Thuyết động học phân tử chất khí

Số mol: \(n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{4}{2} = 2{\rm{ }}mol\)

Gọi \(M\) - khối lượng mol phân tử của chất khí

Ta có, số mol khí bằng: \(n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{N}{{{N_A}}}\)

Với \(\left\{ \begin{array}{l}N = 11,{28.10^{26}}\\{N_A} = 6,{02.10^{23}}\\m = 30kg = {30.10^3}g\end{array} \right.\)

Ta suy ra: \(M = \dfrac{{m{N_A}}}{N} = \dfrac{{{{30.10}^3}.6,{{02.10}^{23}}}}{{11,{{28.10}^{26}}}} = 16\left( {g/mol} \right)\) 

Mặt khác, phân tử khí này gồm các nguyên tử hiđro và cacbon

Khí \(C{H_4}\) có khối lượng mol phân tử là \(M = 12 + 4 = 16\left( {g/mol} \right)\)

=> Khí đã cho là \(C{H_4}\)

Ta có: Chỉ có các phân tử khí khi chuyển động mới va chạm lẫn nhau.

Các phân tử khí có cả 3 tính chất :

(I) chuyển động không ngừng.

(II) tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy.

(III) khi chuyển động va chạm với nhau.

Khí lí tưởng: là chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm.

Các phân tử khí lý tưởng không tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy.

=> Các phân tử khí lí tưởng không có tính chất số (II)

Ta có: Lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng không yếu, các phân tử chất lỏng không chuyển động hỗn loạn theo mọi phương.

=> A, C - sai => D - sai

Các phân tử chất lỏng có hình dạng phụ thuộc vào hình dạng bình chứa

=> B - đúng

Ta có, chất rắn có các tính chất:

+ Lực tương tác phân tử rất mạnh

+ Chuyển động phân tử: Dao động quanh VTCB

+ Hình dạng và thể tích xác định

=> Cả 3 phương án A, B, C - đúng

Không có hình dạng cố định còn là tính chất của chất lỏng

Số A-vô-ga-đrô có giá trị bằng số nguyên tử hoặc phân tử có trong một mol của mọi chất.

Khối lượng mol của phân tử nước là 18 g, khối lượng mol của phân tử Oxi là 32 g, thể tích mol của khí Hidro ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ OoC, áp suất 1 atm) là 22,4 lít.

A - sai vì: Bành trướng: Chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa

B -sai vì: Dễ nén: Khi áp suất tác dụng lên một lượng khí tăng thì thể tích của khí giảm đáng kể.

C - đúng

D - sai vì: Chất khí có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng

Khí lí tưởng: là chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm.

Khí lí tưởng có khối lượng đáng kể

A, B, D - đúng

C - sai

Ta có, cấu tạo chất:

- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử

- Các phân tử chuyển động không ngừng

- Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao

=> Cả A, B, C đều đúng

Nguyên nhân cơ bản gây ra áp suất chất khí là: Do trong khi chuyển động, các phân tử khí va chạm với nhau và va chạm vào thành bình.

- Số Avôgađrô N_A: là số nguyên tử có trong 1 mol lượng chất bất kỳ.

\({N_A} = {6,022.10^{23}}(mo{l^{ - 1}})\)

Khí lí tưởng: là chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm.

Ta có:

+ 1 mol nước có chứa \({6,02.10^{23}}\) phân tử

+ Số phân tử có trong 2g nước là: \(N = n{N_A} = \frac{m}{M}{N_A} = \frac{2}{{18}}{.6,023.10^{23}} = {6,692.10^{22}}\) phân tử

Số mol: \(n = \frac{m}{M} = \frac{4}{{32}} = 0,125{\rm{  }}mol\)

Ta có:

Thể tích của bình chứa là: \(V = 22,4l = {22,4.10^{ - 3}}{m^3}\)

Thể tích của một phân tử oxi bằng: \({V_0} = \frac{4}{3}\pi {r^3}\)

Thể tích riêng của các phân tử oxi bằng: \(V' = {N_A}{V_0} = \frac{4}{3}\pi {N_A}{r^3}\)

Xét tỉ số: \(\frac{V}{{V'}} = \frac{{{{22,4.10}^{ - 3}}}}{{\frac{4}{3}\pi {N_A}{r^3}}} = \frac{{{{22,4.10}^{ - 3}}}}{{\frac{4}{3}\pi {{.6,023.10}^{23}}.{{\left( {{{10}^{ - 10}}} \right)}^3}}} = {8,9.10^3}\)

=> Thể tích riêng của các phân tử ôxi nhỏ hơn thể tích bình chứa \({8,9.10^3}\) lần

Số mol khí heli có trong bình là:

\(n = \dfrac{N}{{{N_A}}} = \dfrac{{3,{{01.10}^{23}}}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 0,5\,\left( {mol} \right)\)

Thể tích của khí Heli có trong bình là:

\(V = 0,5.22,4 = 11,2\,\,\left( l \right)\)

+ Số nguyên tử chứa trong 4g Heli là:

\({N_{He}} = {n_{He}}.{N_A} = \dfrac{{{m_{He}}}}{{{M_{He}}}}.{N_A} = \dfrac{4}{4}.{N_A} = {N_A}\)

+ Số phân tử chứa trong 16g Oxi:

\({N_{{O_2}}} = {n_{_{{O_2}}}}.{N_A} = \dfrac{{{m_{{O_2}}}}}{{{M_{{O_2}}}}}.{N_A} = \dfrac{{16}}{{32}}.{N_A} = 0,5.{N_A}\)

+ Số phân tử chứa trong 18g nước lỏng:

\({N_{{H_2}O}} = {n_{{H_2}O}}.{N_A} = \dfrac{{{m_{{H_2}O}}}}{{{M_{{H_2}O}}}}.{N_A} = \dfrac{{18}}{{18}}.{N_A} = {N_A}\)

+ Số nguyên tử chứa trong 22,4l khí trơ ở nhiệt độ 0⁰C và áp suất 1 atm là:

\(N = n.{N_A} = \dfrac{{V\left( l \right)}}{{22,4}}.{N_A} = \dfrac{{22,4}}{{22,4}}.{N_A} = {N_A}\)

Vậy đáp án sai là: Số phân tử chứa trong 16g Oxi