Mở đầu
Mở đầu (trang 27) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Nếu yêu cầu đếm số lượng viên gạch để xây bức tường của lâu đài (hình 4.1) và đếm số lượng hạt cát để xây bức tường của lâu đài bằng cát (hình 4.2), yêu cầu nào có thể thực hiện được? Vì sao?
Với những vật thể có kích thước và khối lượng đáng kể như viên gạch, quả táo, …, người ta dễ dàng xác định số lượng, khối lượng và thể tích của chúng bằng cách đếm, cân, đo, … Nhưng với những hạt có kích thước vô cùng nhỏ bé như nguyên tử, phân tử rất khó có thể cân và đếm được chúng.
Vậy làm thế nào để có thể xác định một cách thuận lợi số nguyên tử, phân tử và khối lượng, thể tích của chúng khi tham gia và tạo thành trong các phản ứng hoá học?
Trả lời:
- Yêu cầu đếm số lượng viên gạch có thể thực hiện được do viên gạch có kích thước cụ thể và đáng kể, có thể dễ dàng xác định được số lượng.
- Để xác định một cách thuận lợi số nguyên tử, phân tử và khối lượng, thể tích của chúng khi tham gia và tạo thành trong các phản ứng hoá học ta dùng khái niệm mol.
I. Khái niệm mol
Câu hỏi 1 (trang 27) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4:
Xác định số nguyên tử có trong
a) 2 mol nguyên tử nhôm (Aluminium)
b) 1,5 mol nguyên tử Carbon
Trả lời:
a) Số nguyên tử có trong 2 mol nguyên tử nhôm (aluminium):
2 × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1024 (nguyên tử).
b) Số nguyên tử có trong 1,5 mol nguyên tử carbon:
1,5 × 6,022 × 1023 = 9,033 × 1023 (nguyên tử).
Luyện tập 1 (trang 28) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Tính số phân tử nước và số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 3 mol phân tử nước.
Trả lời:
- Trong 3 mol phân tử nước có 3. 6,022.1023 = 18,066 phân tử
- Trong 1 phân tử nước có 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O nên số nguyên tử H có trong 3 mol phân tử nước bằng 2. 3. 6,022.1023 = 36,132 nguyên tử
- Số nguyên tử O có trong 3 mol phân tử nước bằng 3. 6,022.1023 = 18,066 nguyên tử
II. Khối lượng mol
Câu hỏi 2 (trang 28) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Quan sát hình 4.3, cho biết khối lượng 1 mol nguyên tử đồng và khối lượng 1 mol phân tử sodium chloride.
Trả lời:
- Khối lượng của 1 mol nguyên tử đồng là 64 gam.
- Khối lượng 1 mol phân tử sodium chloride là 58,5 gam.
Câu hỏi 3 (trang 28) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, cho biết khối lượng mol nguyên tử hydrogen, nitơ (nitrogen) và magnesium.
Trả lời:
Dựa vào bảng tuần hoàn:
- Khối lượng mol nguyên tử hydrogen là: 1,008 gam/ mol.
- Khối lượng mol nguyên tử nitơ (nitrogen) là: 14,01 gam/ mol.
- Khối lượng mol nguyên tử magnesium là: 24,31 gam/ mol.
Luyện tập 2 (trang 28) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Tính khối lượng mol phân tử khí oxygen và khí carbon dioxide.
Trả lời:
- Khối lượng mol phân tử khí oxygen bằng 16.2 = 32 g/mol
- Khối lượng mol phân tử khí carbon dioxide bằng 12 + 16.2 = 44 g/mol
Tìm hiểu thêm (trang 28) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Giải thích vì sao khối lượng mol nguyên tử hay phân tử của một chất có cùng trị số với khối lượng nguyên tử hay phân tử chất đó tính theo đơn vị amu.
Trả lời:
Ta có: 1 amu = 1,6605 × 10-24 gam.
Với một nguyên tử/ phân tử có khối lượng là M (amu), ta có khối lượng mol nguyên tử/ phân tử đó là: M × 1,6605 × 10-24 × 6,022 × 1023 ≈ M (gam/ mol).
Vậy ta có điều cần chứng minh.
III. Chuyển đổi giữa số mol chất và khối lượng
Luyện tập 3 (trang 29) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau
Trả lời:
Áp dụng các công thức:
IV. Thể tích MOL của chất khí
Câu hỏi 4 (trang 29) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Quan sát hình 4.4, cho biết ở điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và nhiệt độ 25oC), thể tích 1 mol khí là bao nhiêu?
Trả lời:
- Điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và nhiệt độ 25oC) thể tích 1 mol khí là 24,79 lít.
V. Chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích chất khí
Câu hỏi 5 (trang 30) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Quan sát hình 4.4, cho biết ở điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và nhiệt độ 25oC), thể tích 1 mol khí là bao nhiêu?
Trả lời:
Nếu đặt n là số mol chất khí, V là thể tích chất khí ở điều kiện chuẩn thì ta có biểu thức:
Luyện tập 4 (trang 30) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau:
Trả lời:
Áp dụng các công thức:
IV. Tỉ khối của chất khí
Câu hỏi 6 (trang 30) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Nếu không dùng cân, làm thế nào có thể biết được 24,79 lít khí N2 nặng hơn 24,79 lít khí H2 bao nhiêu lần (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất)?
Trả lời:
- Để so sánh khí N2 nặng hơn khí H2 bao nhiêu lần (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) mà không dùng cân người ta so sánh khối lượng mol của hai khí đó.
Câu hỏi 7 (trang 30) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Làm thế nào để biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B?
Trả lời:
- So sánh khí A nặng hay nhẹ hơn khí B người ta dùng tỉ khối của khí A đối với khí B (là tỉ số giữa khối lượng mol của khí A với khối lượng mol của khí B)
Luyện tập 4 (trang 31) SGK Khoa học tự nhiên 8 Cánh diều Bài 4: Có ba quả bóng bay giống nhau về kích thước và khối lượng. Lần lượt bơm cùng thể tích mỗi khí H2, CO2, O2 vào từng quả bóng bay trên. Điều gì sẽ xảy ra khi thả ba quả bóng bay đó trong không khí?
Trả lời:
- Khi thả ba quả bóng bay vào không khí chỉ có quả bóng bay chứa khí H2 là bay được lên, còn quả bóng chứa khí O2 và quả bóng chứa khí CO2 đều rơi xuống mặt đất. Do khí H2 nhẹ hơn không khí còn khí O2 và khí CO2 đều nặng hơn không khí.