Các dạng bài tập Chất khí chọn lọc, có đáp án - Vật Lí lớp 10

---

Các dạng bài tập Chất khí chọn lọc, có đáp án

Với Các dạng bài tập Chất khí chọn lọc, có đáp án Vật Lí lớp 10 tổng hợp các dạng bài tập, 300 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Chất khí từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 10.

Tổng hợp lý thuyết Chương Chất khí

• Lý thuyết Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí Xem chi tiết
• Lý thuyết Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt Xem chi tiết
• Lý thuyết Quá trình đẳng tích. Định luật Sác-lơ Xem chi tiết
• Lý thuyết Phương trình trạng thái của khí lí tưởng Xem chi tiết
• Lý thuyết tổng hợp chương Chất khí Xem chi tiết

Các dạng bài tập

• Dạng 1: Cấu tạo chất, Thuyết động học phân tử chất khí Xem chi tiết
• Dạng 2: Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt Xem chi tiết
• Dạng 3: Định luật Sác-lơ Xem chi tiết
• Dạng 4: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng Xem chi tiết
• Dạng 5: Phương trình Claperon, Medeleev Xem chi tiết
• Dạng 6: Đồ thị trạng thái khí lí tưởng Xem chi tiết

Bài tập bổ sung

• 60 bài tập trắc nghiệm chương Chất khí chọn lọc, có đáp án Xem chi tiết
• 75 câu trắc nghiệm Chất khí có lời giải chi tiết (cơ bản) Xem chi tiết
• 50 câu trắc nghiệm Chất khí có lời giải chi tiết (nâng cao) Xem chi tiết

Tổng hợp lý thuyết chương Chất khí

I. Cấu tạo chất khí:

1. Cấu trúc và tính chất của chất khí :

- Mỗi chất khí được tạo thành từ các phân tử giống hệt nhau. Mỗi phân tử có thể có một hoặc nhiều nguyên tử.

- Khi đựng trong bình kín, chất khí chiếm toàn bộ dung tích của bình chứa – ta nói chất khí có tính bành trướng.

- Chất khí dễ nén, khi tăng áp suất tác dụng lên một lượng khí thì thể tích chất khí giảm đi đáng kể.

- Chất khí có khối lượng riêng nhỏ hơn chất rắn và chất lỏng.

2. Lượng chất và mol:

- Lượng chất chứa trong một vật được xác định theo số phân tử hay nguyên tử chứa trong chất ấy.

- Lượng chất đo bằng mol: 1 mol là lượng chất trong đó số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12g cacbon 12.

- Số Avôgađrô : NA = 6,02.10²³ mol^-1.

- Khối lượng mol kí hiệu là : (đọc là muy). Ở đktc 1mol (t_o = 0^oC và p_o = 1atm) thể tích 1 mol khí bất kì đều bằng V₀ = 22,4 l/mol.

- Khối lượng 1 phân tử khí: .

- Số mol chứa trong khối lượng m của một chất:

- Số phân tử hay nguyên tử chứa trong khối lượng m của một chất:

- Mật độ phân tử khí (n) là số phân tử khí có trong một đơn vị thế tích:

3. Thuyết động học phân tử chất khí :

- Chất khí bao gồm các phân tử, kích thước mỗi phân tử rất nhỏ coi như một chất điểm.

- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này phụ thuộc vào nhiệt độ, không có hướng ưu tiên và gọi là chuyển động nhiệt của các phân tử khí.

- Khi chuyển động các phân tử va chạm với nhau và với thành bình … Khi rất nhiều phân tử khí va chạm với thành bình gây ra áp suất chất khí lên thành bình chứa.

4. Cấu tạo phân tử của vật chất :

- Vật chất được cấu tạo từ các phân tử hoặc nguyên tử . Phân tử chuyển động nhiệt không ngừng.

- Ở thể khí các phân tử ở xa nhau, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu và do đó chất khí luônchiếm đầy bình chứa, không có hình dạng và thể tích xác định.

- Ở thể rắn và thể lỏng các phân tử được xắp xếp gần nhau và theo một trật tự nhất định, lực liên kết giữa các phân tử lớn hơn chất khí vì vậy ở thể rắn và thề lỏng vật chất có thể tích xác định, nhưng chất lỏng chưa có hình dạng ổn định như chất rắn.

II. Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Bôi lơ – Mariot:

- Nhiệt độ tuyệt đối (K): T = t + 273

- Nội dung định luật: Trong quá trình đẳng nhiệt của một

lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.

