1. Bài 5. Phân tử - Đơn chất - Hợp chất

Một phân tử nước chứa hai nguyên tử hydrogen và một oxygen. Nước là

A. một hợp chất.                                                                   

B. một đơn chất.

C. một hỗn hợp.                                                                    

D. một nguyên tố hóa học.

Lời giải chi tiết:

Phân tử nước được tạo bởi hai nguyên tố hóa học là hydrogen và oxygen.

⇨ Phân tử nước là hợp chất.

⇨ Chọn A.

Đèn neon chứa

A. các phân tử khí neon Ne₂.                                               

B. các nguyên tử neon (Ne) riêng rẽ không liên kết với nhau.

C. một đại phân tử khổng lồ chứa rất nhiều nguyên tử neon.

D. một nguyên tử neon.

Lời giải chi tiết:

Neon là nguyên tố khí hiếm, có 8 electron ngoài cùng bền vững và tồn tại ở trạng thái một nguyên tử Ne (không liên kết với các nguyên tử khác).

⇨ Đèn Neon chứa vô số các nguyên tử neon riêng rẽ, không liên kết với nhau.

⇨ Chọn B.

Một bình khí oxygen chứa

A. các phân tử O₂.                                                                

B. các nguyên tử oxygen riêng rẽ không liên kết với nhau.

C. một đại phân tử khổng lồ chứa rất nhiều nguyên tử oxygen.       

D. một phân tử oxygen.

Lời giải chi tiết:

Khí oxygen (O₂) là đơn chất chứa 2 nguyên tử oxygen.

⇨ Một bình khí oxygen chứa các phân tử khí oxygen (O₂).

⇨ Chọn A.

Lõi dây điện bằng đồng (copper) chứa

A. các phân tử Cu₂.                                                              

B. các nguyên tử Cu riêng rẽ không liên kết với nhau.

C. rất nhiều nguyên tử Cu liên kết với nhau.                       

D. một nguyên tử Cu.

Lời giải chi tiết:

Kim loại đồng (copper) tồn tại ở trạng thái đơn chất, được tạo bởi một nguyên tố Cu.

⇨ Lõi dây điện bằng đồng (copper) chứa rất nhiều nguyên tử Cu liên kết với nhau.

⇨ Chọn C

Cho các hình sau, trong đó mỗi vòng tròn biểu diễn 1 nguyên tử, các vòng tròn đen và trắng biểu diễn các nguyên tử của các nguyên tố hóa học khác nhau.

Hộp nào chứa:

a) Các phân tử của một đơn chất?

b) Các phân tử của một hợp chất?

c) Các nguyên tử của một đơn chất?

Có hộp nào chứa hỗn hợp không? Hãy giải thích.

Lời giải chi tiết:

a) Hộp B chứa các phân tử của một đơn chất.

Vì hộp B gồm các phân tử tạo bởi hai nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học. Chất được tạo bởi một nguyên tố hóa học là đơn chất.

b) Hộp C chứa các phân tử của một hợp chất.

Vì hộp C chứa các phân tử được tạo bởi hai nguyên tử của hai nguyên tố hóa học. Chất được tạo nên từ hai nguyên tố hóa học trở lên là hợp chất.

c) Hộp A chứa các nguyên tử của một đơn chất.

Vì hộp A chứa các nguyên tử của cùng một nguyên tố. Chất được tạo bởi một nguyên tố hóa học là đơn chất.

Trong các chất hóa học: Li, N₂, CO, Cl₂, S₈, NaCl, chất nào là đơn chất, chất nào là hợp chất?

Lời giải chi tiết:

- Li được tạo bởi một nguyên tố lithium (Li).

- N₂ được tạo bởi một nguyên tố nitrogen (N).

- CO được tạo bởi hai nguyên tố: carbon (C), oxygen (O).

- S₈ được tạo bởi một nguyên tố sulfur (S).

- NaCl được tạo bởi hai nguyên tố là sodium (Na), chlorine (Cl).

⇨ Đơn chất: Li, N_2, Cl₂, S₈.

⇨ Hợp chất: CO, NaCl.

Các hợp chất sau đây được tạo thành từ bao nhiêu nguyên hóa học?

a) CuO                      b) CaCO₃                 c) HNO₃                   d) NaOH                       e) CH₃OH.

Lời giải chi tiết:

a) CuO được tạo thành từ hai nguyên tố Cu (copper) và O (oxygen).

b) CaCO₃ được tạo thành từ ba nguyên tố Ca (calsium), C (carbon), O (oxygen).

c) HNO₃ được tạo thành từ ba nguyên tố H (hydrogen), N (nitrogen), O (oxygen).

d) NaOH được tạo thành từ ba nguyên tố Na (sodium), O (oxygen), H (hydrogen).

e) CH₃OH được tạo thành từ ba nguyên tố C (carbon), H (hydrogen), O (oxygen).

Có bao nhiêu nguyên tử trong mỗi phân tử chất sau:

a) N₂              

b) CO₂            

c) O₃              

d) CH₄            

e) SO₂                       

g) C₂H₄

Lời giải chi tiết:

a) N₂

⇨ Phân tử N₂ có 2 nguyên tử của nguyên tố nitrogen.        

b) CO₂            

⇨ Phân tử CO₂ có 3 nguyên tử trong đó có 1 nguyên tử của nguyên tố carbon và 2 nguyên tử của nguyên tố oxygen.

c) O₃              

⇨ Phân tử O₃ có 3 nguyên tử của nguyên tố oxygen.

d) CH₄            

⇨ Phân tử CH₄ có 5 nguyên tử trong đó có 1 nguyên tử của nguyên tố carbon và 4 nguyên tử của nguyên tố hydrogen.

e) SO₂            

⇨ Phân tử SO₂ có 3 nguyên tử trong đó có 1 nguyên tử của nguyên tố sulfur và 2 nguyên tử của nguyên tố oxygen.

g) C₂H₄

⇨ Phân tử C₂H₄ có 6 nguyên tử trong đó có 2 nguyên tử của nguyên tố carbon và 4 nguyên tử của nguyên tố hydrogen.

Trong các hình vẽ dưới đây, mỗi hình vuông biểu diễn một chiếc hộp chứa; mỗi vòng tròn biểu diễn một nguyên tử, các vòng tròn màu đen, xanh lam, xanh nhạt và trắng biểu diễn các nguyên tử của các nguyên tố hóa học khác nhau.

Hãy ghép mỗi hình trên với một mô tả dưới đây cho phù hợp. Mỗi hình chỉ được sử dụng một lần.

(1) Đơn chất tinh khiết – chỉ chứa 1 loại nguyên tử.

(2) Hỗn hợp 2 đơn chất – có hai loại nguyên tử không liên kết với nhau.

(3) Hợp chất tinh khiết – chỉ chứa một loại phân tử.

(4) Hỗn hợp 2 hợp chất – có hai loại phân tử trong hộp.

(5) Hỗn hợp gồm 1 đơn chất và 1 hợp chất.

Lời giải chi tiết:

- Hộp A gồm các phân tử giống nhau, mỗi phân tử được cấu tạo bởi hai các nguyên tử thuộc hai nguyên tố hóa học.

⇨ Hộp A chứa hợp chất tinh khiết (một loại phân tử) .

- Hộp B gồm 3 phân tử thuộc 2 loại chất, trong đó có 2 phân tử được cấu tạo bởi 2 nguyên tử thuộc hai nguyên hóa học và 1 phân tử được cấu tạo bởi 3 nguyên tử thuộc hai nguyên tố hóa học.

⇨ Hộp B chứa hỗn hợp hai hợp chất (hai loại phân tử).

- Hộp C gồm các chất là các nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hóa học.

⇨ Hộp C chứa đơn chất tinh khiết (một loại phân tử).

- Hộp D gồm 2 đơn chất giống nhau được cấu tạo bởi một nguyên tố hóa học và 2 hợp chất giống nhau được cấu tạo bởi hai nguyên tố hóa học,

⇨ Hộp D chứa hỗn hợp hai hợp chất (hai loại chất: phân tử đơn chất, phân tử hợp chất).

- Hộp E gồm 3 phân tử đơn chất giống nhau được tạo bởi một nguyên tố hóa học và 2 phân tử đơn chất giống nhau được tạo bởi một nguyên tố hóa học.

⇨ Hộp E chứa hỗn hợp hai đơn chất (hai loại nguyên tử)

Trong các hình vẽ dưới đây, các vòng tròn có kích thước khác nhau biểu diễn các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau. Hình vẽ nào biểu diễn khí hydrogen chloride?

Lời giải chi tiết:

Khí hydrogen chloride (HCl) chứa các phân tử hợp chất được cấu tạo bởi một nguyên tử hydrogen và một nguyên tử chlorine.

Hình A chứa một loại chất là các phân tử đơn chất được cấu tạo bởi một nguyên tử.

Hình B chứa hỗn hợp gồm 2 loại phân tử đơn chất.

