内容正文:
一、选择题
1.以下说法中,正确的是( )
A.在标准状况下1 mol N2的体积约是22.4 L·mol-1
B.在标准状况下SO3的摩尔体积约是22.4 L·mol-1
C.同温同压下的两种气体,只要所含微粒数目相同,则所占体积一定相同
D.一定状况下,N2的摩尔体积可能恰好为22.4 L·mol-1
解析:D [标准状况下,1 mol N2的体积是22.4 L,A错误。标准状况下,SO3是固态,摩尔体积远小于22.4 L·mol-1,B错误。同温同压下,分子数相等则体积相等,而微粒包括分子、原子、质子、电子等,C错误。在非标准状况下,可能存在Vm=22.4 L·mol-1,D正确。]
2.有一份气体样品的质量是14.2 g,在标准状况下的体积为4.48 L,该气体的摩尔质量是( )
A.28.4 g B.28.4 g·mol-1
C.71 g·mol-1 D.14.2 g·mol-1
解析:C [该气体的物质的量为4.48 L÷22.4 L·mol-1=0.2 mol,其摩尔质量为14.2 g÷0.2 mol=71 g·mol-1。]
3.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的体积约是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的体积约是22.4 L,B、C、D错误。]
4.下列关于CO和CO2说法正确的是( )
A.质量相等时,分子数之比为7∶11
B.同温同压下,密度之比为7∶11
C.物质的量相同时,体积之比为1∶1
D.原子数相同时,物质的量之比为2∶3
解析:B [A项,n=,质量相等的CO和CO2的物质的量的比为(m÷28)∶(m÷44)=11∶7,根据n=N÷NA,可知物质的分子数之比等于物质的量之比,所以质量相等时,分子数之比为11∶7,A错误;B项,根据ρ==可知,在同温同压下,密度之比等于气体的相对分子质量之比,为28∶44=7∶11,B正确;C项,由于n=V÷Vm气体在不同的条件下,气体摩尔体积是不同的,所以当两种物质的物质的量相同时,体积之比不一定是1∶1,C错误;D项,由于在1个CO中含有2个原子,在1个CO2中含有3个原子,原子数相同时,物质的量之比为3∶2,D错误。]
5.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。]
6.下列说法正确的是( )
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 mol任何物质的体积必定是22.4 L
D.22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等
解析:B [没有指明标准状况,A错误;气体摩尔体积既适用于单一气体,也可以是混合气体,只要符合物质的量为1 mol,且为标准状况下,体积就约为22.4 L;B正确;标准状况下,1 mol任何气体的体积必定是22.4 L,C错误;18 g H2O是1 mol H2O,但22.4 L CO2不一定是1 mol,因为其他条件不确定,D错误。]
7.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。]
8.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。]
9.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。]
10.(双选)两份质量相同的CH4和NH3比较,下列结论错误的是( )
A.分子个数比为17∶16
B.同温同压下两种气体的体积之比是17∶16
C.氢原子个数比为12∶17
D.原子个数比为17∶16
解析:CD [设质量相同的CH4和NH3的物质的量分别是、;分子个数比为∶=17∶16,故A正确;同温同压下两种气体的体积之比是∶=17∶16,故B正确;氢原子个数比为∶=17∶12,故C错误;原子个数比为∶=85∶64,故D错误。]
二、填空题
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
O2
CO
0℃,101kPa
22.4
22.4
22.4
H2
0 ℃,202 kPa
11.2
CO2
11.2
N2
273 ℃,202 kPa
22.4
22.4
NH3
(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.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;标准状况下,ρ=== g·L-1;气体中含有原子数为 mol×2×NA=;一个分子的质量为g= g。
答案:(1)5NA NA、4NA (2)11.2 (3)1.5NA
(4) (5) (6) (7)
13.在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72 L,质量为12 g。则:
(1)混合气体的密度是 ________ 。 (结果保留两位小数)
(2)CO和CO2的物质的量之比是 ________ 。
(3)CO的体积分数是 ________ ,CO的质量分数是 ________ 。
(4)混合气体中所含氧原子的物质的量是 ________ ,所含碳原子的物质的量是 ________ 。
(5)混合气体的平均摩尔质量是 ________ ,对氢气的相对密度是 ________ 。
解析:设CO、CO2的物质的量分别为x、y。由题意得:
,
解得x=0.075 mol,y=0.225 mol。
(1)混合气体的密度是≈1.79 g·L-1。
(2)n(CO)∶n(CO2)=0.075 mol∶0.225 mol=1∶3。
(3)CO的体积分数为25%,CO的质量分数为×100%=17.5%。
(4)混合气体中所含氧原子的物质的量为0.075 mol+0.225 mol×2=0.525 mol,所含碳原子的物质的量为0.075 mol+0.225 mol=0.3 mol。
(5)混合气体的平均摩尔质量是=40 g·mol-1,对氢气的相对密度为20。
答案:(1)1.79 g·L-1
(2)1∶3
(3)25% 17.5%
(4)0.525 mol 0.3 mol
(5)40 g·mol-1 20
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