- Biểu thức định luật: p.V = hằng số

Xét ở hai trạng thái (1) và (2) , ta có biểu thức: p₁V₁ = p₂V₂ .

- Đường đẳng nhiệt:

Đường đẳng nhiệt là đổ thị biểu diễn quan hệ giữa áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định ở nhiệt độ không đổi. Trong hệ tọa độ p – V đường đẳng nhiệt là đường hyperbol.

III. Quá trình đẳng tích – Định luật Sác – lơ:

- Nội dung định luật: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

- Biểu thức: = const.

Xét ở 2 trạng thái (1) và (2), ta có biểu thức: .

- Đường đẳng tích:

Trong hệ tọa độ (p,T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ.

IV. Quá trình đẳng áp – Định luật Gay – Luyxac:

- Nội dung định luật: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt đọ tuyệt đối.

- Biểu thức định luật: = const.

Xét ở hai trạng thái (1) và (2): .

- Đường đẳng áp:

Đường đẳng áp là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa thể tích và nhiệt độ của một lượng khí xác định ở áp suất không đổi.

V. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng. Phương trình Claperon – Mendeleev:

1. Khí thực và khí lí tưởng:

- Các khí thực chỉ tuân theo gần đúng các định luật về chất khí.

- Khi ở nhiệt độ thấp, sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không quá lớn nên ta có thể áp dụng các định luật về chất khí.

2. Phương tình trạng thái của khí lí tưởng:

- Phương tình trạng thái của khí lí tưởng: là phương tình biểu thị mối quan hệ giữa 3 thông số trạng thái (p, V, T) của một khối lượng khí xác định.

- Phương trình: = const.

- Xét ở 2 trạng thái (1) và (2): .

3. Phương trình Claperon – Mendeleev:

- Phương trình Claperon, Medeleev: là phương trình biểu thị mối quan hệ giữa 3 thông số trạng thái (p, V, T) và khối lượng (hoặc số mol) của một lượng khí.

- Phương trình:

Trong đó:

            R là hằng số của khí lí tưởng

            R = 8,314 J/mol.K với p (Pa), V (m³).

            R = 0,082 L.atm/mol.K với p (atm), V (lít).

            μ là khối lượng mol nguyên tử (g).

            m là khối lượng nguyên tử (g).

            n là số mol.

Cách giải bài tập về cấu tạo chất và thuyết động học phân tử chất khí

A. Phương pháp & Ví dụ

- Thuyết động học phân tử:

    + Chất khí được cấu tạo từ những phân tử rất nhỏ so với khoảng cách giữ chúng.

    + Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nahnh thì nhiệt độ chất khí càng cao.

    + Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử chất khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình.

- Khối lượng phân tử - số mol – số Avogadro:

Khối lượng phân tử (hay nguyên tử):

Trong đó: μ là khối lượng của một mol phân tử (hay nguyên tử).

N_A = 6,02.10²³ phân tử/mol : là số Avogadro.

Bài tập vận dụng

Bài 1 :Cho biết khối lượng mol phân tử nước là 18g. hãy tính khối lượng của phân tử nước. Cho số Avogadro N_A = 6,02.10²³ phân tử /mol.

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức

Trong đó khối lượng mol của phân tử nước là μ=18g, ta dễ dàng suy ra được khối lượng của phân tử nước là :

Bài 2: Biết bán kính của Trái Đất là 6400km, phân tử Oxi là một quả cầu bán kính
10^-10m. Hỏi với 16g Oxi, nếu xếp các phân tử liền kề nhau dọc theo đường xích đạo thì được bao nhiêu vòng ? Cho N_A = 6,02.10²³ phân tử /mol.

Hướng dẫn:

Số phân tử Oxi trên một vòng xích đạo là :

Trong 16g Oxi có số phân tử là :

Vậy 16g Oxi xếp được số vòng là :

Số vòng =

Bài 3: Tính số lượng phân tử H₂O trong 1g nước.

Hướng dẫn:

1g nước có n = 1/18 mol H₂O

Số phân tử H₂O trong 1g nước là :

Bài 4 : Một bình kín chứa N = 1,204.10²⁴ phân tử khí Heli.

a. Tính khối lượng Heli chưa trong bình.

b. Biết nhiệt độ khí là 0°C , áp suất khí trong bình là 1 atm. Hỏi thể tích của bình là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

a. Số mol Heli trong bình là:

Khối lượng khí Heli trong bình là: m = 2.4 = 8 (g)

b. Ở điều kiện chuẩn ( 0°C và 1atm) thì 1 mol khí có thể tích là 22,4 lít.

