Tính phân tử khối trung bình của không khí, giả thiết thành phần không khí: 78% …
Đầu tiên, các em hãy mở sách giáo khoa Hóa học lớp 11 trang 32 để xem lại phần giới thiệu về thành phần của không khí và các nguyên tử khối tương ứng nhé.
Bài tập của chúng ta yêu cầu tính phân tử khối trung bình của không khí, với giả thiết thành phần không khí như sau: 78% nitrogen, 21% oxygen và 1% argon.
Để giải bài tập này, chúng ta sẽ đi qua các bước sau:
Bước 1: Xác định các khí thành phần và tỉ lệ phần trăm của chúng.
Dựa vào đề bài, ta có:
– Nitrogen (N₂) chiếm 78%
– Oxygen (O₂) chiếm 21%
– Argon (Ar) chiếm 1%
Bước 2: Tìm nguyên tử khối của các nguyên tố cấu tạo nên các phân tử khí.
Các em hãy tra bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học để tìm nguyên tử khối của các nguyên tố cần thiết:
– Nguyên tử khối của Nitrogen (N) là 14.
– Nguyên tử khối của Oxygen (O) là 16.
– Nguyên tử khối của Argon (Ar) là 40.
Bước 3: Tính phân tử khối của từng phân tử khí thành phần.
* Đối với Nitrogen (N₂): Phân tử này gồm 2 nguyên tử Nitrogen.
Phân tử khối của N₂ = Nguyên tử khối của N × 2 = 14 × 2 = 28.
* Đối với Oxygen (O₂): Phân tử này gồm 2 nguyên tử Oxygen.
Phân tử khối của O₂ = Nguyên tử khối của O × 2 = 16 × 2 = 32.
* Đối với Argon (Ar): Đây là một khí hiếm, phân tử của nó chỉ gồm 1 nguyên tử.
Phân tử khối của Ar = Nguyên tử khối của Ar = 40.
Bước 4: Tính phân tử khối trung bình của hỗn hợp khí (không khí).
Để tính phân tử khối trung bình của một hỗn hợp, chúng ta sẽ nhân phân tử khối của từng thành phần với tỉ lệ phần trăm của nó trong hỗn hợp, sau đó cộng các kết quả lại.
Công thức tổng quát để tính phân tử khối trung bình (Mtb) của một hỗn hợp khí có các thành phần khí 1, 2, 3,… với tỉ lệ phần trăm tương ứng là n₁, n₂, n₃,… là:
\[ M_{tb} = \frac{M_1 \times n_1 + M_2 \times n_2 + M_3 \times n_3 + …}{100\%} \]
Áp dụng vào bài toán của chúng ta:
M (N₂) = 28, n (N₂) = 78%
M (O₂) = 32, n (O₂) = 21%
M (Ar) = 40, n (Ar) = 1%
Vậy, phân tử khối trung bình của không khí là:
\[ M_{tb} = \frac{28 \times 78\% + 32 \times 21\% + 40 \times 1\%}{100\%} \]
Để tính toán dễ dàng hơn, chúng ta có thể bỏ qua đơn vị ‘%’ trong quá trình tính toán và coi các tỉ lệ là số thập phân hoặc nhân với 100 rồi chia cho 100 ở cuối. Ở đây, chúng ta sẽ giữ nguyên cách tính trực tiếp với tỉ lệ phần trăm.
\[ M_{tb} = \frac{(28 \times 78) + (32 \times 21) + (40 \times 1)}{100} \]
Bây giờ, chúng ta thực hiện các phép nhân:
28 × 78 = 2184
32 × 21 = 672
40 × 1 = 40
Tiếp theo, cộng các kết quả này lại:
2184 + 672 + 40 = 2896
Cuối cùng, chia cho 100:
\[ M_{tb} = \frac{2896}{100} = 28.96 \]
Vậy, phân tử khối trung bình của không khí, theo giả thiết đề bài, là 28.96.
Thầy/cô hy vọng với cách trình bày chi tiết từng bước như vậy, các em đã nắm vững cách tính phân tử khối trung bình của một hỗn hợp khí. Các em hãy thử áp dụng cách làm này cho các bài tập tương tự trong sách giáo khoa nhé! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi thầy/cô. Chúc các em học tốt!
Cho \(m_{kk}=100(g)\)
\(m_{N_2}=100.78\%=78(g)\)
\(->n_{N_2}={78}/{28}={39}/{14}(mol)\)
\(m_{O_2}=100.21\%=21(g)\)
\(->n_{O_2}={21}/{32}=0,65625(mol)\)
\(m_{Ar}=100.1\%=1(g)\)
\(->n_{Ar}=1/{39,9}(mol)\)
\(->M_{kk}={100}/{1/{39,9}+0,65625+{39}/{14}}\approx 28,84(g//mol)\)
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
phân tử khối trung bình của không khí:
\(={M_{N_2}.78 +M_{O_2}.21+M_{Ar}.1}/100\)
\(={28.78+32.21+39,9}/100~~28,959(g\)\(/\)\(mol)\)