Công thức số phân tử khí lớp 12 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức số phân tử khí lớp 12 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức số phân tử khí từ đó học tốt môn Vật Lí 12.

1. Công thức số phân tử khí

• Số lượng phân tử trong một mol chất được gọi là số Avogadro ${\text{N}}_{\text{A}}=6,02\cdot {10}^{23} {\text{mol}}^{-1}$

• Nếu một chất có khối lượng m, chứa N phân tử thì số mol n của chất đó: $\text{n}=\frac{\text{m}}{\text{M}}=\frac{\text{N}}{{\text{N}}_{\text{A}}}$

Trong đó M (g/mol) là khối lượng mol (khối lượng của 1 mol) chất đó.

2. Ví dụ minh họa công thức số phân tử khí

Ví dụ 1: Tính số mol nước trong 1 lít nước.

Hướng dẫn:

Khối lượng 1 lít nước nặng m = 1000 g.

→ Số mol trong 1 lít nước là: $\text{n}=\frac{\text{m}}{\text{M}}=\frac{1000}{18}=55,55$mol.

Ví dụ 2: Tính số phân tử nước có trong 1 lít nước.

Hướng dẫn:

Khối lượng 1 lít nước nặng m = 1000 g.

→ Số phân tử nước có trong 1 lít nước là: $\text{N}=\frac{\text{m}}{\text{M}}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}=\frac{1000}{18}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=3,345\cdot {10}^{25}$

3. Bài tập tự luyện công thức số phân tử khí

Câu 1: Mỗi phân tử khí tạo ra bao nhiêu va chạm trong một giây, khi tốc độ trung bình của phân tử là 500 m/s và quãng đường tự do trung bình là 2,66.10^-7 m/s.

Hướng dẫn:

Số lần va chạm được thực hiện mỗi giây bởi mỗi phân tử = tần số va chạm

$\Rightarrow \text{n}=\frac{1}{\text{t}}=\frac{\text{v}}{\text{s}}=\frac{500}{2,{66.10}^{-7}}=1,{88.10}^9$ (số lần va chạm/giây).

Câu 2:

a) Tính số phân tử có trong một giọt nước nặng 0,01 g.

b) Tính số phân tử thoát khỏi bề mặt chất lỏng trong một giây, cho rằng giọt nước bay hơi trong một giờ.

Hướng dẫn:

a) 0,01 g nước chứa $\text{N}=\frac{\text{m}}{\text{M}}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}=\frac{0,01}{18}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=3,345\cdot {10}^{22}$phân tử.

b) Số phân tử thoát ra mỗi giây: ${\text{N}}_{\text{t}}=\frac{3,{345.10}^{22}}{60.60}=9,{3.10}^{16}$ phân tử.

Câu 3: Có bao nhiêu phân tử trong 1 mL hơi nước ở điều kiện tiêu chuẩn.

Hướng dẫn:

Ở điều kiện tiêu chuẩn 22,4 lít hơi nước có N_A phân tử

Vậy trong 1 mL hơi nước sẽ có $\text{N}=\frac{\text{V}}{{\text{V}}_0}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}$$=\frac{{10}^{-3}}{22,4}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=2,69\cdot {10}^{19}$ phân tử.

Câu 4: Một cốc chứa 250 g nước. Tìm tổng số điện tích dương có trong cốc nước.

Hướng dẫn:

18 g nước chứa ${\text{N}}_{\text{A}}=6,02\cdot {10}^{23}$ phân tử.

250 g nước thì chứa $\text{N}=\frac{\text{m}}{\text{M}}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}=\frac{250}{18}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=8,36\cdot {10}^{24}$ phân tử.

Mỗi phân tử nước chứa hai nguyên tử hydrogen và một nguyên tử oxygen, tức là 10 electron và 10 proton. Tổng số điện tích dương có trong một cốc nước là

$Q=8,36\cdot {10}^{24}\cdot 10\cdot 1,6\cdot {10}^{-19}$$=1,34\cdot {10}^7\left(\text{C}\right)$

Câu 5: Số phân tử nước trong một giọt nước có thể tích 0,0018 ml ở nhiệt độ phòng là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Khối lượng riêng của nước D=1g/mL.

Do đó khối lượng của một giọt nước là m = D.V = 1.0,0018 = 0,0018(g).

Số phân tử nước trong một giọt nước là:

$\text{N}=\frac{\text{m}}{\text{M}}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}=\frac{0,0018}{18}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=6,022\cdot {10}^{29}$ phân tử.

Câu 6: Muối thông thường thu được từ nước biển có hàm lượng 95% NaCl. Số lượng phân tử có trong 10 g muối là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

58,5 g NaCl chứa ${\text{N}}_{\text{A}}=6,02\cdot {10}^{23}$ phân tử.

10 g muối sẽ chứa $\text{N}=\frac{\text{m}}{\text{M}}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}=\frac{10}{58,5}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=1,03\cdot {10}^{23}$ phân tử.

Vì muối chứa 95% NaCl nên tổng số phân tử có trong 10 g muối:

$\text{N}=95\%\cdot 1,03\cdot {10}^{23}=0,98\cdot {10}^{23}$.

Câu 7: Coi Trái Đất là một khối cầu bán kính 6 400 km, nếu lấy toàn bộ số phân tử nước trong 1,0 g hơi nước trải đều trên bề mặt Trái Đất thì mỗi mét vuông trên bề mặt Trái Đất có bao nhiêu phân tử nước? Biết khối lượng mol của phân tử nước khoảng 18 g/mol.

Hướng dẫn:

18 g nước thì chứa Na = 6,02.10²³ phân tử.

1,0 g nước thì chứa $\text{N}=\frac{\text{m}}{\text{M}}\cdot {\text{N}}_{\text{A}}=\frac{1}{18}\cdot 6,02\cdot {10}^{23}$$=3,336\cdot {10}^{22}$ phân tử.

Số phân tử nước trên mỗi mét vuông là:

${\text{N}}_{\text{S}}=\frac{\text{N}}{\text{S}}=\frac{\text{N}}{4\pi {\text{r}}^2}=\frac{3,336\cdot {10}^{22}}{4\pi \cdot {\left(6400\cdot {10}^3\right)}^2}$$=6,52\cdot {10}^7$ phân tử/m².

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 12 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức nhiệt hoá hơi riêng

• Công thức định luật Boyle

• Công thức định luật Charles

• Công thức phương trình trạng thái khí lí tưởng

• Công thức phương trình Clapeyron

• Công thức áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử

---