化学必修1第3节 化学中常用的物理量-物质的量第2课时学案设计
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这是一份化学必修1第3节 化学中常用的物理量-物质的量第2课时学案设计,共15页。学案主要包含了影响物质体积的决定因素,气体摩尔体积,阿伏加德罗定律等内容,欢迎下载使用。
一、影响物质体积的决定因素
【注意】气体的体积不但与物质的量有关,而且与温度和压强有关,描述或判断一定物质的量的气体的体积时,必须指明相关的温度和压强。
二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积:
(1)概念:在一定的温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积。
(2)符号:Vm。
(3)单位:L·ml-1和m3·ml-1。
(4)物质的量、气体的体积与气体摩尔体积之间的关系:n= eq \f(V,Vm) 。
2.标准状况下气体的摩尔体积:
(1)标准状况的含义:温度为0__℃、压强为101__kPa。
(2)标准状况下气体的摩尔体积约为22.4__L·ml-1。
三、阿伏加德罗定律
1.内容:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
2.内容总结:“三同”定“一同”
1.判断下列说法是否正确:
(1)1ml不同的固体物质,体积大小不相同,主要原因是粒子大小不同。( )
提示:√。固体物质的体积主要取决于构成粒子的大小和粒子数目的多少。
(2)通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L。( )
提示:×。气体摩尔体积的单位为L·ml-1,且通常状况下气体摩尔体积也不是22.4 L·ml-1。
(3)标准状况下,36 g水的体积约为44.8 L。( )
提示:×。水在标准状况下不是气体。
(4)1 ml任何气体所含分子数都相等,体积也都约为22.4 L。( )
提示:×。没有给出气体所处的条件,因此无法判断气体的体积。
2.教材中叙述“标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1”,则是不是只有在标准状况下气体摩尔体积才约为22.4 L·ml-1?
提示:不一定是。因为气体的体积受温度和压强影响,因此可以通过改变温度和压强使气体摩尔体积调整为22.4 L·ml-1。
3.足球被誉为“世界第一运动”,是全球体育界最具影响力的体育运动。
用打气筒给足球打气时,气体源源不断被打进去,而足球的体积却不发生很大变化。气体体积与什么因素有关?两种气体体积相同,含有的气体分子数一定相同吗?
提示:影响气体体积大小的主要因素是气体分子之间的距离,给足球打气时,足球的体积不发生很大变化是因为气体分子之间的距离在不断缩小。两种气体体积相同,含有的气体分子数不一定相同,因为气体的体积还受温度和压强的影响。
气体摩尔体积及相关计算
CO2是植物光合作用的必需原料。某研究机构测定CO2含量如图所示。
认识标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况下,1 ml任何物质的体积都约为22.4 L吗?
提示:不是。物质的状态有气态、固态或液态,在标准状况下,1 ml气体的体积约为22.4 L,而1 ml固体或液体的体积均不是22.4 L。
(2)气体摩尔体积的适用范围是气体,是否必须为纯净的气体?
提示:不是。气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,并且混合气体中气体之间不能发生化学反应。如标准状况下,0.2 ml H2和0.8 ml O2组成的混合气体的体积约为22.4 L。
气体物质的量与体积的计算
(1)在该测定条件下,1立方米空气所含气体分子的物质的量是多少?
提示:n= eq \f(V,Vm) = eq \f(1 000 L,22.4 L·ml-1) ≈44.6 ml。
(2)在本次测定中,每立方米空气所含的CO2气体的体积是多少?
提示:V=n·Vm= eq \f(m,M) ·Vm= eq \f(88 g,44 g·ml-1) ×22.4 L·ml-1=44.8 L。
1.标准状况下的气体摩尔体积:
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 ml气体的体积不一定是
22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 ml”,“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的有关计算公式:
①气体的物质的量n= eq \f(V,Vm)
②气体的密度ρ= eq \f(m,V) = eq \f(m,n·Vm) = eq \f(M,Vm)
③气体的分子数N=n·NA= eq \f(V,Vm) ·NA
④气体的质量m=n·M= eq \f(V,Vm) ·M
【思考讨论】
(1)(思维升华)相同体积的两个容器,一个盛放氧气,一个盛放氢气,在同温、同压下,两容器中气体分子的数目有何关系?(宏观辨识与微观探析)
提示:同温同压下,同体积的不同气体具有相同的分子数。
(2)相同温度和压强下,1 ml O2和1 ml空气的体积相同吗?为什么?(证据推理与模型认知)
提示:相同温度和压强下,1 ml O2和1 ml空气的体积相同,因为当温度和压强相同时,任何气体分子的间距都近似相等,所以不管1 ml单一气体还是混合气体的体积都近似相等。
(3)当1 ml气体的体积为22.4 L时,能否说明该气体一定处于标准状况?