Hình C chứa một loại chất là các phân tử hợp chất được cấu tạo bởi 2 nguyên tử thuộc hai nguyên tố hóa học khác nhau.

Hình D chứa một loại chất là các đơn chất được cấu tạo bởi 2 nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hóa học.

⇨ Chọn C.

Đánh dấu (x) vào ô thích hợp để hoàn thiện bảng sau về sự phân loại một số chất.

Lời giải chi tiết:

Kim loại iron được cấu tạo bởi các nguyên tử của nguyên tố iron.

Nước cam, nước biển, không khí trong bóng bay gồm các phân tử của nhiều chất loại chất tạo thành.

Kim loại aluminium được cấu tạo bởi các nguyên tử của nguyên tố aluminium.

Nước cất chứa các phân tử H₂O.

Cho các cụm từ sau: nguyên tử, đơn chất, không thể, hóa học, hợp chất, vật lí.

Chọn một trong các cụm từ cho ở trên điền vào mỗi chỗ trống để hoàn thiện các câu sau (chú ý: một từ có thể sử dụng nhiều lần hoặc không sử dụng).

a) Đơn chất là chất chỉ chứa một loại ..?..

b) Một đơn chất ..?.. bị phân chia thành các đơn chất khác nữa.

c) Hợp chất là chất được tạo nên từ hai hay nhiều ..?.. khác nhau. Các nguyên tử trong hợp chất liên kết ..?.. với nhau.

d) Không thể phân tách hợp chất thành các đơn chất tạo nên chúng, hoặc phân tách thành các hợp chất khác bằng các phương pháp ..?.. Tính chất của các hợp chất thường khác với tính chất của các đơn chất tạo nên chúng.

Phương pháp giải:

+ Đơn chất là những chất được tạo nên từ một nguyên tố hóa học.

+ Hợp chất là những chất được tạo nên từ hai hay nhiều nguyên tố hóa học.

Lời giải chi tiết:

a) Đơn chất là chất chỉ chứa một loại nguyên tử.

b) Một đơn chất không thể bị phân chia thành các đơn chất khác nữa.

c) Hợp chất là chất được tạo nên từ hai hay nhiều nguyên tố hóa học khác nhau. Các nguyên tử trong hợp chất liên kết hóa học với nhau.

d) Không thể phân tách hợp chất thành các đơn chất tạo nên chúng, hoặc phân tách thành các hợp chất khác bằng các phương pháp vật lí Tính chất của các hợp chất thường khác với tính chất của các đơn chất tạo nên chúng.

Trong các phân tử nước, cứ 16,0 g oxygen có tương ứng 2,0 g hydrogen. Một giọt nước chứa 0,1 g hydrogen thì khối lượng của oxygen có trong giọt nước đó là

A. 1,6 g.                       

B. 1,2 g.                       

C. 0,9 g.                                     

D. 0,8 g.

Phương pháp giải:

Có thể giải bài toán trên theo quy tắc tam suất. Quy tắc tam suất có thể hiểu đơn giản là bài toán nhân chéo chia ngang. Dùng để giải một bài toán khi cho biết tỷ lệ của hai chất (nguyên tử) theo đại lượng khối lượng (trong bài toán này) và khối lượng của một chất (nguyên tử này) để tìm khối lượng của chất (nguyên tử kia) còn lại.

Lời giải chi tiết:

Cách 1: áp dụng quy tắc tam suất

Trong phân tử nước, cứ 2 g hydrogen thì có 16 g oxygen

Một giọt nước chứa         0,1 g hydrogen thì có ..?..g oxygen.

⇨ Khối lượng oxygen trong giọt nước đó là:

\(\frac{{{\rm{0,1 }}{\rm{. 16}}}}{{\rm{2}}}{\rm{  =  0,8 (g)}}\)

⇨ Chọn D.

Cách 2: áp dụng cách giải bài toán tỷ lệ

\(\begin{array}{l}\frac{{{{\rm{m}}_{\rm{O}}}}}{{{{\rm{m}}_{\rm{H}}}}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{16}}}}{{\rm{2}}}{\rm{  =  8}}\\ \Rightarrow {\rm{ }}{{\rm{m}}_{\rm{O}}}{\rm{  =  8 }}{\rm{. }}{{\rm{m}}_{\rm{H}}}\\{\rm{             =  8 }}{\rm{. 0,1  =  0,8 (g)}}\end{array}\)

Hình 5.4 mô tả một phân tử chứa carbon, hydrogen và oxygen.

