内容正文:
第二章 物质的量
第5讲 物质的量 气体摩尔体积
1.C 摩尔质量的单位为g·mol-1,A错误;C15H22O5分子中氢原子与氧原子质量比为=,B错误;1 mol C15H22O5的质量为282 g,含有6.02×1023个分子,所以1个C15H22O5分子的质量约为 g,C正确;含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为 mol,D错误。
2.A a g Cl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA可表示为NA=== mol-1,A正确;CO2气体所处状态未知,无法计算22.4 L CO2中含有的碳原子数,B错误;X气体的摩尔质量是M(X)== g·mol-1=32 g·mol-1,摩尔质量有单位,C错误;10 g H2O含有的中子数为 mol×8≈4.44 mol,不是10 mol,D错误。
3.A 下列物质统一转化为所含的物质的量进行比较即可。A项,2 mol N2 ;B项,根据n=可知,11.2 L氢气在标准状况下的物质的量为=0.5 mol;C项,根据n=可知,36 g水的物质的量为=2 mol;D项,根据n=可知,6.02×1023个氯分子的物质的量为1 mol;因标准状况下,C项水不是气体,不如物质的量相同的气体体积大,A项符合题意。
4.C 顺铂的分子式为Pt(NH3)2Cl2,其相对分子质量为300,1.95×10-4 g铂元素的物质的量为=1×10-6 mol,则顺铂的物质的量为1×10-6 mol。顺铂的摩尔质量为300 g·mol-1,A错误;含有2×10-6 mol的氯原子,B错误;含氮元素的质量为(1×10-6 mol)×2×14 g·mol-1=2.8×10-5 g,C正确;顺铂的分子数为1×10-6 mol×6.02×1023 mol-1=6.02×1017个,D错误。
5.D 根据化学方程式2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,0.1 mol Na2O2与足量CO2完全反应后生成0.1 mol的Na2CO3、0.05 mol的氧气,在标准状况下0.05 mol O2的体积为1.12 L,其摩尔质量为32 g·mol-1,D项正确。
6.B 阿司匹林的分子式为C9H8O4,相对分子质量为180,摩尔质量为180 g·mol-1,90 g阿司匹林的物质的量为0.5 mol,含有O原子的物质的量为0.5×4 mol=2 mol,即含氧原子的数目约为2×6.02×1023,B不正确。
7.D 7.8 g Na2O2的物质的量为0.1 mol,其中含有的氧原子数为0.2NA,A错误;Cu与S单质反应生成Cu2S,所以1 mol铜与足量的S完全反应时,转移的电子数为NA,B错误;标准状况下SO3为固态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,C错误;D2O的摩尔质量为20 g·mol-1,1.8 g D2O的物质的量为0.09 mol,其中所含有的质子数为0.9NA,D正确。
8.C 根据阿伏加德罗定律:开始时四种气体的温度相同,压强相同,体积相同,则气体的密度之比等于摩尔质量之比,即O2和N2的密度之比为8∶7,A正确;根据图示可知,12:30~13:30时间范围内CO2温度升高最大,由于开始压强相同,则这一段时间内CO2压强最大,B正确;此时气体未处于标准状况,不能用气体摩尔体积进行计算,C错误;根据图示可知,光照相同时间,CO2的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的,D正确。
9.D a g该气态双原子分子的物质的量为 mol,摩尔质量为= g·mol-1,所以b g该气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
10.D A项,C18的摩尔质量为216 g·mol-1;B项,43.2 g C18含有的碳原子数是0.2×18NA;C项,没有指明气体体积为标准状况。
11.Ⅰ.(1)0.1 0.05 (2)24.86 L·mol-1 (3)B
Ⅱ.(4)MnO2 过氧化氢溶液 (5)24.7
解析:Ⅰ.(1)4 min时水槽中H2O减轻的质量为300 g-298.2 g=1.8 g,根据反应:2H2O2H2↑+O2↑可知,消耗1.8 g(0.1 mol)H2O得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。(2)0.05 mol O2的体积为1.243 L,所以气体摩尔体积为=24.86 L·mol-1。(3)在其他条件不变时,一定物质的量的气体,温度越高,其体积越大,故温度越高,气体摩尔体积也越大,A正确;气体摩尔体积限定气体的物质的量为1 mol,所以该实验条件下O2的气体摩尔体积为24.86 L·mol-1,B错误;同温、同压下,气体的物质的量相同,其体积相等,所以2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同,C正确;该实验条件下,1 mol O2的体积为24.86 L、质量为32 g,则O2的密度为≈1.287 g·L-1,D正确。Ⅱ.(4)气体发生器A中预先盛放的试剂是固体反应物MnO2,用注射器向A中注入的试剂是液态反应物过氧化氢溶液。(5)现取0.90 mol·L-1的过氧化氢溶液10.0 mL,根据化学方程式2H2O22H2O+O2↑可知,生成的O2的物质的量为=4.5×10-3mol,完全反应后且恢复室温,量瓶C中的读数为120.0 mL,为保证储液瓶B的导管内外液面相平,又抽出了1.00 mL气体,则氧气的体积为120.0 mL+1.00 mL-10.0 mL=111.0 mL,则室温下1 mol氧气体积的测定值是1 mol×≈24.7 L。
12.(1)17∶16 (2)80%
(3)5(a+b-d)g·mol-1
(4)a.①<②<③ b.②<③<① c.②<③<①
解析:(2)标准状况下,混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L-1×22.4 L·mol-1=16.8 g·mol-1,设NH3的体积分数为x,则17x+16(1-x)=16.8,解得x=0.8,即80%。(3)根据元素守恒,C的质量为(a+b-d)g,则C的摩尔质量为=5(a+b-d)g·mol-1。(4)①32 g CH4的物质的量为2 mol;②约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体的物质的量为1 mol,其质量为36.5 g;③标准状况下33.6 L O2的物质的量为1.5 mol,其质量为32 g·mol-1×1.5 mol=48 g。a.根据上述分析可知,三种物质的质量大小为①<②<③。b.根据N=n·NA可知,气体分子数与其物质的量成正比,气体的物质的量大小为②<③<①,则三种气体含有分子数目大小为②<③<①。c.根据V=n·Vm可知,相同条件下气体的体积与其物质的量成正比,气体的物质的量大小为②<③<①,则三种气体的体积大小为②<③<①。