提示:不能。标准状况下,1 ml气体的体积约为22.4 L,但1 ml气体的体积为22.4 L时,并不一定说明该气体处于标准状况下,比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体),也能使1 ml气体的体积变为22.4 L。
【典例】(2021·泰宁高一检测)下列说法正确的是( )
A.0.5 ml H2所占的体积为11.2 L
B.标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
C.标准状况下,1 ml酒精的体积约为22.4 L
D.标准状况下,28 g N2体积约是22.4 L
【思维建模】解答关于气体体积的计算问题的思路如下:
【解析】选D。A项中没有说明是否在标准状况下,故0.5 ml H2的体积不一定为11.2 L;B项中没有说明微粒的状态,若该微粒为固态或液态,标准状况下
1 ml分子所占体积不是22.4 L;C项中标准状况下酒精不是气态;D项中N2的摩尔质量为28 g·ml-1,28 g N2为1 ml,故标准状况下体积约为22.4 L。
(1)若0.5 ml H2所占的体积为11.2 L,则一定是标准状况下吗?
提示:不一定。
(2)标准状况下,28 g N2和CO的混合气体的体积约是多少?
提示:22.4 L。由于N2和CO的摩尔质量均为28 g·ml-1,因此28 g CO、N2的混合气体的物质的量为1 ml,故标准状况下体积约为22.4 L。
应用气体摩尔体积解题时应正确理解——四个注意
。
(1)条件:标准状况,即0 ℃、101 kPa;
(2)标准:1 ml,即分子数为6.02×1023;
(3)对象:气体,可为单一气体,也可为混合气体;
(4)数值:约为22.4 L,非精确值。
【备选例题】
(2021·临夏高一检测)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.在标准状况下,22.4 L水的物质的量为1 ml
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
【解析】选D。32 g O2的物质的量为1 ml,但1 ml气体的体积不一定是
22.4 L,同样22.4 L气体的物质的量也不一定为1 ml,即22.4 L N2不一定含有阿伏加德罗常数个氮气分子,故A、B均不正确;在标准状况下,水为液态,
22.4 L水的物质的量不是1 ml,故C不正确;0 ℃、1.01×105 Pa就是标准状况下对应的温度和压强,在标准状况下,1 ml任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4 L。
1.(2021·潍坊高一检测)标准状况下,相同质量的下列气体体积最大的是( )
A.CO2 B.O2 C.N2 D.CH4
【解析】选D。根据n= eq \f(m,M) 和V=n·Vm可知,质量相同时,气体的摩尔质量越小,对应的物质的量越大,气体体积也就越大。选项中CH4的摩尔质量最小,则其对应的气体体积最大。
2.(2021·温州高一检测)下列说法正确的是( )
A.0 ℃、101 kPa时,气体摩尔体积约为22.4 L
B.20 ℃、1.01×105 Pa时,同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C.标准状况下,16 g O2与24 g Mg所占的体积相同
D.当1 ml气态物质的体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况
【解析】选B。标准状况下气体摩尔体积为22.4 L·ml-1,故A错误;同温同压下,气体的物质的量和气体体积成正比,20 ℃、1.01×105 Pa时,同体积的O2与CO2的物质的量相同,故分子数也相同,故B正确;标准状况下氧气为气体,而镁为固体,故所占的体积不可能相同,故C错误;在非标准状况下,气体摩尔体积也可能为22.4 L·ml-1,故当1 ml气态物质的体积为22.4 L时,该气体不一定处于标准状况,故D错误。
【拔高题组】
1.(2021·揭阳高一检测)下列说法中正确的是( )
A.1 ml O2和1 ml N2所占的体积约为22.4 L
B.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 ml H2和1 ml H2O所占的体积都约为22.4 L
D.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 ml
【解析】选D。气体体积受温度、压强影响,A项未指明温度、压强;B项气体摩尔体积的单位是L·ml-1;C项标准状况下,水为非气态,不适用于气体摩尔体积;D项标准状况下,22.4 L混合气体中分子总数为NA,N2和N2O每个分子都含有两个氮原子,则混合气体中所含有的氮原子的数目为2NA,物质的量为
2 ml。
2.(2021·威武高一检测)标准状况下,与32 g O2的体积相等的N2,其( )
A.质量为14 g
B.分子数为6.02×1023
C.体积为11.2 L
D.物质的量为2 mlK
【解析】选B。V(O2)= eq \f(32 g,32 g·ml-1) ×22.4 L·ml-1=22.4 L,C项错误;同温、同压、同体积的N2和O2的分子数相等,32 g O2中所含分子数为NA,B项正确;所含分子数相同,则n(N2)=n(O2)=1 ml,D项错误;1 ml N2的质量为28 g,A项错误。
随着人们生活水平的提高,家用轿车已成为每个家庭的常用交通工具。汽车尾气的排放会给环境带来一定的影响,汽车尾气的主要成分是CO、NO、NO2等有毒气体,因此汽车尾气是否达标成为衡量汽车性能的重要指标之一。
(1)标准状况下,1 000 L汽车尾气的物质的量约为多少?
