11+7,7}{0,1+0,25+0,175}=47,81(gam/mol)\)
Tỉ khối của hỗn hợp X so với khí O2 là:
\(d_{X/O_2}=\frac{\overline{M_X}}{M_{O_2}}=\frac{47,81}{32}=1,49\)
Câu 4.
Theo đầu bài ta có: tỉ khối khí A so với H2 là 32
dS/H2 = MA/MH2 => MA = dA/H2.MH2 = 32.2 = 64
Tỉ khối khí A so với H2 là 32
A có công thức phân tử dạng RO2 suy ra M = MR + 2.MO = 64
=> MR = 64 – 2.16 = 32 vậy R là nguyên tố S
Công thức phân tử của khí A là SO2
Câu 5.
Gọi nO2 = a, nO3 = b
Mà d(X/H2) = 18
⇒ MX/2=18
⇒32a + 48b = 36
⇒4a = 12b
⇒a = 3b
⇒ %VO2 = a/(a + b) = 3b/(3b + b).100 = 75%
⇒ %VO3 = 100 – 75 = 25%
IV. Bài tập vận dụng
Bài 1: Tỉ khối hỗn hợp chứa 7 gam khí etilen (C2H4) và 4 gam khí metan (CH4) so với không khí là bao nhiêu?
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Số mol của CH4 là: nCH4= 4/16 = 0,25 mol
Số mol của C2H4 là: nC2H4 = 7/28 = 0,25 mol
=> khối lượng trung bình của hỗn hợp khí là:
M= (nCH4.MCH4 + nC2H4.MC2H4)/(nCH4 + nC2H4)
= (mCH4 + mC2H4)/(nCH4 + nC2H4) = (4 + 7)/(0,25 + 0,25) = 22
=> Tỉ khối của hỗn hợp so với không khí là: dhh/kk = M/Mkk= 22/29
Bài 2. Một hỗn hợp X gồm O2 và H2 (điều kiện không có phản ứng xảy ra), hỗn hợp có tỉ khối đối với không khí là 0,3276. Tính phần trăm theo số mol của H2 trong hỗn hợp.
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Gọi số mol của H2 và O2 trong hỗn hợp lần lượt là x và y mol
Tỉ khối của X so với không khí :
dX/kk =MX/29 =>MX = 29.0,3276 = 9,5
Công thức tính khối lượng trung bình của hỗn hợp X là
MX = (nH2.MH2 + nO2.MO2)/(nH2 + nO2) = (2x + 32y)/(x + y) = 9,5
=> 2x + 32y = 9,5x + 9,5y => 7,5x = 22,5 => x = 3y
=> Phần trăm số mol khí H2 là:
%nH2 =nH2/(nH2 + nO2) .100% = 3y/(3y + y).100% = 75%
Bài 3. Tính tỉ khối hỗn hợp có chứa khí N2 và khí O3 có tỉ lệ tương ứng là 1 : 2 so với không khí.
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Gọi số mol của N2 là a mol => số mol của O3 là 2a mol
Khối lượng trung bình của hỗn hợp khí là:
M = (nN2.MN2 + nO3.MO3)/(nN2 + nO3) = a.28 + 2a.48/(a + 2a) = 124/3
Tỉ khối của hôn hợp so với không khí là:
dhh/kk = M/Mkk = 124/3,29 = 124/87
Bài 4. Tỉ khối của khí A đối với khí B là 2,125 và tỉ khối khí B đối với oxi là 0,5. Tính khối lượng mol của khí A.
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Ta có: dB/O2 = MB/MO2 = 0,5 => MB=32.0,5=16
Mặt khác: dA/B= MA/MB = 2,125=>MA =2,125.16 = 34
Vậy khối lượng mol của A là 34 g/mol
Bài 5. Khí X2 có tỉ khối so với khí axetilen (C2H2) là 2,731 g/mol. Tìm khí X2
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Áp dụng công thức tính tỉ khối: dX2/C2H2 = MX2/MC2H2 = 2,731
=>MX2 = (12.2+2).2,731≈71
Mà = 2.MX = 71 => MX = 35,5
Vậy khí cần tìm là Cl2
Bài 6. Hỗn hợp X gồm ozon và oxi có tỉ khối đối với hiđro bằng 18. Tính thành phần theo thể tích của hỗn hợp không khí.
