内容正文:
1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是( )
A.一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
D.标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L·mol-1
解析:A [一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积,A正确;标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,1 mol O2的体积是22.4 L,B、C、D错误。]
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
B.在常温常压下,25.5 g NH3所含的原子数为6NA
C.标准状况下,11.2 L水所含的分子数为0.5NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
解析:B [0.5 mol Cl2所含的分子数是0.5NA,但在常温常压下11.2 L Cl2的物质的量不是0.5 mol,A项错,根据n=,n(NH3)==1.5 mol,1 mol NH3含4 mol原子,1.5 mol NH3所含的原子数为6NA,B项对;水在标准状况下不是气体,C项错;在同温同压下,相同体积的任何气体单质都含有相同数目的分子,但不同气体单质的分子所含的原子数不一定相同,如He(氦)、Ne(氖)分子都含1个原子,H2、O2分子都含2个原子,O3(臭氧)分子含3个原子,D项错。]
3.在同温同压下,相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO,则甲气体可能是( )
A.H2S B.HCl
C.NH3 D.Cl2
解析:A [同温同压下,同体积的甲乙两种气体物质的量相同,质量比是17∶14,根据m=nM可知,甲与乙的摩尔质量之比为17∶14,若乙气体是CO,则M(甲)∶28 g·mol-1=17∶14,故M(甲)=34 g·mol-1,各选项中只有H2S符合。]
4.下列各组物质中,所含分子数一定相同的是( )
A.1 g H2和8 g O2
B.0.1 mol HCl和2.24 L He
C.150 ℃、1.01×105 Pa时,18 L H2O和18 L CO2
D.常温常压下,28 g CO和6.02×1022个CO分子
解析:C [根据N=n·NA知,若N相同,则n相同。A项1 g H2为0.5 mol,8 g O2为0.25 mol,故分子数不相同,不正确;B项2.24 L He在标准状况下为=0.1 mol,但此处未指明是标准状况,因此B不正确;C项温度相同,压强相同,体积相同,分子数一定相同;D项中28 g CO的物质的量为1 mol,而6.02×1022个CO的物质的量为0.1 mol,因此D不正确。]
5.同温同压下,等质量的SO2气体和SO3气体相比较,下列叙述中正确的是( )
A.密度之比为4∶5
B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为1∶1
D.原子数之比为3∶4
解析:A [由n==可知,ρ==,在相同条件下气体的相对分子质量之比等于其密度之比,所以两种气体的密度之比为64∶80=4∶5,A正确;设气体的质量均为m g,则n(SO2)= mol,n(SO3)= mol,所以二者的物质的量之比为∶=80∶64=5∶4,B错误;根据V=n·Vm可知,同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以两种气体的体积之比为5∶4,C错误;根据分子组成可知,两种气体的原子数之比为(5×3)∶(4×4)=15∶16,D错误。]
6.同温同压下,甲、乙两容器分别盛有甲烷(CH4)和氧气(O2),已知它们所含原子数相同,由甲、乙两容器的体积比为( )
A.2∶5 B.5∶2
C.2∶1 D.1∶1
解析:A [因CH4和O2分子中原子个数比为5∶2,若二者所含原子数相同,则二者物质的量之比为2∶5,则在同温同压下,甲、乙两容器的体积之比为2∶5。]
7.已知m g A和n g B所含分子数相同,则下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,同体积的气体A、B的摩尔质量之比为m∶n
B.25 ℃下,同质量的气体A、B的分子数之比为n∶m
C.同温同压下,气体A、B的密度之比为n∶m
D.相同状况下,同质量的气体A、B的体积之比为n∶m
解析:C [m g A和n g B所含分子数相同,则物质的量相等,MA∶MB=m∶n。标准状况下,同体积的气体A、B的物质的量相等,摩尔质量之比为m∶n,A项正确;同质量的气体A、B的物质的量之比 ==,即分子数之比为n∶m,相同状况下,体积之比等于物质的量之比为n∶m,B、D项正确;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比为m∶n,C项错误。]
8.(双选)如图两瓶体积相等的气体,在同温、同压下瓶内气体的关系一定正确的是( )
A.原子数相等 B.物质的量相等
C.质量相等 D.摩尔质量相等
解析:AB [由同温、同压可得Vm相同,再由公式n=可得两瓶内分子的物质的量相同,又都是双原子分子,所以原子的物质的量相同,由个数之比等于物质的量之比可得两瓶中所含原子数相同,A、B项正确;两瓶内分子的物质的量相等,由m=nM,M不一定相等,故m不一定相等,同时由M=也可得M不一定相等,C、D错误。]
9.在同温、同压下,相同质量的气体X和Y,已知此时Y的体积大于X的体积,则它们的相对分子质量关系是( )
A.MX>MY B.MX<MY
C.MX=MY D.无法确定
解析:A [同温同压下,气体摩尔体积相同,此时Y的体积大于X的体积,则n(Y)>n(X),又知m(X)=m(Y),则MX∶MY=∶=n(Y)∶n(X)>1,所以MX>MY。]
10.(双选)在标准状况下有:①6.72 L CH4 ②3.01×1023个HCl分子 ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的描述正确的是( )
A.体积:③>②>①>④
B.密度:②>③>④>①
C.质量:②>①>③>④
D.氢原子个数:①>③>④>②
解析:BD [先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量,然后再比较它们的体积、密度等。标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol,然后进行比较即可得出结论。]
11.对一定量气体体积的探究。
已知1 mol不同气体在不同条件下的体积:
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0 ℃,101 kPa
22.4
O2
22.4
CO
22.4
H2
0 ℃,202 kPa
11.2
CO2
11.2
N2
273 ℃,202 kPa
22.4
NH3
22.4
(1)从上表分析得出的结论:
①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为 ________ 。
②1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积 ________ (填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
(3)应用:在标准状况下,4 g O2的体积为多少升?(写出计算过程)
解析:(1)从表中的数据可以看出:1 mol任何气体在标准状况下,体积都约为22.4 L;1 mol不同气体,在不同条件下,体积不一定相同。
(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同且1 mol气体的分子数目也相同,所以在相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等。
(3)4 g O2的物质的量n(O2)==0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol-1=2.8 L。
答案:(1)①22.4 L ②不一定
(2)①气体分子数目相等 ②相同条件下,气体分子间的平均距离几乎相等
(3)V(O2)=n×22.4 L·mol-1=×22.4 L·mol-1=×22.4 L·mol-1=2.8 L。
12.Ⅰ.设NA代表阿伏加德罗常数的值,完成下列填空:
(1)1 mol CH4含原子个数为 ________ ;34 g H2O2所含分子数目和原子数目分别为 ________________ 。
(2)标准状况下,0.5NA个CO分子所占有的体积为 ________ L。
(3)标准状况下,33.6 L H2和CH4的混合气体所含的分子数目为 ________ 。
Ⅱ.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数为NA,则:
(4)该气体在标准状况下的体积为 ________ L。
(5)该气体在标准状况下的密度为 ________ g·L-1。
(6)该气体所含的原子总数为 ________ 个。
(7)该气体的一个分子的质量为 ________ g。
解析:Ⅰ.(1)每个CH4分子中含1个C原子和4个H原子,所以1 mol CH4含原子数目为5NA。每个H2O2分子中含2个H原子和2个O原子,m(H2O2)=34 g,即n(H2O2)==1 mol,故含分子数为NA,含原子数为4NA。
(2)标准状况下,CO为气体,0.5NA个CO分子物质的量为0.5 mol,所占体积为11.2 L。
(3)标准状况下:Vm=22.4 L·mol-1,则
N分子=·NA=NA=1.5NA。
Ⅱ.(4)气体的物质的量为n== mol,在标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,V=n·Vm= mol·22.4 L·mol-1= L;(5)标准状况下,ρ=== g·L-1;(6)气体中含有原子数为 mol×2×NA=;(7)一个分子的质量为g= g。
答案:Ⅰ.(1)5NA NA、4NA (2)11.2 (3)1.5NA
Ⅱ.(4) (5) (6) (7)
13.一定量的液态化合物XY2在一定量O2中恰好完全反应:XY2(l)+3O2(g)点燃,XO2(g)+2YO2(g),冷却后在标准状况下,测得生成物的体积为672 mL,密度为2.56 g·L-1。求:
(1)反应前O2的体积为 ________ 。
(2)化合物XY2的摩尔质量是 ________ 。
(3)在XY2分子中,X、Y两元素质量之比为3∶16,则X、Y两元素分别是________________________________________________________________________。
解析:(1)由题中的化学方程式XY2(l)+3O2(g)点燃,XO2(g)+2YO2(g)可知,该反应是反应前后气体分子数不变的反应,即反应前后气体体积相同。因反应物中的XY2为液态,故反应前O2的体积为672 mL。
(2)n(O2)==0.03 mol。因XY2与O2恰好完全反应,则它们的物质的量之比为1∶3(由化学方程式知),故XY2的物质的量为0.01 mol。又因反应后的气体体积为672 mL,密度为2.56 g·L-1,则反应后气体总质量为m=ρV=2.56 g·L-1×672×10-3 L≈1.72 g。根据质量守恒定律有m(XY2)=1.72 g-m(O2)=1.72 g-0.03 mol×32 g·mol-1=0.76 g,M(XY2)==76 g·mol-1。
(3)由题意知,
解得,
所以X为碳元素,Y为硫元素。
答案:(1)672 mL (2)76 g·mol-1
(3)碳元素、硫元素
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