内容正文:
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第二课时 气体摩尔体积
1.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素,理解气体摩尔体积的含义。2.能基于物质的量认识物质的组成及变化,建立n、m、V之间计算的模型。3.理解阿伏加德罗定律及其推论。
2
学习理解
01
课时作业
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
1.物质体积大小的影响因素
粒子的大小
粒子的数目
固体或液体
气体
相等
不相同
相同
学习理解
5
2.气体摩尔体积
(1)
物质的量
体积
Vm
L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)
0 ℃
101 kPa
22.4 L·mol-1
学习理解
6
(2)影响因素
气体摩尔体积的数值取决于气体所处的_______和_______。
3.阿伏加德罗定律
在相同的________________下,相同______的___________都含有相同______的粒子。
温度
压强
温度和压强
体积
任何气体
数目
学习理解
7
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在相同条件下,气体体积由其分子大小和数目决定。( )
(2)同温同压下,1 mol气体的体积均为22.4 L。( )
(3)0.5 mol H2的体积约是11.2 L。( )
(4)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。( )
(5)两种气体分子的分子数相同,体积也相同。( )
(6)同温同压下,相同物质的量的气体的体积相同。( )
×
√
×
×
×
×
学习理解
8
探究应用
启思研讨 教师独具内容
(1)感知22.4 L气体体积的大小:
(2)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 0 ℃,101 kPa 22.4
CO 0 ℃,101 kPa 22.4
H2 0 ℃,202 kPa 11.2
CO2 0 ℃,202 kPa 11.2
N2 273 ℃,202 kPa 22.4
NH3 273 ℃,202 kPa 22.4
探究应用
10
[问题探究]
1.仔细分析表格中的数据,影响1 mol气体体积大小的因素有哪些?
2.22.4 L气体的物质的量一定是1 mol吗?为什么?
3.标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L吗?计算标准状况下,11.2 L H2和O2混合气体的物质的量是多少?所含的原子数是多少?
提示:温度和压强。
提示:不一定是1 mol;气体粒子之间的距离取决于温度和压强;若气体处于标准状况下,22.4 L气体的物质的量为1 mol;若气体处于其他温度和压强下,则22.4 L气体的物质的量不一定是1 mol。
提示:不是22.4 L,原因是在标准状况下,水不是气体;0.5 mol;约为6.02×1023。
探究应用
11
知识点一 气体摩尔体积
1.气体摩尔体积的正确理解
(1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念,使用时要避免混淆。如标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L,O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。
(2)使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题:
①条件必须是标准状况(0 ℃,101 kPa)。
②标准状况下物质必须是气体,可以是单一气体也可以是混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体,不能用22.4 L·mol-1进行计算。
探究应用
12
(3)外界条件对气体摩尔体积的影响
温度与压强都影响气体的体积,不同温度和压强下,气体摩尔体积的数值可能不同。改变温度和压强,在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1。
探究应用
13
探究应用
14
[练1] 下列关于气体摩尔体积的说法中正确的是( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
B.22 g CO2的物质的量是0.5 mol,其体积为11.2 L
C.只有标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,其他条件下一定不是该值
D.标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4 L
解析:标准状况下水不是气态,1 mol H2O的体积小于22.4 L,A错误;没有指明气体所处的温度与压强,不能确定CO2的体积,B错误;改变温度和压强,气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1,C错误。
探究应用
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[练2] (1)标准状况下,33.6 L N2的物质的量为___mol,其分子数为_________。
(2)0.4 mol某气体的体积为9.8 L,则该气体的气体摩尔体积为_____________,气体所处的条件________(填“是”或“不是”)标准状况。
(3)标准状况下,某气体的密度为1.43 g·L-1,则该气体的摩尔质量约为____________。
(4)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,则该气体的摩尔质量为___________。
1.5
9.03×1023
24.5 L·mol-1
不是
32 g·mol-1
17 g·mol-1
探究应用
16
知识点二 阿伏加德罗定律及其推论
1.含义:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
2.适用范围:任何气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
3.“三同定一同”规律:同温、同压、同体积、同分子数中只要有“三同”,则必有第“四同”。
探究应用
17
探究应用
18
探究应用
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[练3] X、Y、Z三种气体的相对分子质量的关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是( )
A.同温同压下,三种气体中密度最小的是X
B.分子数目相等的三种气体,质量最大的是Y
