内容正文:
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
►问题一 “气体摩尔体积”概念理解及影响因素
1、下列关于气体摩尔体积的说法不正确的是( )
A. 指单位物质的量的气体所占的体积
B. 常用单位为 L⋅mol-1 或 m³/mol
C. 标准状况下1mol任何气体的体积约为22.4L
D. 气体摩尔体积与气体种类无关
2、下列有关气体摩尔体积的描述中,正确的是( )
A.在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.气体摩尔体积一定是22.4 L·mol-1
C.1 mol气体体积为22.4 L,则一定是标准状况
D.相同物质的量的气体的气体摩尔体积也相同
3、下列几乎不影响气体体积的是( )
A.温度 B.压强 C.微粒数目 D.微粒直径
4、当温度与压强一定时,气体体积主要取决于( )
A.分子自身的大小 B.分子的数目
C.分子间的平均距离相同 D.分子间的引力
5、绝大多数的准分子激光器都用氖气作缓冲气体。下列因素对氖气的体积无明显影响的是( )
A.温度和压强 B.所含氖气分子的数目
C.氖气分子本身的大小 D.氖气分子之间的距离
►问题二 阿伏加德罗定律及其推论和应用
1、一定温度和压强下,用质量相等的CH4、O2气体吹出两个体积大小不同的气球,下列说法错误的是( )
A.气球甲中装的是O2
B.气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2
C.气球甲和气球乙中原子数之比为2:5
D.气球甲和气球乙中气体体积之比为1:2
2、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
3、同温同压下,等质量的N2O4和NO2两种气体相比较,下列叙述正确的是( )
A.体积比为2:1 B.分子个数之比为1:1
C.原子个数之比为1:1 D.氮原子个数之比为2:1
4、在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙
B.若M(甲)<M(乙),则气体摩尔体积:甲>乙
C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙
►问题三 计算的常用方法
1、按要求解答问题:
(1)标准状况下,0.5molH2,占有的体积约是 。
(2)标准状况下,4.48L CO2 的物质的量是 。
(3)标准状况下,16gO2 的体积约是
(4)标准状况下,11.2LN2 中含有的N2 的分子数约是 。
(5)标准状况下,1120 mL某气体质量为1.4g :
①该气体摩尔质量为 ;
②该气体所含分子数为 ;
③若该气体为N2,则与标况下 L NH3中所含氮原子数目相同。
(6)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为_______,可能是_______气体。
(7)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为_______。
[强化基础训练]
1、下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,1mol乙醇的体积约为22.4L
B.0℃、101kPa下,任何气体的摩尔体积都约为
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积
D.若1mol气体体积约为22.4L,则它所处的条件一定是“标准状况”
2、下列说法正确的是( )
A. 1 mol任何气体体积都约是22.4 L
B. 标准状况下,18 g水的体积约为22.4 L
C. 标准状况下,22.4 L任何气体都含有约6.02×1023个分子
D. 只有在标准状况下,气体摩尔体积才是22.4 L/mol
3、标准状况下,的质量约为( )
A.16g B.32g C.64g D.8g
4、标准状况下,0.5 mol O₂的体积是( )
A. 0.5 L B. 11.2 L
C. 22.4 L D. 44.8 L
5、标准状况下,11.2 L CO₂的物质的量是( )
A. 0.25 mol B. 0.5 mol
C. 1 mol D. 2 mol
6、标准状况下,由0.5 gH2、11g CO2和4 gO2组成的混合气体,其体积约为( )
A.8.4 L B.11.2 L
C.14.0 L D.16.8 L
7、同温同压下,等物质的量的N₂和CO,下列说法正确的是( )
A. 体积不同 B. 分子数不同
C. 原子数相同 D. 质量不同
8、同温同压下,A容器中H₂和B容器中NH₃所含氢原子数相等,则两个容器的体积比是( )
A. 3:2 B. 1:3
C. 2:3 D. 1:2
9、两种气态烃混合物0.1mol完全燃烧得0.16mol CO₂和3.6g H₂O,则混合物组成可能是( )
A. CH₄与C₂H₄ B. C₂H₄与C₃H₄
C. C₂H₄与C₄H₈ D. C₃H₆与C₄H₆
10、将73.5g KClO₃加热分解,在273℃、101kPa下可得O₂( )
A. 22.4 L B. 33.6 L
C. 40.32 L D. 44.8 L
11、下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氮原子;方框代表容器,容器中间有一个可以左右滑动的隔板。其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