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第5讲 物质的量 气体摩尔体积
一、选择题(本题包括10小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2024·莆田模拟)我国女科学家屠呦呦发现青蒿素,它是一种用于治疗疟疾的药物,青蒿素的分子式为C15H22O5,相对分子质量是282。
下面关于青蒿素的说法正确的是( )
A.C15H22O5的摩尔质量为282 g
B.C15H22O5分子中氢原子与氧原子质量比为22∶5
C.1个C15H22O5分子的质量约为 g
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为1 mol
2.(2024·上饶期中)下列与物质的量相关的计算正确的是( )
A.a g Cl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为
B.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数相等
C.标准状况下,11.2 L X气体分子的质量为16 g,则X气体的摩尔质量是32
D.10 g H2O含有的中子数为10 mol
3.下列物质在标准状况下体积最大的是( )
A.2 mol N2 B.11.2 L氢气
C.36 g水 D.6.02×1023个氯分子
4.(2024·郑州模拟)顺铂是一种治疗癌症的药物,结构如图所示。关于含铂元素1.95×10-4 g的顺铂,下列说法正确的是( )
A.顺铂的摩尔质量为300
B.含有1×10-4 mol的氯原子
C.含氮元素的质量为2.8×10-5 g
D.顺铂的分子数为6.02×1023个
5.(2024·银川期末)过氧化钠与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。当0.1 mol Na2O2与足量CO2完全反应后,下表中Na2CO3的物质的量和关于O2的描述均正确的是( )
选项
Na2CO3的物质的量
关于O2的描述
A
0.05 mol
O2的摩尔质量是32 g·mol-1
B
0.05 mol
生成标准状况下O2的体积为2.24 L
C
0.1 mol
O2的摩尔质量是32 g
D
0.1 mol
生成标准状况下O2的体积为1.12 L
6.已知阿司匹林的结构简式为,下列说法不正确的是( )
A.阿司匹林的摩尔质量为180 g·mol-1
B.90 g阿司匹林中氧原子数目约为0.5×6.02×1023
C.1 mol阿司匹林与足量Na反应生成0.5 mol H2
D.阿司匹林的相对分子质量为180
7.(2024·大理模拟)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.7.8 g Na2O2中含有的氧原子数为0.1NA
B.1 mol铜与足量的S完全反应时,转移的电子数为2NA
C.标准状况下,2.24 L的SO3所含的分子数为0.1NA
D.1.8 g D2O中所含有的质子数为0.9NA
8.(2024·哈尔滨模拟)如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,其中四个容器均密闭、体积相等且初始压强均为101 kPa。
下列说法错误的是( )
A.实验开始时,O2和N2的密度之比为8∶7
B.12:30~13:30时间范围内CO2压强最大
C.若容器的容积为22.4 L,12:30时CO2原子个数等于3NA
D.光照相同时间,CO2的温度变化最大,是四种气体中温室效应最显著的
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是( )
A. B.
C. D.
10.(2024·荆州模拟)科学家第一次让18个碳原子连成环,其合成过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.C18的摩尔质量为216
B.43.2 g C18含有的碳原子数是0.2NA
C.1 mol C20O2转化为C18的过程中生成了44.8 L CO
D.C18与石墨互为同素异形体
二、非选择题(本题包括2小题)
11.Ⅰ.某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”,该学习小组同学设计了如下实验装置并记录相关实验数据。
【实验装置】
【部分实验数据】
温度
压强
时间
水槽中H2O的质量
H2体积
O2体积
30 ℃
101 kPa
0
300 g
0
0
30 ℃
101 kPa
4 min
298.2 g
1.243 L
(1)4 min时H2、O2的物质的量分别是 mol、 mol。
(2)该温度下,气体摩尔体积是 。
(3)下列叙述不正确的是 (填字母)。
A.气体摩尔体积与气体的温度相关
B.在该实验条件下,3 mol O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol-1
C.同温、同压下,2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同
D.该实验条件下,O2的密度约为1.287 g·L-1
Ⅱ.另一学习小组同学设计了用如下实验测定常温下1 mol O2的体积。
提供试剂:二氧化锰、过氧化氢溶液。
(4)气体发生器A中预先盛放的试剂是 ,用注射器向A中注入的试剂是 。
(5)现取0.90 mol·L-1的过氧化氢溶液10.0 mL,完全反应后且恢复室温,量瓶C中的读数为120.0 mL,为保证储液瓶B的导管内外液面相平,又抽出了1.00 mL气体,则室温下1 mol氧气体积的测定值是 L(保留三位有效数字)。
12.填写下列空白。
(1)将等物质的量的NH3和CH4混合,混合气体中NH3与CH4的质量比为 。
(2)标准状况下,密度为0.75 g·L-1的NH3与CH4组成的混合气体中,NH3的体积分数为 。
(3)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D,则C的摩尔质量为 。
(4)现有下列三种气体:①32 g CH4;②约含有6.02×1023个HCl分子的氯化氢气体;③标准状况下33.6 L O2。请按物理量由小到大的顺序排列:
a.质量: (填序号,下同);
b.分子数目: ;
c.相同状况下气体的体积: 。
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