高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第2课时精练

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[基础过关练]
1．下列说法正确的是( )
A．1 ml固体或液体的体积主要由微粒间距离决定
B．1 ml气体的体积主要由微粒的大小决定
C．O2的气体摩尔体积约为22.4 L·ml－1
D．气体微粒间的距离受温度、压强影响大，固体或液体微粒间的距离受温度、压强影响小
[答案] D
2．下列关于决定物质体积的因素的说法，不正确的是( )
A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积
C．同温同压下，1 ml任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小、温度越高，气体所占体积越大
C [从微观角度来说，物质的体积由粒子数、粒子大小和粒子之间的距离决定，A正确；粒子数相同的气体的物质的量相同，相同条件下体积也相同，B正确；C项结论只适用于气态物质，C错误；等质量的H2，压强越小、温度越高，气体体积越大，D正确。]
3．关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同；②所含碳原子数与氮原子数相等；③所含分子数相等，其中正确的是( )
A．①②③ B．②③
C．①②D．①③
D [同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为44 g·ml－1，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误。]
4．以下说法中，正确的是 ( )
A．在标准状况下1 ml N2的体积是22.4 L·ml－1
B．在标准状况下SO3的摩尔体积约是22.4 L·ml－1
C．同温同压下的两种气体，只要所含粒子数目相同，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·ml－1
D [标准状况下，1 ml N2的体积是22.4 L，A错误；标准状况下，SO3是固态，气体摩尔体积不适用于固体，B错误；同温同压下，分子数相等则体积相等，而粒子包括分子、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·ml－1，D正确。]
5．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是( )
A．常温常压下，11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA
B．常温常压下，48 g O3含有的氧原子数为3NA
C．标准状况下，22.4 L H2O所含分子数为NA
D．标准状况下，22.4 L H2所含原子数为NA
B [常温、常压(非标准状况)下，11.2 L CO2的物质的量不是0.5 ml，所含原子数不是1.5NA；48 g O3的物质的量为1 ml，所含氧原子数为3NA；标准状况下H2O为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量；标准状况下22.4 L H2的物质的量为1 ml，所含氢原子数为2NA。]
6．1 g 氮气所占有的体积为V L，则氮气的摩尔体积为( )
A．22.4 L·ml－1B．28V L·ml－1
C．eq \f( 28,V) L·ml－1 D．eq \f(V,28) L·ml－1
B [氮气的摩尔体积＝V L÷(1 g÷28 g·ml－1)＝28V L·ml－1。]
7．在标准状况下，2.8 g CO、0.2 ml O2和0.7 ml N2混合气体的体积约为( )
A．2.24 LB．22.4 L
C．1.12 LD．无法计算
B [n(CO)＝eq \f(2.8 g,28 g·ml－1)＝0.1 ml，混合气体的物质的量为(0.1＋0.2＋0.7)＝1 ml，在标准状况下的体积约为22.4 L。]
8．(1)同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为________；同质量的氨气和硫化氢气体体积比为________，其中含有的氢原子数目比为________；若二者氢原子数相等，则它们的体积比为________。
(2)在标准状况下，3.36 L CH4气体的物质的量为________，质量为________，含有的原子数为________。
[答案] (1)1∶2 2∶1 3∶1 2∶3
(2)0.15 ml 2.4 g 4.515×1023或0.75NA
[拓展培优练]
9．(易错题)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(22.4 nb,mNA) B．eq \f(22.4 mb,nNA)
C．eq \f(22.4 nNA,mb) D．eq \f(nbNA,22.4 m)
A [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(22.4 nb,mNA) L，故选A。]