A. B. C. D.
12、(2022秋·江苏盐城·高一校联考阶段练习)现有下列三种气体:a. 32 g CH4,b. 约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体,c. 标准状况下33.6 L NH3。下列排列顺序一定正确的是( )
A.质量:a>b>c B.氢原子数目:a>c>b
C.分子数:b>a>c D.体积:c>a>b
[强化基础提升]
1、下列说法正确的是( )
A. 常温常压下,22.4LCO2中含有NA个CO2分子
B. 标准状况下,22.4L空气含有NA个单质分子
C. 22.4L Cl2中含有NA个Cl2分子
D. 标准状况下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
2、下列说法正确的是( )
A. 在标准状况下,1mol水和1molH2的体积都约是22.4L
B. 2gH2和44gCO2的体积相等
C. 常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NA
D. 在标准状况下,1gH2和11.2LO2的物质的量相等
3、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.溶液中含有0.1NA个
B.常温常压下,22.4LCl2含有的分子数为NA
C.标准状况下,所含质子数为2NA
D.等物质的量的NO和CO气体,所含原子数目均为2NA
4、设表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.标况下,含有的分子数为
B.物质的量浓度为的溶液中,含有数为
C.常温常压下,和的混合气体一定含有个氧原子
D.参与反应转移的电子数一定是
5、(2023·新疆乌鲁木齐)设表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温常压下,11.2 L 所含的原子数为
B.标准状况下,22.4 L 所含原子数为
C.标准状况下,22.4 L 所含分子数为
D.常温常压下,48 g 含有的氧原子数为
6、(2023·辽宁·高一校联考期末)下列说法错误的是( )
A.同温同压下,气体体积的大小取决于分子数目
B.常温常压下,22g氧气和26g臭氧所含氧原子总数为3
C.常温常压下,22.4L 和的混合气体中氧原子数目小于4
D.同温同体积时,和CO的原子数一定相等
7、标准状况下,相同质量的下列气体中,体积最大的是( )
A. O₂ B. N₂ C . Cl₂ D. CO₂
8、下列气体中,在标准状况下体积最小的是( )
A. 0.4 mol O₂ B. 4 g H₂
C. 3.01×1023个CO₂分子 D. 8.96 L CH₄
9、容积不同的A、B两个密闭容器,A中充满氮气,B中充满CH4和CO2混合气体,同温同压下测得两容器中气体密度相同,下列叙述不正确的是( )
A.容器A和容器B中所含气体质量一定不同
B.容器B中混合气体的密度是同温同压下氢气密度的14倍
C.容器A和容器B中所含气体分子数一定不同
D.容器B中CH4和CO2的物质的量之比为1∶1
10、在相同的压强和温度下,三个容积相同的密闭容器中分别充入、、三种气体,以下说法正确的是( )
A.三种气体的质量:
B.三种气体的密度:
C.三种气体的原子个数相等
D.三种气体的质子数:
11、标准状况下,mg气体X和ng气体Y所含分子数相同,以下说法错误的是( )
A.同温同压下X与Y两气体的密度之比为n∶m
B.等质量气体X与Y所含分子数之比为n∶m
C.X与Y两气体的相对分子质量之比为m∶n
D.同温同压下,等体积的X气体与Y气体质量比为m∶n
12、某密闭刚性容器由可动活塞隔成甲、乙两室,室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g,向乙中充入1mol空气,此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.甲室混合气体的分子总数为3NA
B.甲室H2、O2的物质的量之比为1:3
C.甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的9.5倍
D.若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温,忽略生成水的体积,活塞最终停留在刻度2处
13、一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1molN2,右侧充入一定量CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法错误的是( )
A.左侧与右侧原子数之比为4∶1
B.右侧CO的质量为5.6g
C.左侧与右侧气体密度之比为1∶1
D.若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,则应再充入0.75mol CO
14、同温同压下,若A容器中充满,B容器中充满。
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是 ;(2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是 ;(3)若两容器的体积比为,则和物质的量之比为 ,密度之比为 。
15、按要求填空。
(1)18 g水中含有 个水分子。
(2)在标准状况下,4.4 g CO2所占的体积为 ,与 g SO2含有的氧原子数相等。
(3)12.4 g Na2R含0.4 mol ,则R的相对原子质量为 。
(4)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为____________个。
(5)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为_____L。
(6)在标准状况下,①6.72 L CH4,② HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列关系表达正确的是 。
a.体积②>①>③>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
第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
►问题一 “气体摩尔体积”概念理解及影响因素
1、下列关于气体摩尔体积的说法不正确的是( )
A. 指单位物质的量的气体所占的体积
B. 常用单位为 L⋅mol-1 或 m³/mol
C. 标准状况下1mol任何气体的体积约为22.4L
D. 气体摩尔体积与气体种类无关
【答案】C
【解析】C选项表述不准确,标准状况下1mol气体的体积约为22.4L,但非标准状况下其他条件也可能使Vm=22.4L/mol。气体摩尔体积本质上是描述气体性质的物理量,与气体种类无关,但受温度压强影响。
2、下列有关气体摩尔体积的描述中,正确的是( )
A.在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.气体摩尔体积一定是22.4 L·mol-1
C.1 mol气体体积为22.4 L,则一定是标准状况
D.相同物质的量的气体的气体摩尔体积也相同
【答案】A
【解析】A.根据气体摩尔体积的定义,在一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积是恒定不变的,这个体积被称为气体摩尔体积,在标准状况下气体摩尔体积Vm=22.4L·mol-1,A正确;
B.气体体积受温度、压强的影响,随着条件的不同,气体摩尔体积对应的数值有无数种,不一定是22.4 L·mol-1,但在标准状况下气体摩尔体积Vm=22.4L·mol-1,B错误;
C.非标准状况通过调节温度和压强也可以使1 mol气体体积达到22.4 L,C错误;
D.气体摩尔体积与物质的量无关,当条件不同时气体摩尔体积不一定相同,D错误;
故答案选A。
3、下列几乎不影响气体体积的是( )
A.温度 B.压强 C.微粒数目 D.微粒直径
【答案】D
【解析】通常,气体微粒间的平均距离约为微粒直径的10倍,则微粒直径几乎不影响气体体积,影响气体体积的微观因素是微粒数目、微粒间的平均距离,而微粒间的平均距离受温度、压强影响,故D满足;选D。
4、当温度与压强一定时,气体体积主要取决于( )
A.分子自身的大小 B.分子的数目
C.分子间的平均距离相同 D.分子间的引力
【答案】B
【解析】影响体积大小的因素有分子直径的大小、分子间距离的大小、分子数目的多少,在一定温度和压强下,气体分子间的距离相等,因分子间距离远大于气体分子大小,则影响其所占体积大小的主要因素是分子数目的多少;故选B。
5、绝大多数的准分子激光器都用氖气作缓冲气体。下列因素对氖气的体积无明显影响的是( )
A.温度和压强 B.所含氖气分子的数目
C.氖气分子本身的大小 D.氖气分子之间的距离
【答案】C
【解析】A.温度和压强对气体的体积有影响,温度越高,气体体积越大,压强越大,气体体积越小,A不符合题意;B.微粒的数目对气体的体积有影响,微粒的数目越多,气体体积越大,B不符合题意;C.微粒本身大小很小,气体微粒间的距离很大,可忽略气体分子本身的体积,故微粒本身大小对氖气的体积无影响,C符合题意;D.微粒间的距离对气体的体积有影响,微粒间的距离越大,气体体积越大,D不符合题意;故选C。
►问题二 阿伏加德罗定律及其推论和应用
1、一定温度和压强下,用质量相等的CH4、O2气体吹出两个体积大小不同的气球,下列说法错误的是( )
A.气球甲中装的是O2
B.气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2
C.气球甲和气球乙中原子数之比为2:5
D.气球甲和气球乙中气体体积之比为1:2
【答案】C
【解析】A.一定温度压强下,气体的Vm是相等的,用mg的CH4、O2分别吹出两个体积大小不同的气球,则根据,,得到体积和相对分子质量成反比,所以体积的大小顺序是:CH4>O2,甲中装的是O2,乙中装的是CH4,A正确;B.根据n=,质量相等的两种气体,物质的量之比与摩尔质量成反比,则气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2,B正确;C.由上述分析已知气球甲和气球乙中气体物质的量之比为1:2,甲为氧气含2个原子,乙为甲烷含5个原子,则气球甲和气球乙中原子数之比为(1×2):(2×5)=1:5,C错误;D.一定温度和压强下,气体体积之比等于气体物质的量之比,气球甲和气球乙中气体体积之比为1:2,D正确;故选C。
2、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
【答案】B
【解析】选项A:质量相等时,分子数之比为7∶11,计算依据:设质量均为1g,CO的摩尔质量为28g/mol,CO2为44g/mol。分子数之比=1/28:1/44=44:28=11:7,与选项A的7∶11矛盾,故错误。选项B:同温同压下,密度之比为7∶11,密度比等于摩尔质量比:28:44=7:11,正确;选项C:条件为同温同压下,气体体积比等于物质的量比,应为1∶1,需注意题目可能隐含其他条件(如状态),需结合具体语境判断;选项D:原子数相同时,物质的量之比为2∶3,计算:设原子数均为6,CO的物质的量为6/3=2,CO2为6/3=2,比例应为1∶1,与选项矛盾,故错误。
3、同温同压下,等质量的N2O4和NO2两种气体相比较,下列叙述正确的是( )
A.体积比为2:1 B.分子个数之比为1:1
C.原子个数之比为1:1 D.氮原子个数之比为2:1
【答案】C
【解析】题目要求判断同温同压下,等质量的N₂O₄和NO₂气体相关性质的比值。需要计算体积比、分子数比、原子数比及氮原子数比。
关键计算步骤:
1. 摩尔质量:N₂O₄的摩尔质量 = 92 g/mol;NO₂的摩尔质量 = 46 g/mol
2. 物质的量比:设质量均为m g,则物质的量比 = 1:2;
3. 体积比:同温同压下,体积比 = 物质的量比 = 1:2(与选项A的2:1矛盾,故A错误)
4. 分子数比:分子数比 = 物质的量比 = 1:2(与选项B的1:1矛盾,故B错误)
5. 原子数比:每个N₂O₄分子含6个原子,每个NO₂分子含3个原子,原子数比 = (1×6):(2×3)=1:1(与选项C一致);
6. 氮原子数比:每个N₂O₄含2个N原子,每个NO₂含1个N原子,
氮原子数比 = (1×2):(2×1)=1:1(1×2):(2×1)=1:1(与选项D的2:1矛盾,故D错误)
4、在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙
B.若M(甲)<M(乙),则气体摩尔体积:甲>乙
C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙
【答案】C
【解析】A.根据n=,若M(甲)>M(乙),则n(甲)<n(乙),则气体的分子数:甲<乙,A错误;B.根据n=,若M(甲) <M(乙),则n(甲) >n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,气体摩尔体积Vm=,则气体摩尔体积:甲<乙,B错误;C.根据n=,若M(甲) <M(乙),则n(甲) >n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,温度相同,由PV=nRT可知,气体的压强:甲>乙,C正确;D.气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,D错误;故选C。
►问题三 计算的常用方法
1、按要求解答问题:
(1)标准状况下,0.5molH2,占有的体积约是 。
(2)标准状况下,4.48L CO2 的物质的量是 。
(3)标准状况下,16gO2 的体积约是
(4)标准状况下,11.2LN2 中含有的N2 的分子数约是 。
(5)标准状况下,1120 mL某气体质量为1.4g :
①该气体摩尔质量为 ;
②该气体所含分子数为 ;
③若该气体为N2,则与标况下 L NH3中所含氮原子数目相同。
(6)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为_______,可能是_______气体。
(7)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为_______。
【解析】
(1)标准状况下,0.5mol H₂占有的体积约是:11.2 L
标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol,0.5 mol H₂的体积为:
V=n×Vm=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
(2)标准状况下,4.48 L CO₂的物质的量是:0.2 mol
标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol,物质的量为:n=VVm=4.48 L*22.4 L/mol=0.2 mol。
(3)标准状况下,16 g O₂的体积约是:11.2 L;
O₂的摩尔质量为32 g/mol,16 g O₂的物质的量为:n=mM=16 g*32 g/mol=0.5 mol;
体积为:V=n×Vm=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
(4)标准状况下,11.2 L N₂中含有的N₂分子数约是:0.5NA(或3.01×10²³个)
11.2 L N₂的物质的量为:n=11.2 L/22.4 L/mol=0.5 mol;
分子数为:N=n×NA=0.5 mol×6.02×1023 mol−1=3.01×1023 。
(5)标准状况下,1120 mL某气体质量为1.4 g:
①该气体摩尔质量为:28 g/mol
1120 mL = 1.12 L,物质的量为:n=1.12 L/22.4 L/mol=0.05 mol
摩尔质量为:M=m/n=1.4 g/0.05 mol=28 g/mol;
②该气体所含分子数为:0.05NA(或3.01×10²²个)
分子数为:N=n×NA=0.05 mol×6.02×1023 mol−1=3.01×1022
③若该气体为N₂,则与标况下1.12 L NH₃中所含氮原子数目相同;
N₂分子含2个氮原子,0.05 mol N₂含氮原子数为:0.05 mol×2=0.1 mol0.05mol×2=0.1mol;
NH₃分子含1个氮原子,需0.1 mol NH₃,体积为:V=0.1 mol×22.4 L/mol=2.24 L;题目要求氮原子数相同,因此应为 2.24 L NH₃。
(6)M=ρ×22.4 L·mol-1≈64 g·mol-1;根据相对分子质量,推测可能是二氧化硫气体。
(7)。
[强化基础训练]
1、下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,1mol乙醇的体积约为22.4L
B.0℃、101kPa下,任何气体的摩尔体积都约为
C.气体摩尔体积仅指标准状况下1mol气体的体积
D.若1mol气体体积约为22.4L,则它所处的条件一定是“标准状况”
【答案】B
【解析】A.标况下乙醇为液体,故1mol乙醇的体积小于22.4L,故A错误;B.0℃、101kPa下,1mol任何气体所占体积约为22.4L,任何气体的摩尔体积都约为,故B正确;C.气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积,不一定在标准状况下,故C错误;D.决定气体的体积大小的主要因素为粒子数目和粒子间的距离,标况下1molN2O气体的体积约为22.4L,在其它温度和压强下其体积也可能为22.4L,故D错误;故选B。
2、下列说法正确的是( )
A. 1 mol任何气体体积都约是22.4 L
B. 标准状况下,18 g水的体积约为22.4 L
C. 标准状况下,22.4 L任何气体都含有约6.02×1023个分子
D. 只有在标准状况下,气体摩尔体积才是22.4 L/mol
【答案】C
【解析】选项A错误,未说明"标准状况"条件;选项B错误,水在标准状况下是液体;选项D错误,其他条件(如273°C,202kPa)也可能使Vm=22.4L/mol。选项C正确,因为标准状况下22.4L为1mol气体,含阿伏伽德罗常数个分子。
体积与温度、压强和气体分子数有关,与气体的种类无关,D项正确;答案选B。
3、标准状况下,的质量约为( )
A.16g B.32g C.64g D.8g
【答案】A
【解析】标准状况下,的物质的量是是11.2L÷22.4L/mol=0.5mol,质量为0.5mol×32g/mol=16g。
答案选A。
4、标准状况下,0.5 mol O₂的体积是( )
A. 0.5 L B. 11.2 L
C. 22.4 L D. 44.8 L
【答案】B
【解析】根据气体摩尔体积公式V=n×Vm,标准状况下Vm=22.4L/mol,因此0.5mol×22.4L/mol=11.2L。此题考查基本公式应用,需注意n与V的正比关系。
5、标准状况下,11.2 L CO₂的物质的量是( )
A. 0.25 mol B. 0.5 mol
C. 1 mol D. 2 mol
【答案】B
【解析】利用n=V/Vm计算,11.2L÷22.4L/mol=0.5mol。此题训练体积与物质的量的换算能力,注意单位一致性。
6、标准状况下,由0.5 gH2、11g CO2和4 gO2组成的混合气体,其体积约为( )
A.8.4 L B.11.2 L
C.14.0 L D.16.8 L
【答案】C
【解析】计算步骤:
1、计算各气体的物质的量:
H₂:0.5g/2g/mol=0.25mol2g/mol0.5g=0.25mol
CO₂:11g/44g/mol=0.25mol44g/mol11g=0.25mol
O₂:4g/32g/mol=0.125mol32g/mol4g=0.125mol
2、混合气体的总物质的量:
0.25mol+0.25mol+0.125mol=0.625mol0.25mol+0.25mol+0.125mol=0.625mol;
标况下总体积计算:
V=0.625mol×22.4L/mol=14.0LV=0.625mol×22.4L/mol=14.0L
7、同温同压下,等物质的量的N₂和CO,下列说法正确的是( )
A. 体积不同 B. 分子数不同
C. 原子数相同 D. 质量不同
【答案】
【解析】根据阿伏伽德罗定律,同温同压下等物质的量气体体积相同(A错);分子数相同(B错);N₂(双原子)和CO(双原子)的原子数相同(C正确);二者摩尔质量相同(28g/mol),质量相同(D错)。
8、同温同压下,A容器中H₂和B容器中NH₃所含氢原子数相等,则两个容器的体积比是( )
A. 3:2 B. 1:3
C. 2:3 D. 1:2
【答案】A
【解析】设H₂为n mol则含2n mol H;NH₃为m mol含3m mol H。由2n=3m得n=3:2。同温同压下V∝n,故体积比3:2。
9、两种气态烃混合物0.1mol完全燃烧得0.16mol CO₂和3.6g H₂O,则混合物组成可能是( )
A. CH₄与C₂H₄ B. C₂H₄与C₃H₄
C. C₂H₄与C₄H₈ D. C₃H₆与C₄H₆
【答案】A
【解析】计算平均分子式:C原子数=0.16/0.1=1.6;H原子数=(3.6g/18g/mol)×2/0.1=4。因此混合物平均组成为C₁.₆H₄,只有a选项(CH₄₁H₄;C₂H₄₂H₄)符合。
10、将73.5g KClO₃加热分解,在273℃、101kPa下可得O₂( )
A. 22.4 L B. 33.6 L
C. 40.32 L D. 44.8 L
【答案】C
【解析】反应2KClO₃→2KCl+3O₂↑,73.5g KClO₃(0.6mol)生成0.9mol O₂。273℃时Vm=44.8L/mol,故V=0.9×44.8=40.32L。综合考查化学方程式与气体摩尔体积。
11、下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氮原子;方框代表容器,容器中间有一个可以左右滑动的隔板。其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】氢气为双原子分子,氦为单原子分子。等质量的H2与He的物质的量之比是,相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比,为2∶1,所以能表示等质量的氢气与氦气的是选项A。答案选A。
12、(2022秋·江苏盐城·高一校联考阶段练习)现有下列三种气体:a. 32 g CH4,b. 约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体,c. 标准状况下33.6 L NH3。下列排列顺序一定正确的是( )
A.质量:a>b>c B.氢原子数目:a>c>b
C.分子数:b>a>c D.体积:c>a>b
【答案】B
【解析】a.32 g CH4的物质的量为,b.约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体物质的量为,c. 标准状况下33.6 L NH3物质的量为;
A.1molHCl的质量为m=nM=1mol×36.5g/mol=36.5g,1.5mol NH3质量为m=nM=1.5mol×17g/mol=25.5g,则质量:b>a>c,A错误;
B.含氢原子的物质的量分别为2 mol×4=8mol,1 mol×1=1mol,1.5 mol×3=4.5mol,氢原子数目:a>c>b,B正确;
C.由N=n∙NA,物质的量越大则分子数越大,分子数:a>c>b,C错误;
D.由V=n∙Vm,相同条件下,物质的量越大气体的体积越大,则体积:a>c>b,D错误;
故选:B。
[强化基础提升]
1、下列说法正确的是( )
A. 常温常压下,22.4LCO2中含有NA个CO2分子
B. 标准状况下,22.4L空气含有NA个单质分子
C. 22.4L Cl2中含有NA个Cl2分子
D. 标准状况下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
【答案】D
【解析】逐项分析:选项A,常温常压下,22.4 L CO₂中含有Nₐ个CO₂分子,错误;常温常压(非标准状况)下,气体摩尔体积 ≠ 22.4 L/mol,22.4 L CO₂的物质的量小于1 mol,分子数少于NA;选项B,标准状况下,22.4 L空气含有NA个单质分子,错误;空气中含CO₂、H₂O等化合物,单质分子(如N₂、O₂)总数小于Nₐ;选项C,22.4 L Cl₂中含有NA个Cl₂分子,错误,未指明标准状况,无法确定体积对应的物质的量;选项D,标准状况下,1.12 L O₂和1.12 L CO₂均含0.1NA个氧原子,正确。1.12 L气体物质的量为0.05 mol,O₂和CO₂均为双原子氧分子,氧原子数 = 0.05 × 2 × NA= 0.1NA。
2、下列说法正确的是( )
A. 在标准状况下,1mol水和1molH2的体积都约是22.4L
B. 2gH2和44gCO2的体积相等
C. 常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NA
D. 在标准状况下,1gH2和11.2LO2的物质的量相等
【答案】D
【解析】选项A:在标准状况下,1mol水和1molH₂的体积都约是22.4L,错误。标准状况下,水是液体,其体积远小于气体体积(22.4 L/mol仅适用于气体);选项B:2gH₂和44gCO₂的体积相等,错误。2gH₂的物质的量为1mol,44gCO₂的物质的量为1mol,但未说明温度和压强条件,无法确定体积是否相等;选项C:常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NA,错误,常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L/mol,11.2L氮气的物质的量小于0.5mol,原子数少于NA;选项D:在标准状况下,1gH₂和11.2LO₂的物质的量相等,正确1gH₂的物质的量为0.5mol,11.2LO₂的物质的量为0.5mol(标准状况下V=11.2L对应n=0.5mol)。
3、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.溶液中含有0.1NA个
B.常温常压下,22.4LCl2含有的分子数为NA
C.标准状况下,所含质子数为2NA
D.等物质的量的NO和CO气体,所含原子数目均为2NA
【答案】C
【解析】A.NaHSO4在溶液中电离,,溶液中不存在,A错误;B.常温常压下,无法通过气体体积计算物质的量,B错误;C.,质子数为,C正确;D.未给出具体的物质的量,无法计算准确的原子个数,D错误;故答案:C。
4、设表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.标况下,含有的分子数为
B.物质的量浓度为的溶液中,含有数为
C.常温常压下,和的混合气体一定含有个氧原子
D.参与反应转移的电子数一定是
【答案】C
【解析】A.标况下,水为液态,的物质的量远大于0.5mol、含有的分子数远大于,故A错误;B.溶液体积不明确,故无法计算氯离子的个数,故B错误;C.该混合气体的平均组成为NO2,故和的混合气体含=个氧原子,故C正确;D.根据,则得到关系式,则反应中若消耗,转移的电子数是,若共投入1mol氯气,由于是可逆反应,氯气未完全消耗,则转移的电子数小于,故D错误;故选C。
5、(2023·新疆乌鲁木齐)设表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温常压下,11.2 L 所含的原子数为
B.标准状况下,22.4 L 所含原子数为
C.标准状况下,22.4 L 所含分子数为
D.常温常压下,48 g 含有的氧原子数为
【答案】D
【解析】A.常温常压下气态摩尔体积大于22.4L/mol,则11.2 L 所含的原子数小于=,A错误;
B.标准状况下,22.4 L 所含原子数为=2,B错误;
C.标准状况下水非气态,则22.4 L 所含分子数远大于,C错误;
D.常温常压下,48 g 含有的氧原子数为=,D正确;
故答案为:D。
6、(2023·辽宁·高一校联考期末)下列说法错误的是( )
A.同温同压下,气体体积的大小取决于分子数目
B.常温常压下,22g氧气和26g臭氧所含氧原子总数为3
C.常温常压下,22.4L 和的混合气体中氧原子数目小于4
D.同温同体积时,和CO的原子数一定相等
【答案】D
【解析】A.影响气体体积的因素有粒子的大小,粒子间的距离以及数目多少,同温同压下气体的分子间距离相等,而分子间距离远大于分子的大小,则决定气体体积大小的因素为分子数目的多少,A正确;
B.氧气和臭氧均只含有氧原子,常温常压下,22g氧气和26g臭氧中氧原子共48g,所含的氧原子总数为=3NA,B正确;
C.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,22.4L 和的混合气体物质的量小于1mol,故氧原子数目小于4,C正确;
D.同温度、同体积下,影响气体分子数目的因素有压强,若二者所处压强相同,则含有相同的分子数目,都是双原子分子,含有相同的原子数目,若所处压强不同,含有的原子数目一定不相同,D错误;故选D。
7、标准状况下,相同质量的下列气体中,体积最大的是( )
A. O₂ B. N₂ C . Cl₂ D. CO₂
【答案】B
【解析】根据V=mVm/M,质量相同时,摩尔质量M越小体积越大N₂(28g/mol)<O₂(32g/mol)<CO₂(44g/mol)<Cl₂(71g/mol),因此N₂体积最大。
8、下列气体中,在标准状况下体积最小的是( )
A. 0.4 mol O₂ B. 4 g H₂
C. 3.01×1023个CO₂分子 D. 8.96 L CH₄
【答案】C
【解析】计算各选项的物质的量:a=0.4mol;b=4g/2g/mol=2mol;c=0.5mol;d=8.96L/22.4L/mol=0.4mol。体积最小即物质的量最小的是a和d(0.4mol),但题目问"气体中",可能考查实际存在状态,CO₂在低温高压下易液化。
9、容积不同的A、B两个密闭容器,A中充满氮气,B中充满CH4和CO2混合气体,同温同压下测得两容器中气体密度相同,下列叙述不正确的是( )
A.容器A和容器B中所含气体质量一定不同
B.容器B中混合气体的密度是同温同压下氢气密度的14倍
C.容器A和容器B中所含气体分子数一定不同
D.容器B中CH4和CO2的物质的量之比为1∶1
【答案】D
【分析】根据阿伏伽德罗定律和n=可知:在同温同压下测得两容器中气体密度相同,则A、B两容器中气体的平均摩尔质量是相等的,M(A)=M(B)=28 g/mol。
【解析】A.A、B两个密闭容器容积不同,则两个容器中含有的气体分子数目不相同。同温同压下测得两容器中气体密度相同,则两个容器中容器A和容器B中所含气体质量一定不同,A正确;B.根据阿伏伽德罗定律可知:在同温同压下,摩尔质量之比等于密度之比,M(B) =28 g/mo1,M(H2)=2 g/mo1,则容器B中混合气体的密度是同温同压下氢与气密度的14倍,B正确;C.同温同压下,A、B两个密闭容器容积不同,根据n=可知A、B两容器的物质的量不同,两个容器中所含气体分子数一定不同,C正确;D.假设混合气体中CH4的物质的量为a,CO2的物质的量为b,则=28 g/mol,解得,即容器B中CH4和CO2的物质的量之比为4:3,D错误;故合理选项是D。
10、在相同的压强和温度下,三个容积相同的密闭容器中分别充入、、三种气体,以下说法正确的是( )
A.三种气体的质量:
B.三种气体的密度:
C.三种气体的原子个数相等
D.三种气体的质子数:
【答案】D
【解析】A.当它们的压强和体积、温度均相同时,三者的气体物质的量相同,m=nM,气体质量与摩尔质量成正比,所以三种气体的质量大小顺序是m(H2)<m(N2)<m(SO2),故A错误
B.当温度和压强相同时,气体摩尔体积相同,根据M =ρVm知,气体密度与摩尔质量成正比,根据摩尔质量知,三种气体的密度大小顺序是ρ(H2)<ρ(N2)<ρ(SO2),故B错误;C.氢气和氮气为双原子分子,二氧化硫分子内有3个原子,气体物质的量相同时,根据N=nNA,分子数目相同,则原子数:N(SO2)>N(N2)=N(H2),故C错误;D.、、分子内的质子数依次为14、2、32,气体物质的量相同时,根据N=nNA,分子数目相同,则三种气体的质子数:,故D正确;故选D。
11、标准状况下,mg气体X和ng气体Y所含分子数相同,以下说法错误的是( )
A.同温同压下X与Y两气体的密度之比为n∶m
B.等质量气体X与Y所含分子数之比为n∶m
C.X与Y两气体的相对分子质量之比为m∶n
D.同温同压下,等体积的X气体与Y气体质量比为m∶n
【答案】A
【分析】标准状况下,m g气体X和n g气体Y所含分子数相同即m g气体X和n g气体Y的物质的量相同,即,得两者的相对分子质量比为;
【解析】A.同温同压下X 与Y两气体的密度之比等于摩尔质量之比为m∶n,A错误;B.等质量气体X 与Y摩尔质量与物质的量成反比,故所含分子数之比为n∶m,B正确;C.由分析可知,X与Y两气体的相对分子质量之比为m∶n,C正确;D.同温同压下,等体积的X与Y质量比等于摩尔质量之比为m∶n,D正确;故选A。
12、某密闭刚性容器由可动活塞隔成甲、乙两室,室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g,向乙中充入1mol空气,此时活塞的位置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.甲室混合气体的分子总数为3NA
B.甲室H2、O2的物质的量之比为1:3
C.甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的9.5倍
D.若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温,忽略生成水的体积,活塞最终停留在刻度2处
【答案】D
【解析】同温同压,气体的体积比等于物质的量比。室温下向甲中充入由H2和O2组成的混合气体19g,向乙中充入1mol空气,根据图示,H2和O2的总物质的量为2mol。
A.根据以上分析,H2和O2的总物质的量为2mol,则甲室混合气体的分子总数为2NA,故A错误;
B.H2和O2的总物质的量为2mol,总质量为19g,设氢气的物质的量为xmol、氧气的物质的量为ymol, ,则x=1.5、y=0.5,甲室H2、O2的物质的量之比为3:1,故B错误;C.甲室气体的平均摩尔质量为,同温同压,气体密度比等于摩尔质量之比,甲室混合气体的密度是同温同压下H2密度的4.75倍,故C错误;D.若将甲室气体点燃引爆并恢复至室温,发生反应2H2+O2=2H2O,反应后剩余0.5mol氢气,忽略生成水的体积,根据气体的体积比等于物质的量比,活塞最终停留在刻度2处,故D正确;选D。
13、一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1molN2,右侧充入一定量CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法错误的是( )
A.左侧与右侧原子数之比为4∶1
B.右侧CO的质量为5.6g
C.左侧与右侧气体密度之比为1∶1
D.若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,则应再充入0.75mol CO
【答案】B
【分析】左右两侧气体温度、压强相同,气体体积之比等于气体分子物质的量之比,左右两侧体积之比为4∶1,则左右两侧气体分子物质的量之比为4∶1,左侧N2物质的量为1mol,右侧CO物质的量为×1 mol=0.25 mol,气体分子数与气体分子物质的量成正比,则左侧与右侧分子数之比为4∶1。
【解析】A.每个氮气分子、一氧化碳分子均含有2个原子,故左侧与右侧原子数之比为4∶1,A正确;B.右侧CO的质量为28 g·mol-1×0.25 mol=7g,B错误;C.同温、同压下气体密度之比等于气体摩尔质量之比,则左右侧气体密度是相同,C正确;D.同温、同压下气体体积之比等于气体分子物质的量之比,隔板处于容器正中间时,左右两侧气体的物质的量相等,则需要再充入CO的物质的量为1 mol-0.25 mol =0.75 mol,D正确;故选B。
14、同温同压下,若A容器中充满,B容器中充满。
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是 ;(2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是 ;(3)若两容器的体积比为,则和物质的量之比为 ,密度之比为 。
【答案】(1)1:1(2)2:3(3)2:3 3:2
【解析】(1)同温同压下,气体的Vm相等,气体的分子数之比等于气体的体积之比为1:1;(2)若两容器中所含原子总数相等,则根据分子组成可知,两容器中的分子数之比为,根据阿伏伽德罗定律可知:气体的分子数之比等于气体的体积之比,为2:3;(3)若两容器的体积比为2:3,根据阿伏伽德罗定律可知:和物质的量之比为2:3,密度之比等于摩尔质量之比为48:32=3:2。
15、按要求填空。
(1)18 g水中含有 个水分子。
(2)在标准状况下,4.4 g CO2所占的体积为 ,与 g SO2含有的氧原子数相等。
(3)12.4 g Na2R含0.4 mol ,则R的相对原子质量为 。
(4)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为____________个。
(5)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为_____L。
(6)在标准状况下,①6.72 L CH4,② HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列关系表达正确的是 。
a.体积②>①>③>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
【答案】(1)NA
(2)2.24L 6.4
(3)16
(4)1.5NA(或者9.03×1023)
(5)44.8
(6)bd
【解析】
(6)在标准状况下,①6.72 L CH4的物质的量为,② HCl分子的物质的量为,③13.6 g H2S的物质的量为,④0.2 mol NH3。
a.相同条件下,气体体积与气体物质的量成正比,所以体积②>③>①>④,故a错误;b.相同条件下,气体密度与摩尔质量成正比,密度②>③>④>①,故b正确;c.0.3mol甲烷的质量为0.3mol×16g/mol=4.8g,0.5molHCl的质量为0.5mol×36.5g/mol=18.25g,13.6 g H2S,0.2 mol NH3的质量为0.2mol×17g/mol=2.4g,质量②>③>①>④,故c错误;d.①0.3mol甲烷中氢原子的物质的量为1.2mol,②0.5molHCl中氢原子的物质的量为0.5mol,③0.4molH2S中氢原子的物质的量为0.8mol,④0.2 mol NH3中氢原子的物质的量为0.6mol,氢原子个数①>③>④>②,故d正确;选bd。
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