1. Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – thầy Phạm Ngọc Sơn Bài 20. Bài toán về áp suất và chất khí
BÀI 20. BÀI TOÁN VỀ ÁP SUẤT VÀ CHẤT KHÍ
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
I. NGUYÊN TẮC
1. Áp dụng định luật Avogađro để tính thể tích các chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn khi biết số mol (hoặc số
phân tử) và ngược lại tính số mol (hoặc số phân tử) khi biết thể tích các khí.
2. Định luật tỉ lệ thể tích: ở cùng một nhiệt độ và áp suất, thể tích của các chất khí tham gia phản ứng với
nhau, cũng như thể tích của các khí tạo thành trong phản ứng tỉ lệ với nhau như tỉ lệ của số nguyên đơn
giản.
p.V
3. Phương trình trạng thái khí n =
RT
Với:
- n: số mol chất khí ;
- p: áp suất của khí (atm) ; 1atm = 760 mmHg
- V: thể tích của khí (lít) ;
- R: hằng số khí (R= 0,082) ;
- T: nhiệt độ tuyệt đối (tính bằng 0C + 273)
Nhận xét: Từ biểu thức: p.V = nRT (với n mol xác định)
- Khi T = const thì p.V = const (đó là nội dung của định luật Boyle)
V nR V V
- Khi p = const thì = = const hay 1 = 2 (nội dung của định luật Charles)
T P T1 T2
p nR p p
- Khi V = const thì = = const hay 1 = 2 (nội dung của định luật Gay - Lussac)
T V T1 T2
p n
- Khi V = const và T = const thì 1 = 1
p n
2 2
4. Công thức tính tỉ khối của chất khí :
mA nA M A MA
d A/ B   
mB nB M B MB
Có thể thay nA, nB bằng VA, VB vì ở cùng điều kiện T, P thì tỉ lệ số mol bằng tỉ lệ thể tích.
Nếu A, B là hỗn hợp các khí thì phải tính
n .M  n .M  n .M  ...
M 1 1 2 2 3 3
n1  n2  n3  ....
MA
d A/ KK  ( M không khí = 29)
29
II. CÁC VÍ DỤ
Bài 1. Cho vào bình kín 10 mol khí N2 và H2 có tỉ lệ mol theo thứ tự là 1 : 3. Trước phản ứng áp suất trong
bình là 30 atm. Sau khi phản ứng xảy ra, áp suất trong bình là 28,5 atm. Nhiệt độ và dung tích bình trước
và sau phản ứng không đổi. số mol các khí N2, H2, NH3 trong bình sau phản ứng lần lượt là
A. 2,25; 6,75 và 0,5. B. 6,75; 2,25 và 0,5.
C. 0,5; 2,25 và 6,75. D. 2,25; 0,5 và 6,75
Hướng dẫn:
N2 + 3H2  2NH3
2,5 7,5 0
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -

2. Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – thầy Phạm Ngọc Sơn Bài 20. Bài toán về áp suất và chất khí
x 3x 2x
2,5 – x 7,5 – 3x 2x  10  2x
p1 n1 30 10
    x  0, 25
p2 n2 28,5 10  2 x
N2 = 2,25(mol) ; H2 = 6,75 (mol) ; NH3 = 0,5 (mol)
Bài 2. Cho 4,96 gam hỗn hợp Ca và CaC2 tác dụng hết với H2O thu được 2,24 lít hỗn hợp khí X ở đktc.
Đun nóng hỗn hợp X có Ni xúc tác một thời gian được hỗn hợp Y. Trộn 1/2Y với 1,68 lít khí O2 ở đktc rồi
cho vào bình kín dung tích 4 lít. Bật tia lửa điện để phản ứng cháy xảy ra hoàn toàn, đưa nhiệt độ bình về
109,2oC. Áp suất khí trong bình là
A. 0,478 atm B. 0,784 atm
C. 0,788 atm D. 1 atm
Hướng dẫn:
Gọi nCa  x (mol ) ; n CaC 2  y (mol ) trong 4,96 gam hỗn hợp.
Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2

CaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + C2H2

Ta có hệ phương trình :
40x + 64y = 4,96  x  0, 06
 
 x + y = 0,1  y  0, 04
Đun nóng hỗn hợp X, có Ni xúc tác sau phản ứng Y có thể có: C2H4, C2H6, C2H2, H2. Trộn 1/2Y
với O2, nO2  0, 075 (mol ).
Vì hỗn hợp sau phản ứng có nhiều chất nhưng chỉ có hai nguyên tố C và H nên khi đốt hỗn hợp
sau phản ứng có thể quy về đốt hỗn hợp đầu, hoặc quy hỗn hợp sau phản ứng về 2 chất là C và H2.
1/2Ycó số mol C và H2 bằng số mol C và H2 có trong 1/2X.
Số mol C = 2. 0,04/2 = 0,04 (mol)
Số mol H2 = 0,06/2 + 0,04/2 = 0,05 (mol)
Xét phản ứng đốt C và H2 :
C + O2  CO2

0,04 0,04 0,04 (mol)
H2 + 1/2O2  H2O 
0,05 0,025 0,05 (mol)
Số mol O2 dư : 0,075 – 0,065 = 0,01 (mol)
Số mol hỗn hợp khí sau phản ứng : 0,01 + 0,04 + 0,05 = 0,1 (mol)
Áp suất bình sau phản ứng đốt là :
0,1. 0,082. (273 + 109,2)
= 0,784 (atm)
4
Bài 3. Nung hỗn hơ ̣p A gồ m N 2 và H2 theo tỉ lê ̣ mol tương ứng là 1 : 4, đến khi phản ứng đạt tới trạng thái
cân bằ ng, hiê ̣u suấ t phản ứng đa ̣t 25%, % thể tich H2 trong hỗn hơ ̣p khí là
́
A.75%. B. 69,23%. C. 79,23%. D. 72,22%.
Hướng dẫn:
N2 + 3H2  2NH3
Ban đầu: 1 4
Phản ứng: x 3x 2x
Sau pư: 1 – x 4 – 3x 2x
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -

3. Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – thầy Phạm Ngọc Sơn Bài 20. Bài toán về áp suất và chất khí
x
H .100  25%  x  0, 25
1
Sau phản ứng còn lại : N2 (0,75 mol); H2 (3,25 mol) và NH3 (0,5 mol)
%H2 = 72,22%
Bài 4. Cho hỗn hơ ̣p A gồ m N 2 và H2 (có tỉ lệ mol N 2 : H2 = 2 : 7) trong mô ̣t bình dung tích là 20,16 lít (ở
đktc), có bột sắt làm xúc tác . Nung hỗn hơ ̣p A cho đế n khi phản ứng đa ̣t tới tra ̣ng thái cân bằ ng thu đươ ̣c
hỗn hơ ̣p B. Cho B lô ̣i vào nước dư đươ ̣c dung dich C , để trung hoà hết C cầ n 200 ml dung dich HCl 0,50
̣ ̣
M. Hiê ̣u suấ t phản ứng tổ ng hơ ̣p NH 3 là
A. 50%. B. 25%. C. 42,46%. D. 21,43%
Hướng dẫn:
N2 + 3H2  2NH3
Ban đầu: 0,2 0,7
Phản ứng: x 3x 2x
Sau pư: 0,2 – x 0,7 – 3x 2x
NH3 + HCl  NH4Cl
2x = 0,1 ; x = 0,05
Hiệu suất phản ứng tính theo N2 = 25%
Bài 5. Trộn hỗn hơ ̣p X gồ m mô ̣t số hiđrocacbon ở thể khí với không khí theo tỉ lệ thể tích X : không khí =
1 : 15 được hỗn hợp Z. Cho Z vào binh kin dung tich không đổ i . Nhiê ̣t đô ̣ và áp suấ t trong binh là t 0C và
̀ ́ ́ ̀
p1 atm. Sau khi đố t cháy X trong bình chỉ có N 2, CO2 và hơi nước với VCO2 : VH2O  3: 4 , đưa bình về t 0C.
Áp suất trong bình sau khi đốt p 2 so với p1 là
27 17 16 16
A. p2  p1. B. p2  p1. C. p2  p1. D. p2  p1.
16 16 27 7
Hướng dẫn:
VCO2 : VH2O  3: 4 nên gọi CT chung của X là C3H8
C3H8 + 7/2O2  3CO2 + 4H2O
Trước phản ứng: n1 = 1 + 15 = 16 mol
Sau phản ứng: số mol CO2 = 3; H2O = 4
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O2: O2 (đốt) = CO2 + 1/2H2O = 5 mol
Không khí : N2 = 4O2 = 20 mol
Tổng mol khí sau phản ứng : n2 = CO2 + H2O + N2 = 3 + 4 + 20 = 27 mol
p1 n1 n 27
  p2  2 p1  p1 .
p2 n2 n1 16
Bài 6: Hai bình kín (1), (2) đều có dung tích không đổi 9,96 lít chứa không khí (21% oxi và 79% nitơ về
thể tích) ở 27,30C và 752,4 mmHg. Cho vào cả 2 bình những lượng như nhau hỗn hợp ZnS và FeS2. Trong
bình (2) còn thêm một ít bột lưu huỳnh (không dư). Sau khi nung bình để đốt cháy hết hỗn hợp sunfua và
lưu huỳnh, đưa nhiệt độ về 136,50C, lúc đó trong bình (1) áp suất là P1 và oxi chiếm 3,68% thể tích, trong
bình (2) áp suất là P2 và nitơ chiếm 83,16% thể tích.
a) % thể tích khí SO2 trong bình (1) là
A. 3,68%. B. 83,16%. C. 13,16%. D. 16,84%.
b) Áp suất trong hai bình (1) và (2) lần lượt là
A. 1,28 (atm) và 1,28 (atm). B. 1,28 (atm) và 2,56 (atm)
C. 2,56atm và 1,28 (atm). D. 2,56 atm và 2,56 atm
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 -

4. Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa học – thầy Phạm Ngọc Sơn Bài 20. Bài toán về áp suất và chất khí
c) Khối lượng hỗn hợp ZnS và FeS2 đã cho vào trong mỗi bình lần lượt là
A. 2,4 và 0,97 gam B. 0,97 (gam) và 2,4 (gam)
C. 1,2 và 0,97 gam. D. 0,97 và 1,2 gam.
Hướng dẫn giải
ZnS + 3/2O2  ZnO + SO2

o
t
Bình (1): (1)
x  1,5x  x
2FeS2 + 11/2O2  Fe2O3 + 4SO2

o
t
(2)
y  11y/4  2y
ZnS + 3/2O2  ZnO + SO2

o
t
Bình (2): (1)
x  1,5x  x
2FeS2 + 11/2O2  Fe2O3 + 4SO2

o
t
(2)
y  11y/4  2y
S + O2  SO2

o
t
(3)
a) Nhận xét: bình (2) hơn bình (1) phản ứng (3), nhưng ở phản ứng (3) số mol các chất khí trước và sau
phản ứng bằng nhau.
 Tổng số mol các chất khí trong bình (1) và bình (2) sau phản ứng là bằng nhau.
 % thể tích khí N2 trong bình (1) = % thể tích khí N2 trong bình (2) = 83,16%
Mà % thể tích khí N2 trong bình (1) = 3,68%
 % thể tích khí SO2 trong bình (1) = 100% - 3,68% - 83,16% = 13,16%
pV
b) Ta có số mol không khí ban đầu = = 0,4 (mol)
RT
 Số mol N2 = 0,316 (mol); Số mol O2 (ban đầu) = 0,084 (mol)
Sau phản ứng, số mol N2 không đổi = 0,084 (mol) tương đương 83,16%
 Số mol khí trong bình (1) = Số mol khí trong bình (2) = 0,38 (mol)
nRT
 p1 = p 2 =  1,28 (atm)
V
3. Gọi số mol ZnS = x mol ; số mol FeS 2 = y mol
Ta có : số mol SO2 = 0,05 mol ; số mol O2 (dư) = 0,014 mol
 số mol O2 (pư) = 0,084 - 0,014 = 0,07 (mol)
Theo phản ứng (1) và (2) ta có hệ phương trình:
3 11
 x+ y = 0,07
2 4
 x + 2y = 0,05

Giải hệ phương trình ta được: x = 0,01 ; y = 0,02
 Khối lượng ZnS = 0,01.97 = 0,97 (gam);
Khối lượng FeS2 = 0,02.120 = 2,4 (gam)
Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn
Nguồn: Hocmai.vn
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -