Bài tập tính tỉ khối của chất khí

Ta có: ${d_{{N_2}/{H_2}}} = \frac{{{M_{{N_2}}}}}{{{M_{{H_2}}}}} = \frac{{28}}{2} = 14 > 1$ => khí N₂ nặng hơn khí H₂

${d_{{N_2}/N{H_3}}} = \frac{{{M_{{N_2}}}}}{{{M_{N{H_3}}}}} = \frac{{28}}{{17}} = 1,647 > 1$ => khí N₂ nặng hơn NH₃

${d_{{N_2}/{C_2}{H_2}}} = \frac{{{M_{{N_2}}}}}{{{M_{{C_2}{H_2}}}}} = \frac{{28}}{{26}} = 1,07 > 1$ => khí N₂ nặng hơn khí C₂H₂

${d_{{N_2}/{O_2}}} = \frac{{{M_{{N_2}}}}}{{{M_{{O_2}}}}} = \frac{{28}}{{32}} = 0,875 < 1$ => khí N₂ nhẹ hơn khí O₂

Không khí có M = 29 g/mol => chất nặng hơn không khí là chất có M > 29 g/mol

+) ${M_{S{O_2}}} = 32 + 16.2 = 64$ > 29 => khí SO₂ nặng hơn không khí

+) ${M_{{H_2}}} = 2.1 = 2$ < 29 => khí H₂ nhẹ hơn không khí

+) ${M_{C{H_4}}} = 12 + 1.4 = 16$ < 29 => khí CH₄ nhẹ hơn không khí

+) ${M_{{N_2}}} = 2.14 = 28$ < 29 => khí N₂ nhẹ hơn không khí

Không khí có M = 29 g/mol => chất nhẹ hơn không khí là chất có M < 29 g/mol

+) Loại A vì: ${M_{C{O_2}}} = 12 + 16.2 = 44$ > 29 => khí CO₂ nặng hơn không khí

+) Loại B vì: ${M_{S{O_2}}} = 32 + 16.2 = 64$ > 29 => khí SO₂ nặng hơn không khí

+) Loại C vì: ${M_{N{O_2}}} = 14 + 16.2 = 46$ > 29 => khí NO₂ nặng hơn không khí

Tỉ khối của A đối với H₂ : ${d_{A/{H_2}}} = \dfrac{{{M_A}}}{{{M_{{H_2}}}}} = 22 = > {M_A} = 22.{M_{{H_2}}} = 22.2 = 44$ g/mol

Loại A vì NO₂ có M = 14 + 16.2 = 46

Loại B vì N₂ có M = 2.14 = 28

Chọn C vì CO₂ có M = 12 + 16.2 = 44

Loại D vì Cl₂ có M = 2.35,5 = 71

Ta có: ${d_{B/{O_2}}} = \frac{{{M_B}}}{{{M_{{O_2}}}}} = 0,5 = > {M_B} = 32.0,5 = 16$ 

Mặt khác: ${d_{A/B}} = \frac{{{M_A}}}{{{M_B}}} = 2,125 = > {M_A} = 2,125.16 = 34$

Vậy khối lượng mol của A là 34 g/mol

Áp dụng công thức tính tỉ khối:  ${d_{{X_2}/{C_2}{H_2}}} = \frac{{{M_{{X_2}}}}}{{{M_{{C_2}{H_2}}}}} = 2,731 = > {M_{{X_2}}} = (12.2 + 2).2,731 \approx 71$

Mà = 2.M_X = 71 => M_X = 35,5

Vậy khí cần tìm là Cl₂

Tỉ khối của A so với không khí là 1,5862 => M_A = 29 . d_A/KK = 29.1,5862 = 46 g/mol

Khối lượng mol của khí A là:

${M_{R{O_2}}} = {M_R} + 2.{M_O}$ => M_R = 46 – 2.16 = 14 gam

=> R là N

=> Công thức của A là NO₂ 

Số mol khí H₂ là:  ${n_{{H_2}}} = \frac{V}{{22,4}} = \frac{{3,36}}{{22,4}} = 0,15\,mol$

Số mol khí N₂ là:  ${n_{{N_2}}} = \frac{V}{{22,4}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\,mol$

=> khối lượng trung bình của hỗn hợp X là:

${\bar M_X} = \frac{{2.0,15 + 28.0,3}}{{0,15 + 0,3}} = 19,33$

Khí He có M = 4

=> tỉ khối của X so với He là:  ${d_{X/He}} = \frac{{{M_X}}}{{{M_{He}}}} = \frac{{19,33}}{4} = 4,83$

Số mol của CH₄ là:  ${n_{C{H_4}}} = \frac{4}{{16}} = 0,25\,mol$

Số mol của C₂H₄ là: ${n_{{C_2}{H_4}}} = \frac{7}{{28}} = 0,25\,mol$

=> khối lượng trung bình của hỗn hợp khí là:

$\bar M = \frac{{{n_{C{H_4}}}.{M_{C{H_4}}} + {n_{{C_2}{H_4}}}.{M_{{C_2}{H_4}}}}}{{{n_{C{H_4}}} + {n_{{C_2}{H_4}}}}} = \frac{{{m_{C{H_4}}} + {m_{{C_2}{H_4}}}}}{{{n_{C{H_4}}} + {n_{{C_2}{H_4}}}}} = \frac{{4 + 7}}{{0,25 + 0,25}} = 22$

=> tỉ khối của hỗn hợp so với không khí là:  ${d_{hh/kk}} = \frac{{\bar M}}{{{M_{kk}}}} = \frac{{22}}{{29}}$