C.若一定条件下,三种气体的体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.20 ℃时,若2 mol Y与1 mol Z的体积相等,则Y、Z气体的压强比为1∶2
探究应用
20
探究应用
21
[练4] (1)在同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为________,物质的量之比为________,原子总数之比为________,质量之比为________,密度之比为________。
(2)在标准状况下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子数最多的是______,含原子数最多的是______,质量最大的是______,体积最小的是______。
1∶1
1∶1
5∶3
4∶11
4∶11
H2
H2
H2O
H2O
探究应用
22
总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
24
随堂提升
1.下列有关气体体积的叙述中,正确的是 ( )
A.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L
解析:A项,一定温度和压强下,气态物质体积由构成气体的分子数的多少决定;C项,比较气体的体积,一定要在相同状况下比较;D项,未指明温度和压强,气体摩尔体积数值不确定。
总结提升
25
2.下列说法中,正确的是( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.在标准状况下,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.在标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol
总结提升
26
3.同温、同压下,有质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列有关说法错误的是( )
A.气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
D.所含电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
总结提升
27
4.下列说法正确的是( )
A.同温同密度下,相同体积的O2、O3气体,O2比O3的质量小
B.同温同压下,相同质量的N2和C2H4,其原子数目一定相等
C.同温同压下,相同原子数目的N2和O2,其质量一定相等
D.同温同压下,相同物质的量的气体A和气体B,其体积一定相等
总结提升
28
5.(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO,分子数之比为________;氧原子数之比为__________;相同条件下的体积之比为__________。
(2)某气体氧化物的化学式为RO2,标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,则该氧化物的摩尔质量为___________,R的相对原子质量为_____。
(3)标准状况下,33.6 L Cl2的物质的量是________,16 g O2所占体积约为________。
(4)标准状况下,含有1.5 mol H2和0.5 mol O2的混合气体所占体积约为________。
(5)标准状况下,11.2 L二氧化碳和氧气的混合气体中含有的氧原子数为____________。
5∶5∶4
10∶5∶4
5∶5∶4
64 g·mol-1
32
1.5 mol
11.2 L
44.8 L
6.02×1023
总结提升
29
课时作业
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列物质的体积一定是22.4 L的是( )
A.1 mol氯气
B.17 g氨气
C.标准状况下44 g二氧化碳
D.0 ℃、2×105 Pa时2 g氢气
解析:A项,1 mol氯气不一定是在标准状况下,所以体积不一定是22.4 L;B项,17 g氨气的物质的量为1 mol,温度、压强不确定,不能确定气体的体积;D项,2 g氢气的物质的量是1 mol,但0 ℃、2×105 Pa不是标准状况,所以2 g氢气的体积不是22.4 L。
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课时作业
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2.下列有关阿伏加德罗定律及其推论的叙述错误的是( )
A.同温同压下,相同体积的任何气体所含气体分子的物质的量一定相等
B.标准状况下,密度相等的两种气体,它们的摩尔质量也一定相等
C.同温同压下,含质子数相同的两种粒子,它们的电子数也一定相等
D.等温等体积情况下,气体的压强之比等于物质的量之比
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课时作业
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32
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课时作业
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33
3.下列说法正确的是( )
A.32 g O2的体积为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C.气体摩尔体积为22.4 L·mol-1
D.在0 ℃、1.01×105 Pa下,22 g CO2和16 g O2混合后的体积约为22.4 L
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课时作业
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34
4.下列情况中,气体分子数不一定相同的是( )
A.相同体积的CO和CO2
B.同温同压下1 L CO和1 L CO2
C.常温常压下1 g CO和1 g N2
D.在0 ℃时,同压下等体积的CO2和H2
解析:没有指明温度和压强,只是体积相同,无法确定分子数。
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课时作业
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35
5.同温同压下等质量的CO2气体和CO气体:①密度之比为11∶7;②分子个数之比为7∶11;③体积之比为11∶7;④压强之比为7∶11。其中正确的是( )
A.①② B.①④
C.②③ D.②④
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课时作业