10．在标准状况下，有①6.72 L CH4，②3.01×1023个HCl分子，③13.6 g H2S，④0.2 ml NH3。下列对这四种气体的描述正确的是( )
a．体积：②＞③＞①＞④
b．密度：②＞③＞④＞①
c．质量：②＞③＞①＞④
d．氢原子个数：①＞③＞④＞②
A．abcB．bcd
C．abdD．abcd
D [先将题中各气体的量都转化为物质的量，再比较相关物理量。①6.72 L CH4的物质的量为0.3 ml，②3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 ml，③13.6 g H2S的物质的量为eq \f(13.6 g,34 g·ml－1)＝0.4 ml，④0.2 ml NH3。同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以体积：②＞③＞①＞④，故a正确；①CH4的相对分子质量为16，②HCl的相对分子质量为36.5，③H2S的相对分子质量为34，④NH3的相对分子质量为17，同温同压下，气体的密度之比等于相对分子质量之比，所以密度：②＞③＞④＞①，故b正确；①6.72 L CH4的质量为0.3 ml×16 g·ml－1＝4.8 g，②3.01×1023个HCl分子的质量为0.5 ml×36.5 g·ml－1＝18.25 g，③13.6 g H2S，④0.2 ml NH3的质量为0.2 ml×17 g·ml－1＝3.4 g，所以质量：②＞③＞①＞④，故c正确；氢原子的物质的量分别为①0.3 ml×4＝1.2 ml，②0.5 ml，③0.4 ml×2＝0.8 ml，④0.2 ml×3＝0.6 ml，所以氢原子个数：①＞③＞④＞②，故d正确。故选D。]
11．已知1 ml不同气体在不同条件下的体积：
(1)从上表分析得出的结论：
①1 ml任何气体，在标准状况下的体积都约为________。
②1 ml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 ml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 ml 任何气体在标准状况下，体积都约为22.4 L；1 ml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 ml气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1 ml任何气体的体积几乎相等。
(3)4 g O2的物质的量n(O2)＝eq \f(4 g,32 g·ml－1)＝0.125 ml。在标准状况下的体积为0.125 ml×22.4 L·ml－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·ml－1＝eq \f(m,M)×22.4 L·ml－1＝eq \f(4 g,32 g·ml－1)×22.4 L·ml－1＝2.8 L。
12．(素养题)如图所示，一密闭容器被无摩擦、可自由滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入NH3 0.4 ml，甲室中充入HCl、N2的混合气体，静止时隔板位置如图所示。已知甲、乙两室中气体的质量差为17.3 g。
(1)甲室中HCl、N2的质量之比为________。
(2)将隔板a去掉，当HCl与NH3充分反应生成NH4Cl固体后(仅发生此反应)，隔板b将位于刻度“________”处(填数字，不考虑固体物质产生的体积)，此时体系的平均相对分子质量为________。
[解析] (1)相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为2∶1，故其物质的量之比为2∶1，在乙室中充入0.4 ml NH3，所以甲室中气体的总物质的量为0.8 ml，因为乙室气体质量为0.4 ml×17 g·ml－1＝6.8 g，且甲、乙两室中气体质量差为17.3 g，所以甲室中气体的总质量为24.1 g，设HCl的物质的量为x ml，N2的物质的量为y ml，根据其物质的量、质量列方程组：x ml＋y ml＝0.8 ml,36.5 g·ml－1×x ml＋28 g·ml－1×y ml＝24.1 g，解得x＝0.2，y＝0.6，因此HCl、N2的质量之比为(0.2 ml×36.5 g·ml－1)∶(0.6 ml×28 g·ml－1)＝73∶168。(2)乙室中NH3的物质的量为0.4 ml，甲室中HCl的物质的量为0.2 ml，所以反应生成0.2 ml NH4Cl固体，剩余NH3的物质的量为0.2 ml，剩余的气体总物质的量为0.8 ml，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，开始时气体总物质的量为1.2 ml，活塞b在“6”处，现在气体总物质的量为0.8 ml，所以活塞b将会左移至“4”处；体系的平均摩尔质量eq \x\t(M)＝eq \f(m,n)＝eq \f(0.2 ml×17 g·ml－1＋0.6 ml×28 g·ml－1,0.2 ml＋0.6 ml)＝25.25 g·ml－1。
[答案] (1)73∶168 (2)4 25.25化学式
条件
1 ml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