内容正文:
[课下巩固精练卷(六)] 物质的量 气体摩尔体积
知识点
题目难易程度
较易
中档
较难
物质的量、摩尔质量
1、2、4
3、8,
气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
4
5、6、7、9、11
12
综合考查
10
13
一、选择题(每题5分,共11题,共55分)
1.雾霾天气对环境造成了严重影响,部分城市开展PM 2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )
A.臭氧的摩尔质量是48 g
B.同温同压条件下,等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
C.16 g臭氧中含有6.02×1023个原子
D.1 mol臭氧中含有的电子总数为18×6.02×1023
解析:选C。A项,摩尔质量的单位应为g·mol-1;B项,V(O2)∶V(O3)=∶=3∶2;D项,电子总数应为24×6.02×1023。
2.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g
C.1 mol偏二甲肼分子的质量为60 g·mol-1
D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
解析:选B。偏二甲肼的摩尔质量应为60 g·mol-1,A错误;6.02×1023个偏二甲肼分子约为1 mol,其质量约为60 g,B正确;6 g偏二甲肼的物质的量为=0.1 mol,含有的分子数为0.1NA,D错误。
3.标准状况下,1 L的密闭容器中恰好可盛放n个N2分子和m个H2分子组成的混合气体,则阿伏加德罗常数可近似表示为( )
A.22.4(m+n)
B.22.4×6.02×1023(m+n)
C.
D.m+n
解析:选A。标准状况下22.4 L气体所含有的分子为1 mol,1 L气体中所含有的气体分子数为(m+n),则=,可知阿伏加德罗常数NA可近似表示为22.4(m+n)。
4.下列关于阿伏加德罗常数和气体摩尔体积的说法正确的是( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.在标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D.标准状况下,22.4 L乙烷、丙烷的混合气体,所含的分子数为NA
解析:选D。没有明确温度和压强,无法确定气体的体积,A错误;气体摩尔体积的单位不是“L”,而是“L·mol-1”或“m3·mol-1”,另外未指明气体所处的温度和压强,H2的气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1,B错误;在标准状况下,水为液态,C错误。
5.(人教必修第一册P61T2)瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1∶4时极易发生爆炸,此时甲烷与氧气的体积比为( )
A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶1
解析:选B。设CH4的质量为m g,则O2的质量为4m g,二者的物质的量之比为n(CH4)∶n(O2)=∶=1∶2,二者的物质的量之比等于其体积之比。
6.(2023·广东梅州期末)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA
B.常温常压下14 g N2与CO组成的混合气体含有的原子数为NA
C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯的混合物中含氢原子数目为2NA
D.标准状况下,16 g O2的体积为11.2 L
解析:选A。SO3在标准状况下不是气体,不能使用Vm计算11.2 L SO3中含有的原子数,A错误; N2与CO的摩尔质量均为28 g/mol,所以14 g N2和CO的混合气体的物质的量为=0.5 mol,N2和CO均为双原子分子,所以0.5 mol N2和CO的混合气体中含有的原子数目为NA,B正确;标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol,11.2 L甲烷与乙烯的混合气体的总物质的量为=0.5 mol,甲烷的分子式为CH4,乙烯的分子式为C2H4,一个分子均含有4个氢原子,因此0.5 mol CH4与C2H4的混合物中含有2 mol H,含有的氢原子数为2NA,C正确;标准状况下,16 g O2的物质的量为=0.5 mol,体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L,D正确。
7.同温同压下,a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述不正确的是( )
A.同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1
B.甲与乙的相对分子质量之比为1∶1
C.同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为 1∶1
D.等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1
解析:选D。同温同压下,a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2,根据ρ=知,其密度相同,故A项正确;根据m=nM知,二者的相对分子质量为1∶1,故B项正确;根据pV=nRT知,同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比等于其摩尔质量的反比,因为二者摩尔质量相同,所以压强相同,故C项正确;等质量的两种气体的物质的量相同,但分子的构成未知,所以无法判断原子个数是否相同,故D项错误。
8.在150 ℃时碳酸铵受热可完全分解,其完全分解后所产生的气态混合物的密度是相同条件下氢气密度的( )
A.96倍 B.48倍 C.12倍 D.32倍
解析:选C。150 ℃时碳酸铵受热完全分解的化学方程式为(NH4)2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑。根据元素守恒定律,反应前1 mol即96 g碳酸铵受热完全分解,则反应后所生成的混合气体的质量应为96 g。所以,反应后生成的混合气体的摩尔质量M(混)===24 g·mol-1,根据同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,则有===12。
9.如图,在一个容积固定的恒温容器中,有两个可左右滑动的密封隔板,在A、B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体,当隔板静止时,A、C内的气体密度相等。下列说法不正确的是( )
A.物质的量:n(X)<n(CO2)<n(Y)
B.分子数目:N(X)=N(Y)
C.气体的体积:V(X)=V(Y)
D.摩尔质量:M(X)=M(Y)
解析:选A。当隔板静止时,表示隔板两侧气体的压强相等,容器恒温,所以处于同温同压的环境,同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,A、C内的气体密度相等,所以气体X、Y的摩尔质量相等。题目中通入的三种气体的质量相等,所以X、Y物质的量一定相等,选项A错误;X、Y物质的量一定相等,即分子数相等,选项B正确;X、Y物质的量一定相等,同温同压下体积一定相等,选项C正确;气体X、Y的摩尔质量相等,选项D正确。