Vậy thể tích khí Heli trong bình là: V = 2.22,4 = 44,8 (l)

Bài 5: Tình tỉ số khối lượng phân tử nước và nguyên tử Cacbon 12.

Hướng dẫn:

Khối lượng phân tử nước:

Khối lượng nguyeent ử Cabon 12:

⇒ Tỉ số khối lượng phân tử nước và nguyên tử Cacbon 12 là:

Bài 6: Một lượng khí khối lượng 15kg chứa 5,64.1026 phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hidro và cacbon. Hãy xác định khối lượng của nguyên tử cacbon và hidro trong khí này. Biết một mol khí có NA = 6,02.1023 phân tử.

Hướng dẫn:

Số mol khí: n = N/N_A (N là số phân tử khí)

Mặt khác, n = m/μ. Do đó:

Trong các khí có hiđrô và cacbon thì CH₄ có:

μ = (12 + 4).10^-3 kg/mol ⇒ phù hợp.

Vậy khí đã cho là CH₄.

Khối lượng của nguyên tử hiđrôlà:

Khối lượng của nguyên tử cacbon là:

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trong các câu sau đây, câu nào sai?

A. Các chất được cấu tạo một cách gián đoạn.

B. Các nguyên tử, phân tử đứng sát nhau và giữa chúng không có khoảng cách.

C. Lực tương tác giữa các phân tử ở thể rắn lớn hơn lực tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng và thể khí.

D. Các nguyên tử, phân tử chất lỏng dao động xung quanh các vị trí cân bằng không cố định.

Lời giải:

Chọn B

Câu 2: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của các phân tử khí?

A. Có vận tốc trung bình phụ thuộc vào nhiệt độ.

B. Gây áp suất lên thành bình.

C. Chuyển động xung quanh vị trí cân bằng.

D. Chuyển động nhiệt hỗn loạn.

Lời giải:

Chọn C

Câu 3: Chuyển động nào sau đây là chuyển động của riêng các phân tử ở thể lỏng?

A. Chuyển động hỗn loạn không ngừng.

B. Dao động xung quanh các vị trí cân bằng cố định.

C. Chuyển động hoàn toàn tự do.

D. Dao động xung quanh các vị trí cân bằng không cố định.

Lời giải:

Chọn D

Câu 4: Câu nào sau đây nói về khí lí tưởng là không đúng?

A. Khí lí tưởng là khí mà thể tích của các phân tử có thể bỏ qua.

B. Khí lí tưởng là khí mà khối lượng của các phân tử có thể bỏ qua.

C. Khí lí tưởng là khí mà các phân tử chỉ tương tác khi va chạm.

D. Khí lí tưởng là khí có thể gây áp suất lên thành bình chứa.

Lời giải:

Chọn B

Câu 5: Câu nào sau đây nói về lực tương tác phân tử là không đúng?

A. Lực tương tác phân tử đáng kể khi các phân tử ở rất gần nhau.

B. Lực hút phân tử có thể lớn hơn lực đẩy phân tữ.

C. Lực hút phân tử không thể lớn hơn lực đẩy phân tử.

D. Lực hút phân tữ có thể bằng lực đẩy phân tử.

Lời giải:

Chọn C

Câu 6: Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử của vật chất ở thể khí?

A. Chuyển động hỗn loạn.

B. Chuyển động hỗn loạn và không ngừng.

C. Chuyển động không ngừng.

D. Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định.

Lời giải:

Chọn D

Câu 7: Câu nào sau đây nói về chuyển động của phân tử là không đúng?

A. Chuyển động của phân tử là do lực tương tác phân tử gây ra

B. Các phân tử chuyển động không ngừng.

C. Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ càng cao.

D. Các phân tử khí không dao động quanh vị trí cân bằng.

Lời giải:

Chọn A

Câu 8: Câu nào sau đây nói về lực tương tác phân tử là không đúng?

A. Lực phân tử chỉ đáng kể khi các phân tử ở rất gần nhau.

B. Lực hút phân tử có thể lớn hơn lực đẩy phân tử.

C. Lực hút phân tử không thể lớn hơn lực đẩy phân tử.

D. Lực hút phân tử có thể bằng lực đẩy phân tử.

Lời giải:

Chọn C

Câu 9: Câu nào sau đây nói về các phân tử khí lí tưởng là không đúng?