Hỗn hợp chứa N₂ và O₂ theo tỉ lệ vê thể tích là 1 : 2

=> Gọi số mol của N₂ là a mol thì số mol của O₂ là 2a mol

Khối lượng trung bình của hỗn hợp khí là:

$\bar M = \frac{{{n_{{N_2}}}.{M_{{N_2}}} + {n_{{O_2}}}.{M_{{O_2}}}}}{{{n_{{N_2}}} + {n_{{O_2}}}}} = \frac{{a.28 + 2{\text{a}}.32}}{{a + 2{\text{a}}}} = \frac{{92}}{3}$

=> tỉ khối của hỗn hợp so với không khí là:  ${d_{hh/kk}} = \frac{{\bar M}}{{{M_{kk}}}} = \frac{{92}}{{3.29}} = \frac{{92}}{{87}}$

Gọi số mol của N₂ là a mol => số mol của O₃ là 2a mol

Khối lượng trung bình của hỗn hợp khí là:

$\bar M = \frac{{{n_{{N_2}}}.{M_{{N_2}}} + {n_{{O_3}}}.{M_{{O_3}}}}}{{{n_{{N_2}}} + {n_{{O_3}}}}} = \frac{{a.28 + 2{\text{a}}.48}}{{a + 2{\text{a}}}} = \frac{{124}}{3}$

=> tỉ khối của hỗn hợp so với không khí là:  ${d_{hh/kk}} = \frac{{\bar M}}{{{M_{kk}}}} = \frac{{124}}{{3.29}} = \frac{{124}}{{87}}$

Số mol khí X là: ${n_X} = \dfrac{V}{{22,4}} = \dfrac{{0,5}}{{22,4}}$ mol

=> khối lượng mol phân tử của khí X là:  ${M_X} = \dfrac{m}{n} = \dfrac{{1,25}}{{\dfrac{{0,5}}{{22,4}}}} = 56$

Tỉ khối của X so với không khí là: ${d_{X/kk}} = \dfrac{{{M_X}}}{{{M_{kk}}}} = \dfrac{{56}}{{29}} = 1,93$

Tỉ khối của X so với CO₂ là:   ${d_{X/C{O_2}}} = \dfrac{{{M_X}}}{{{M_{C{O_2}}}}} = \dfrac{{56}}{{44}} = 1,27$

Tỉ khối của X so với CH₄ là:  ${d_{X/C{O_2}}} = \dfrac{{{M_X}}}{{{M_{C{H_4}}}}} = \dfrac{{56}}{{16}} = 3,5$

Khí A có tỉ khối so với H₂ là 32 =>  ${d_{A/{H_2}}} = \frac{{{M_A}}}{{{M_{{H_2}}}}} = > {M_A} = {d_{A/{H_2}}}.{M_{{H_2}}} = 32.2 = 64$

A có công thức phân tử là RO₂ => M = M_R + 2.M_O = 64

=> M_R = 64 – 2.16 = 32 => R là nguyên tố S

Vậy công thức phân tử của A là SO₂

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 :  ${d_{X/kk}} = \dfrac{{{{\bar M}_X}}}{{29}} = > {\bar M_X} = 29.0,3276 = 9,5$

Công thức tính khối lượng trung bình của hỗn hợp X là

${M_X} = \dfrac{{{n_{{H_2}}}.{M_{{H_2}}} + {n_{{O_2}}}.{M_{{O_2}}}}}{{{n_{{H_2}}} + {n_{{O_2}}}}} = \dfrac{{2{\text{x}} + 32y}}{{x + y}} = 9,5$

=> 2x + 32y = 9,5x + 9,5y => 7,5x = 22,5 => x = 3y

=> phần trăm số mol khí H₂ là:  $\% {n_{{H_2}}} = \dfrac{{{n_{{H_2}}}}}{{{n_{{H_2}}} + {n_{{O_2}}}}}.100\% = \dfrac{{3y}}{{3y + y}}.100\% = 75\% $

Phân tử khối của N₂ = 14×2 = 28 (gam/mol)

Phân tử khối của H₂ = 2×1 = 2 (gam/mol)

Suy ra 

\({d_{{N_2}/{H_2}}} =\dfrac{{28}}{2}= 14\)

Vậy N­₂ nặng hơn H₂ 14 lần

Khí thu được bằng cách đặt úp bình \( \to\) khí này có phân tử khối nhẹ hơn không khí

\( \to\) khí X là khí H₂ (\({M_{{H_2}}} = 2\,\,g/mol\))

 Gọi số mol của CO và CO2 lần lượt là a, b (mol)

Áp dụng công thức tính tỉ khối ta có:  \(\dfrac{{28a + 44b}}{{\left( {a + b} \right)}} = {\text{ }}1\,.\,32 <  =  > {\text{ }}a{\text{ }} = {\text{ }}3b{\text{ }}\left( 1 \right)\)

Mặt khác có: a + b = (8,96 : 22,4) = 0,4 (2)

Lấy (1) thay vào (2) ta được b = 0,1 mol và a=0,3 mol

Gọi số mol CO2 cần thêm vào là x mol

Ta có:\(\dfrac{{28.0,3 + 44\left( {0,1 + x} \right)}}{{\left( {0,4 + x} \right)}} = {\text{ }}1,075.32{\text{ }} <  =  > {\text{ }}x{\text{ }} = {\text{ }}0,1{\text{ }}mol\)

=> V = 0,1. 22,4 = 2,24 lít.

Khí thu bằng phương pháp đẩy nước  phải chọn những khí ít hoặc không tan trong nước

Khí có thể thu được bằng cách đẩy nước trong phòng thí nghiệm là: H₂; O₂; CH₄; CO₂.