10.(2023·广东惠州一模)我国科学家利用CO2为原料人工合成淀粉,合成过程中发生反应:CH3OH+O2HCHO+H2O2。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是( )
A.17 g H2O2分子中含有σ键数目为1.5NA
B.标准状况下,22.4 L CH3OH中含有的羟基数为NA
C.反应过程中HCHO为还原产物
D.1 mol O2参与反应转移电子数为4NA
解析:选A。17 g H2O2的物质的量为0.5 mol,每个分子含有3个σ键,故17 g过氧化氢分子中含有σ键数目为1.5NA,A正确;标准状况下甲醇不是气体,不能使用气体摩尔体积进行计算,B错误;该反应中氧气为氧化剂,甲醇为还原剂,甲醛为氧化产物,C错误;该反应中1 mol氧气参与反应转移2 mol电子,D错误。
11.(2023·湖南名校二模联考)t ℃时,在密闭容器的两个区域中分别充入了H2S和SO2,容器中的隔板固定在1处,充入1 mol SO2气体后,无摩擦且可滑动的活塞位于3处(如图所示),抽出隔板后,在密闭容器里反生反应:2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l),充分反应后容器内的压强为零(不考虑S、H2O所占的体积及水蒸气产生的压强),下列说法不正确的是( )
A.密闭容器内充入气体的物质的量之比为n(H2S)∶n(SO2)=2∶1
B.隔板左室与右室气体的密度之比为ρ(H2S)∶ρ(SO2)=17∶32
C.抽出隔板后,活塞先向右移动而后不断向左移动直到反应停止
D.抽出隔板后,充分反应后氧化产物比还原产物的质量多32 g
解析:选B。根据充分反应后容器内的压强为零,说明反应物恰好完全反应,故硫化氢和二氧化硫的物质的量之比为2∶1,充入1 mol SO2气体,则硫化氢的物质的量为2 mol,A正确;ρ=,由A推出两者物质的量之比为2∶1,摩尔质量之比是34∶64,体积之比根据图像判断是1∶2,代入公式中得出ρ(H2S):ρ(SO2)=17∶8,B错误;抽出隔板后,容器内压强增大,活塞向右移动,随着反应进行,气体的量减小导致容器压强减小,充分反应后容器内压强为0,体积为0,C正确;充分反应后氧化产物比还原产物多1 mol S,故质量是32 g,D正确。
二、非选择题(共2题,共20分)
12.(8分)如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为________mol。(2分)
(2)甲室中气体的质量为________g。(2分)
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为______________________。(2分)
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。(2分)
解析:(1)相同条件下,气体的物质的量之比等于其体积之比,看图可知甲室中气体的物质的量为=1 mol。(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=11 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol,质量为11 g,平均摩尔质量为=11 g·mol-1,则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x,氢气的物质的量为y,根据其物质的量、质量列方程组为x+y=1 mol,17 g·mol-1×x+2 g·mol-1×y=11 g,可得x=0.6 mol、y=0.4 mol;如果将隔板a去掉,0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
答案: (1)1 (2)11 (3)11 (4)2
13.(12分)某中学有甲、乙两个探究性学习小组,他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。(2分)
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻旋开其活塞,一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因:
________________________________________________________________________。(2分)
(3)实验结束时,生成氢气的体积近似等于
________________________________________________________________________。(2分)
(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响:________(填“有”“没有”或“不能判断”),简述理由:
________________________________________________________________________。(3分)
Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后,认为稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶中的空气排出,使所测氢气的体积偏大;实验结束后,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气的体积偏小,于是他们设计了如图2所示的实验装置。实验中准确测定出4个数据,如下表所示:
实验前
实验后
铝铜合金质量/g
m1
m2
量液管(C)中液体体积/mL
V1
V2
(注:量液管大刻度在上方,小刻度在下方)
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积Vm=________________________________________________________________________。(3分)
解析:Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,其离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内压强增大,锥形瓶内的压强大于大气压,所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出,且氢气不易溶于水,所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。(4)装置中有空气存在,生成的氢气不溶于水,在相同温度和压强下,生成的氢气的体积与排出空气的体积相等,所以没有影响。
Ⅱ.2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2 mol 3 mol
mol mol
Vm= L·mol-1。
答案:Ⅰ.(1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内气压增大
(3)收集到的水的体积
(4)没有 相同温度和压强下,生成氢气的体积与排出空气的体积相等
Ⅱ. L·mol-1
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