A. Có thể tích riêng không đáng kể.

B. Có lực tương tác không đáng kể.

C. Có khối lượng không đáng kể.

D. Có khối lượng đáng kể.

Lời giải:

Chọn C

Câu 10: Tìm câu sai.

A. Khí lí tưởng là khí mà thể tích của các phân tử có thể bỏ qua

B. Khí lí tưởng là khí mà khối lượng của các phân tử có thể bỏ qua

C. Khí lí tưởng là khí mà các phân tử chỉ tương tác với nhau khi va chạm.

D. Khí lí tưởng gây áp suất lên thành bình.

Lời giải:

Chọn B

Câu 11: Tìm câu sai.

A. Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng gọi là nguyên tử, phân tử.

B. Các nguyên tử, phân tử đứng sát nhau và giữa chúng không có khoảng cách.

C. Lực tương tác giữa các phân tử ở thể rắn lớn hơn lực tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng và thể khí.

D. Các nguyên tử, phân tử chất lỏng dao động xung quanh các vị trí cân bằng không cố định.

Lời giải:

Chọn B

Câu 12: Biết khối lượng của một mol nước là 18 g, và 1 mol có N_A = 6,02.10²³ phân tử. Số phân tử trong 2 gam nước là?

A. 3,24.10²⁴ phân tử.

B. 6,68.10²² phân tử.

C. 1,8.10²⁰ phân tử.

D. 4.10²¹ phân tử.

Lời giải:

1 mol nước có khối lượng là 18 g và chứa 6,02.10²³ phân tử.

⇒ 2 g nước chứa phân tử

Câu 13: Biết khối lượng của 1 mol không khí ôxi là 32 g. 4 g khí ôxi là khối lượng của bao nhiêu mol khí ôxi?

A. 0,125 mol.

B. 0,25 mol.

C. 1 mol.

D. 2 mol.

Lời giải:

Số mol = 0,125 mol.

Câu 14: Ở nhiệt độ 0°C và áp suất 760 mmHg, 22,4 lít khí ôxi chứa 6,02.10²³ phân tử ôxi. Coi phân tử ôxi như một quả cầu có bán kính r = 10^-10m. Thể tích riêng của các phân tử khí ôxi nhỏ hơn thể tích bình chứa:

A. 8,9.10³ lần.

B. 8,9 lần.

C. 22,4.10³ lần.

D. 22,4.10²³ lần.

Lời giải:

Bình chứa có thể tích là: V = 22,4 l = 22,4.10^-3 m³.

Thể tích của 1 phân tử Oxi bằng: V₀ = 4/3 πr³.

Thể tích riêng của các phân tử Oxi bằng: N_A V₀ = 4/3 πr³ N_A.

Vậy thể tích riêng của phân tử Oxi nhỏ hơn thể tích bình chứa:

Câu 15: Biết khối lượng của 1 mol nước là μ = 18.10^-3kg và 1 mol có N_A = 6,02.10²³ phân tử. Biết khối lượng riêng của nước là ρ = 10³ kg/m³. Số phân tử có trong 300 cm³ là?

A. 6,7.10²⁴ phân tử.

B. 10,03.10²⁴ phân tử.

C. 6,7.10²³ phân tử.

D. 10,03.10²³ phân tử.

Lời giải:

Khối lượng của nước là: m = ρV.

Khối lượng của một phân tử nước là : m₀ = μ/N_A .

Số phân tử nước bằng :

Câu 16: Một lượng khí có khối lượng là 30 kg và chứa 11,28.10²⁶ phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hiđrô và cacbon. Biết 1 mol khí có N_A = 6,02.10²³phân tử. Khối lượng của các nguyển tử cacbon và hiđrô trong khí này là?

A. mC = 2.10^-26 kg ; mH = 0,66.10^-26 kg.

B. mC = 4.10^-26 kg ; mH = 1,32.10^-26 kg.

C. mC = 2.10^-6 kg ; mH = 0,66.10^-6 kg.

D. mC = 4.10^-6 kg ; mH = 1,32.10^-6 kg.

Lời giải:

Số mol khí: n = N/N_A (N là số phân tử khí)

Mặt khác, n = m/μ. Do đó:

Trong các khí có hiđrô và cácbon thì CH₄ có:

μ = (12 + 4).10^-3 kg/mol ⇒ phù hợp.

Vậy khí đã cho là CH₄.

Khối lượng của nguyên tử cacbon là:

Khối lượng của nguyên tử hidro là: