Phương pháp giải một số bài tập tính tỉ khối của chất khí

Dạng 1: Tính tỉ khối của chất khí

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Khí A đối với khí B: 

dA/B = \(\dfrac{M_{A}}{M_{B}}\)

- Khí A đối với không khí: 

dA/kk = \(\dfrac{M_{A}}{29}\)

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Tỉ khối của khí B đối với oxi là 0,5 và tỉ khối của khí A đối với khí B là 2,125. Khối lượng mol của khí A là

Hướng dẫn giải chi tiết:

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

Ví dụ 2: Một khí X2 có tỉ khối hơi đối với khí axetilen (C2H2) bằng 2,731. Khí X2 là

Hướng dẫn giải chi tiết:

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.MX = 71 => MX = 35,5

Vậy khí cần tìm là Cl2

Ví dụ 3: Khí A có công thức phân tử dạng RO2, có tỉ khối hơi so với H2 là 32. Vậy A có công thức phân tử là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

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 = MR + 2.MO = 64

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

Vậy công thức phân tử của A là SO2

Dạng 2: Xác định tỉ khối của hỗn hợp khí

* Một số lưu ý cần nhớ:

B1: Xác định khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí

B2: Xác định tỉ khối của hỗn hợp khí

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Tỉ khối của hỗn hợp chứa N2 và O3 theo tỉ lệ 1 : 2 so với không khí là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

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:  

\({d_{hh/kk}} = \frac{{\bar M}}{{{M_{kk}}}} = \frac{{124}}{{3.29}} = \frac{{124}}{{87}}\)

Ví dụ 2: Tỉ khối của hỗn hợp chứa 4 gam metan (CH4) và 7 gam khí etilen (C2H4) so với không khí là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

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:  

\({d_{hh/kk}} = \frac{{\bar M}}{{{M_{kk}}}} = \frac{{22}}{{29}}\)

Ví dụ 3: Một hỗn hợp X gồm H2 và O2 (không có phản ứng xảy ra) có tỉ khối so với không khí là 0,3276. Phần trăm theo số mol của khí H2 trong hỗn hợp là

Hướng dẫn giải chi tiết:

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:  

\(\% {n_{{H_2}}} = \dfrac{{{n_{{H_2}}}}}{{{n_{{H_2}}} + {n_{{O_2}}}}}.100\% = \dfrac{{3y}}{{3y + y}}.100\% = 75\% \)