Số nguyên tử của mỗi nguyên tố carbon, hydrogen và oxygen có trong một phân tử chất này lần lượt là

A. 1, 6, 2.                     

B. 2, 5, 1.                     

C. 2, 6, 1.                                      

D. 6, 2, 1.

Phương pháp giải:

- Nguyên tố hóa học là tập hợp những nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân nguyên tử.

- Phân tử là hạt đại diện cho chất, gồm một số nguyên tử liên kết với nhau và thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của chất.

+ Phân tử đơn chất được tạo nên bởi các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học.

+ Phân tử hợp chất được tạo nên bởi các nguyên tử của các nguyên tố hóa học khác nhau.

Lời giải chi tiết:

Dựa vào hình 5.4, ta đếm được:

-  Số nguyên tử của nguyên tố carbon là 2.

-  Số nguyên tử của nguyên tố hydrogen là 6.

-  Số nguyên tử của nguyên tố oxygen là 1.

⇨ Chọn C.

Cho ba nguyên tố hóa học là carbon (C), hydrogen (H) và oxygen (O). Sự kết hợp giữa hai trong số ba nguyên tố, hoặc giữa ba nguyên tố hóa học này với nhau tạo ra rất nhiều hợp chất. Hãy tính khối lượng phân tử và phần trăm khối lượng của mỗi nguyên tố trong các hợp chất sau:

a) CO₂ (khí carbon dioxide, là khí cần thiết cho quá trình quang hợp).

b) CH₄ (methane, là thành phần chính của khí thiên nhiên).

c) C₁₂H₂₂O₁₁ (đường ăn).

Biết khối lượng nguyên tử của các nguyên tố: C = 12; H = 1; O = 16).

Phương pháp giải:

- Khối lượng phân tử của một chất bằng tổng khối lượng của các nguyên tử trong phân tử khối của chất đó.

Đơn vị: amu.

Lời giải chi tiết:

a) CO₂ (khí carbon dioxide, là khí cần thiết cho quá trình quang hợp).

\(\begin{array}{l}{{\rm{M}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}{\rm{  =  12  +  16 }}{\rm{. 2  =  44 (amu)}}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{C}}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{1 }}{\rm{. 12}}}}{{{\rm{44}}}}{\rm{ }}{\rm{. 100\%  }} \approx {\rm{ 27,3\% }}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{O}}}{\rm{  =   100\%   -  27,3\%   =  72,7\% }}\end{array}\)

b) CH₄ (methane, là thành phần chính của khí thiên nhiên).

\(\begin{array}{l}{{\rm{M}}_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}}}{\rm{  =  12  +  1 }}{\rm{. 4  =  16 (amu)}}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{C}}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{1 }}{\rm{. 12}}}}{{{\rm{16}}}}{\rm{ }}{\rm{. 100\%  }} = {\rm{ 75\% }}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{O}}}{\rm{  =   100\%   -  75\%   =  25\% }}\end{array}\)

c) C₁₂H₂₂O₁₁ (đường ăn).

\(\begin{array}{l}{{\rm{M}}_{{{\rm{C}}_{{\rm{12}}}}{{\rm{H}}_{{\rm{22}}}}{{\rm{O}}_{{\rm{11}}}}}}{\rm{  =  12 }}{\rm{. 12  +  1 }}{\rm{. 22  +  16 }}{\rm{. 11  =  342 (amu)}}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{C}}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{12 }}{\rm{. 12}}}}{{{\rm{342}}}}{\rm{ }}{\rm{. 100\%  }} \approx {\rm{ 42,1\% }}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{H}}}{\rm{  =   }}\frac{{{\rm{22 }}{\rm{. 1}}}}{{{\rm{342}}}}{\rm{ }}{\rm{. 100\%  }} \approx {\rm{ 6,4\% }}\\{\rm{\% }}{{\rm{m}}_{\rm{O}}}{\rm{  =  100\%   -  42,1\%   -  6,4\%   =  51,5\% }}\end{array}\)

Hãy tìm hiểu và cho biết vì sao buckminsterfullerene và carbon nanotube (Hình 5.5) đều là đơn chất carbon?

Phương pháp giải:

- Nguyên tố hóa học là tập hợp những nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân nguyên tử.

- Đơn chất là những chất được tạo nên từ một nguyên tố hóa học.

Lời giải chi tiết:

Buckminsterfullerene và carbon nanotube (Hình 5.5) đều là đơn chất carbon vì chúng được cấu tạo bởi các nguyên tử của nguyên tố carbon.