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36
6.在同温同压下,分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球,则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是( )
A.质量之比为3∶1
B.原子总数之比为3∶1
C.分子总数之比为1∶2
D.碳原子数之比为1∶1
解析:根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下体积相等的甲、乙两个气球中C2H4和CO的分子数相等,其物质的量相等,C错误;C2H4和CO的摩尔质量均为28 g·mol-1,二者的物质的量相等,则其质量相等,A错误;C2H4和CO的分子数相等,则原子总数之比为6∶2=3∶1,碳原子数之比为2∶1,B正确,D错误。
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课时作业
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37
7.同温同压下,下列关于氢气和氧气的叙述中正确的是 ( )
①等体积的氢气和氧气所含的分子数相等
②氢分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的 ③氢分子与氧分子大小相同 ④氢分子和氧分子本身的大小对于气体体积影响可以忽略不计
A.①②③ B.①②④
C.①④ D.②③
解析:同温同压条件下,氢分子与氧分子大小不同,故③错误。
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课时作业
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课时作业
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课时作业
16
40
10.设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.5 mol Zn与足量盐酸反应产生11.2 L H2
B.标准状况下,11.2 L CCl4所含分子数为0.5NA
C.0.1 mol CH4所含氢原子数为0.4NA
D.常温常压下,28 g N2中所含原子个数为NA
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课时作业
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41
11.a g气体A与b g气体B的分子数相同,下列说法中不正确的是( )
A.A与B两种气体的相对分子质量之比为a∶b
B.在同温同压下,A与B两种气体的密度之比为a∶b
C.同质量的A、B两种气体的分子个数之比为b∶a
D.相同条件下,同体积A气体与B气体的质量之比为b∶a
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课时作业
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课时作业
16
43
12.某温度下,向a、b、c、d中分别充入等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体中的一种(已知:密封隔板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可自由滑动,且与容器内壁摩擦不计)。下列说法正确的是( )
A.b中充入的是O2
B.a和d中气体物质的量之比为1∶4
C.a和c中气体所含原子数相等
D.c和d中气体密度之比为1∶2
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课时作业
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课时作业
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45
13.已知同温同压下气体的密度与它的摩尔质量成正比。一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol-1)中可静止不动,那么在相同条件下该气球在下列气体中会下沉的是( )
A.O2 B.Cl2
C.CO2 D.CH4
解析:一只气球若放在空气(空气的平均摩尔质量是29 g·mol-1)中可静止不动,在相同条件下该气球放在密度比空气小的气体中就会下沉。甲烷的摩尔质量为16 g·mol-1,小于空气的,则密度比空气的小,该气球放在甲烷中会下沉。
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课时作业
16
46
二、非选择题
14.(1)在标准状况下,1.7 g氨气所占的体积为________L,它与标准状况下________L硫化氢含有相同数目的氢原子。
(2)已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g,标准状况下体积为8.96 L,则可推知该混合气体中含CO________g,所含CO2在标准状况下的体积为________L。
(3)同温同压下,SO2与氦气的密度之比为________;若质量相同,两种气体的体积比为________。
2.24
3.36
2.80
6.72
16∶1
1∶16
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课时作业
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48
15.(1)标准状况下,1.92 g气体A的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为________。
(2)在25 ℃、101 kPa下,相同质量的CH4和B气体的体积之比是15∶8,则B的摩尔质量为___________。
(3)两个容积相同的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g C气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y的压强之比是4∶11,则C的摩尔质量为__________。
(4)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,其平均
摩尔质量分别是____________________和_________________。
64
30 g/mol
44 g/mol
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课时作业
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49
(5)将一定量CO2和NH3混合,测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7,该混合气体中CO2与NH3的物质的量之比为________,该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的________倍。
1∶2
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课时作业
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16.我国力争在2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。现有煤燃烧产生的14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下的体积为8.96 L。设NA为阿伏加德罗常数的值。请回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为___________。
(2)该混合气体中碳原子的个数为________。
36 g·mol-1
0.4NA
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课时作业
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52
(3)将该混合气体通过如下图所示的装置,最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为__________。
②气球中收集到的气体的电子总数为________。
③标准状况下气球中收集到的气体的体积为________L。
④若将混合气体通入足量的Na2O2中,转移的电子数为________(用NA表示)。
28 g·mol-1
2.8NA
4.48
0.2NA
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课时作业
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(2)设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,依题意有x+y=0.4,28x+44y=14.4,联立两式可得,x=0.2、y=0.2,CO和CO2分子中均含1个碳原子,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子,即碳原子的个数为0.4NA。
(3)将混合气体通过题图装置,CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO,摩尔质量为28 g·mol-1。②CO分子含有14个电子,故0.2 mol CO中所含电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA。③在标准状况下,CO的体积V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。④CO2与Na2O2发生反应: ,则0.2 mol CO2完全反应转移0.2 mol e-,CO与Na2O2不反应。
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课时作业
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54
R
eq \f(V,n)
2.有关计算(标准状况下)——“四公式”
①气体的物质的量n=eq \f(V,22.4 L/mol)。
②气体的摩尔质量M=22.4 L/mol·ρ(ρ为标准状况下气体的密度,单位g/L)。
③气体的分子数N=n·NA=eq \f(V,22.4 L/mol)·NA。
④气体的质量m=n·M=eq \f(V,22.4 L/mol)·M。
[特别提示] 气体的质量或物质的量与外界条件(温度、压强)无关。
4.阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
同温同压
eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同容
eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同温同容下,气体的压强比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同压
eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)=eq \f(Mr1,Mr2)
同温同压下,气体的密度比等于摩尔质量之比,等于相对分子质量之比
[特别提示] (1)阿伏加德罗定律中的“分子数”相同,“原子数”不一定相同。
(2)标准状况下气体的m、N、V之间的换算关系:n=eq \f(m,M)=eq \f(N,NA)=eq \f(V,22.4 L·mol-1)。
(3)可通过理想气体状态方程pV=nRT(其中R为常数)来掌握阿伏加德罗定律及其推论。
解析:根据题意,X、Y、Z三种气体的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z)。根据阿伏加德罗定律的推论可知,同温同压下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(Mr1,Mr2),故三种气体中密度最小的是X,A正确;根据m=n·M=eq \f(N,NA)·Mr,分子数目相等的三种气体,相对分子质量越大,质量越大,故质量最大的是Z,B错误;一定条件下,三种气体的体积均为2.24 L,但Vm不一定等于22.4 L·mol-1,所以它们的物质的量不一定为0.1 mol,C错误;根据阿伏加德罗定律的推论可知,同温同容下,气体压强之比等于物质的量之比,故Y、Z气体的压强之比为2∶1,D错误。
解析:同温同压下,相同体积的任何气体所含气体分子的物质的量相等,A正确;根据密度ρ=eq \f(m,V)=eq \f(M,Vm)可知,标准状况下,密度相等的两种气体,它们的摩尔质量也一定相等,B正确;同温同压下,含质子数相同的两种粒子,它们的物质的量相等,但微粒可能是原子,也可能是阳离子或阴离子,因此质子数相同的两种粒子,它们的电子数不一定相等,C错误;等温等体积情况下,气体的物质的量越大,压强越大,所以气体的压强之比等于物质的量之比,D正确。
解析:CO2和CO的摩尔质量分别为44 g·mol-1、28 g·mol-1,假设二者的质量均为1 g,则其物质的量分别为eq \f(1,44) mol、eq \f(1,28) mol,故有n(CO2)∶n(CO)=eq \f(1,44) mol∶eq \f(1,28) mol=7∶11,从而推知N(CO2)∶N(CO)=n(CO2)∶n(CO)=7∶11,②正确;根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,则有V(CO2)∶V(CO)=n(CO2)∶n(CO)=7∶11,③错误;同温同压下等质量的CO2和CO,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,则CO2和CO的密度之比为11∶7,①正确;同温同压下,CO2和CO的压强相等,则压强之比为1∶1,④错误。
8.同温同压下,已知O2的密度为ρ g·L-1,则NH3的密度为( )
A.eq \f(\a\vs4\al(17ρ),32) g·L-1
B.eq \f(32,17) g·L-1
C.eq \f(32,17ρ) g·L-1
D.eq \f(17,32ρ) g·L-1
解析:同温同压下气体的密度之比等于其摩尔质量之比,ρ(O2)∶ρ(NH3)=32∶17,ρ(NH3)=eq \f(17ρ,32) g·L-1。
9.设阿伏加德罗常数的值为NA,在标准状况下,某O2和N2的混合气体m g中含有b个分子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(单位为L)应是( )
A.eq \f(22.4nb,mNA)
B.eq \f(22.4mb,nNA)
C.eq \f(22.4nNA,mb)
D.eq \f(nbNA,22.4m)
解析:标准状况下,m g O2和N2的混合气体中含有b个分子,则n g该混合气体含有的分子数为eq \f(nb,m),所以在相同状况下所占的体积为eq \f(\f(nb,m),NA)×22.4 L=eq \f(22.4nb,mNA) L。
解析:a g气体A与b g气体B的分子数相同,即物质的量相等,在同温同压的条件下,体积相等。A项,由n(A)=eq \f(a,M(A)),n(B)=eq \f(b,M(B)),n(A)=n(B)可得M(A)∶M(B)=a∶b,正确;B项,ρ(A)=eq \f(n·M(A),V),ρ(B)=eq \f(n·M(B),V),ρ(A)∶ρ(B )=M(A)∶M(B)=a∶b,正确;C项,a g气体A的分子数N1=eq \f(a,M(A))·NA,a g气体B的分子数N2=eq \f(a,M(B))·NA,N1∶N2=M(B)∶M(A)=b∶a,正确;D项,同温同压同体积的A、B气体的物质的量相同,则m(A)=n·M(A),m(B)=n·M(B),m(A)∶m(B)=M(A)∶M(B)=a∶b,错误。
解析:设CH4、CO2、O2、SO2四种气体的质量为1 g,则它们的物质的量分别为eq \f(1 g,16 g·mol-1)=eq \f(1,16) mol,eq \f(1 g,44 g·mol-1)=eq \f(1,44) mol,eq \f(1 g,32 g·mol-1)=eq \f(1,32) mol,eq \f(1 g,64 g·mol-1)=eq \f(1,64) mol,相同温度压强下气体的物质的量之比等于体积之比等于分子数之比,密度之比等于相对分子质量之比。相同状况下气体的物质的量之比等于体积之比,a、b、c、d分别盛装的是SO2、CO2、O2、CH4,故A错误;a和d中气体分别为SO2和CH4,物质的量分别为eq \f(1,64) mol和eq \f(1,16) mol,物质的量之比为1∶4,故B正确;a和c中气体分别为SO2和O2,相同状况下气体的物质的量之比等于分子数之比,a和c中气体的分子数之比为eq \f(1,64) mol∶eq \f(1,32) mol=1∶2,原子数之比为3∶4,故C错误;c和d中气体分别为O2和CH4,密度之比等于相对分子质量之比,即32∶16=2∶1,故D错误。
解析:(1)1.7 g氨气的物质的量为eq \f(1.7 g,17 g/mol)=0.1 mol,其体积为0.1 mol×22.4 L/mol=2.24 L,设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子,则0.1 mol×3=eq \f(V L,22.4 L/mol)×2,解得V=3.36。
(2)标准状况下体积为8.96 L,则混合气体的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L/mol)=0.4 mol,设CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+y=0.4,,28x+44y=16.0,))解得x=0.1,y=0.3,CO的质量为0.1 mol×28 g/mol=2.80 g,CO2在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L。
(3)同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,则SO2与氦气的密度之比为64 g/mol∶4 g/mol=16∶1;相同质量时,体积与摩尔质量成反比,则质量相同的两种气体体积比为4 g/mol∶64 g/mol=1∶16。
eq \f(2(a+16b),a+b) g/mol
eq \f(32(a+b),16a+b) g/mol
解析:(4)体积比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量eq \o(M1,\s\up13(—))=M(H2)×eq \f(V(H2),V)+M(O2)×eq \f(V(O2),V)=2 g/mol×eq \f(a,a+b)+32 g/mol×eq \f(b,a+b)=eq \f(2(a+16b),a+b) g/mol;质量比为a∶b的H2和O2的混合气体的平均摩尔质量eq \o(M2,\s\up13(—))=eq \f((a+b) g,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)+\f(b,32))) mol)=eq \f(32(a+b),16a+b) g/mol。
(5)将一定量CO2和NH3混合,测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为3∶7,碳元素与氮元素的物质的量之比为eq \f(3,12)∶eq \f(7,14)=1∶2,该混合气体中CO2与NH3的物质的量之比为1∶2;该混合气体的平均摩尔质量是eq \f(44×1+17×2,3) g·mol-1=26 g·mol-1,同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的eq \f(26,2)=13倍。
解析:(1)该混合气体的物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·mol-1)=0.4 mol,平均摩尔质量M=eq \f(14.4 g,0.4 mol)=36 g·mol-1。
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