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Coi số mol hỗn hợp X = 1 mol.
nO2 = x (mol) ; nO3 = y (mol)
x + y = 1
32x + 48y = 1.18.2
⇒ x = 0,75, y = 0,25 (mol)
⇒ %VO2 = 75% ; %VO3 = 25%
Bài 7. Một hỗn hợp X gồm H2 và O2 (không có phản ứng xảy ra) có tỉ khối so với không khí là 0,3276.
a. Tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp.
b. Tính thành phần phần trăm theo số mol của mỗi khí trong hỗn hợp (bằng 2 cách khác nhau)
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Gọi số mol của H2 và O2 trong hỗn hợp lần lượt là x và y mol
Tỉ khối của X so với không khí:
X/kk = MX/29 => MX = 29.0,3276 = 9,5
Công thức tính khối lượng trung bình của hỗn hợp X là
MX= (nH2.MH2 + nO2.MO2)/(nH2 + nO2) = (2x + 32y)/(x + y) = 9,5
=> 2x + 32y = 9,5x + 9,5y => 7,5x = 22,5 => x = 3y
=> phần trăm số mol khí H2 là: %nH2 = nH2/(nH2 + nO2).100% = 3y/(3y + y).100% = 75%
Bài 8. Một hợp chất gồm 2 nguyên tử của nguyên tố X liên kết với 3 nguyên tử O và có phân tử khối là 160 đvC. X là nguyên tố nào sau đây?
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Hợp chất gồm 2 nguyên tử của nguyên tố X liên kết với 3 nguyên tử O có công thức phân tử là: X2O3
Gọi nguyên tử khối của X là x
=> phân tử khối của X2O3 là: 2.x + 3.16 = 160 => x = 56
Dựa vào bảng nguyên tố => kim loại X là Fe
V. Bài tập tự luyện
Bài 1. Tính tỉ khối hỗn hợp có chứa khí N2 và khí O3 có tỉ lệ tương ứng là 1 : 2 so với không khí.
Bài 2. Khí A có dạng công thức phân tử là RO2, tỉ khối khí A so với H2 là 32. Tìm công thức phân tử của khí A.
Bài 3. Hỗn hợp khí X gồm: NO, NxO, CH4. Trong đó NO chiếm 30% về thể tích, NxO chiếm 30% còn lại là CH4. Trong hỗn hợp CH4 chiếm 22,377% về khối lượng.
a. Xác định công thức hoá học của NxO
b.Tính tỷ khối của X so với không khí.
Bài 4. Hỗn hợp khí gồm 11,2 lít khí N2 và 33,6 lít khí O2 ở đktc.
a) Tính khối lượng của hỗn hợp khí.
b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp.
c) Hỗn hợp khí này nặng hay nhẹ hơn không khí.
Bài 5. Cho CO2, H2O, N2, H2, SO2, N2O, CH4, NH3. Khí có thể thu được khi để đứng bình là.
Bài 6. Một hợp chất B phân tử tạo bởi một nguyên tử X kết hợp với 3 nguyên tử oxi. Phân tử khối của B gấp 2,5 lần phân tử khối của khí oxi. Phân tử khối của X và kí hiệu hóa học của X.
Bài 7. Công thức hóa học hợp chất của nguyên tố X với nhóm SO4 có hóa trị II là X2(SO4)3. Công thức hóa học hợp chất của nguyên tố Y với hiđro là H3Y. Công thức hóa học hợp chất của nguyên tố X và nguyên tố Y.
--------------------
Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu liên quan tại:
- Hóa học 8 Bài 20: Tỉ khối của chất khí
- Trắc nghiệm Hóa học 8 bài 20
- Giải bài tập trang 69 SGK Hóa lớp 8: Tỉ khối của chất khí
Ngoài tài liệu trên, mời các bạn tham khảo thêm Tài liệu học tập lớp 8 và các đề thi học kì 1 lớp 8 trên VnDoc nhé.