提示:n= eq \f(V,Vm) = eq \f(1 000 L,22.4 L·ml-1) ≈44.6 ml。
(2)与4.6 g NO2中氧原子个数相等的CO气体在标准状况下的体积是多少?
提示:4.6 g NO2中氧原子的物质的量为 eq \f(4.6 g,46 g·ml-1) ×2=0.2 ml,因此CO的物质的量为0.2 ml,在标准状况下的体积为0.2 ml×22.4 L·ml-1=4.48 L。
阿伏加德罗定律
1811年,意大利化学家阿伏加德罗提出阿伏加德罗定律。
阿伏加德罗定律
(1)同温同压下,气体的体积大小与什么有关?
提示:同温同压下,气体分子之间的距离相同,所以分子数越多,气体体积越大,即同温同压下,气体的体积大小与其物质的量的多少有关。
(2)同温同压下,相同体积的任何气体都具有相同的质量吗?为什么?
提示:不一定。同温同压下,相同体积的任何气体都具有相同的物质的量,气体的摩尔质量不同时,相同物质的量的气体的质量也不相同。
阿伏加德罗定律的推论
(1)同温同压下,不同气体的密度相同吗?为什么?
提示:不一定相同。因为 eq \f(ρ1,ρ2) = eq \f(\f(M1,Vm),\f(M2,Vm)) = eq \f(M1,M2) ,不同气体的摩尔质量不一定相同,故密度也不一定相同。
(2)相同体积的甲、乙两个容器,甲中盛放1 ml氮气,乙中盛放2 ml氮气,则在相同温度下,甲、乙两容器中压强相同吗?
提示:不相同。同温同体积时,气体的物质的量越大,压强越大。
1.阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系:
2.阿伏加德罗定律的常用推论:
(1)同温、同压→气体的体积与物质的量成正比→ eq \f(V1,V2) = eq \f(n1,n2) ;
(2)同温、同压→气体的密度与摩尔质量成正比→ eq \f(ρ1,ρ2) = eq \f(M1,M2) ;
(3)同温、同体积→气体的压强之比与其物质的量成正比→ eq \f(p1,p2) = eq \f(n1,n2) ;
(4)同温、同压、同体积→气体的质量与摩尔质量成正比→ eq \f(m1,m2) = eq \f(M1,M2) 。
【特别提醒】
正确理解阿伏加德罗定律的应用
(1)阿伏加德罗定律的适用对象是气体(单一气体或混合气体),不适用于液体或固体。
(2)“三同”定“一同”。同温、同压、同体积和同分子数,四“同”共同存在,相互制约,只要有三“同”成立,则另一“同”就必定成立。
(3)“二同”定比例。温度、压强、气体体积、气体物质的量,若两个量相同,则另两个量成正比或反比。
(4)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
【思考讨论】
(1)标准状况下,对于相同质量的N2O和CO2,体积之比是多少?密度之比是多少?
提示:N2O和CO2的摩尔质量相等,都是44 g·ml-1,质量相等的两种气体物质的量相等,标准状况下,体积之比是1∶1,根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,密度比等于摩尔质量之比,则密度之比是1∶1。
(2)两个完全相同的集气瓶,一个盛放1 ml氧气,另外一个盛放2 ml氢气,则在相同温度下,两个集气瓶中气体压强是什么关系?
提示:根据阿伏加德罗定律的推论,同温同体积时,气体的压强与其物质的量成正比,两个集气瓶中气体氧气和氢气压强之比是1∶2。
(3)随着畜牧业生产经营规模的不断扩大和集约化程度的不断提高,生产出大量畜禽产品的同时也排放出大量的恶臭物,如硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、挥发性脂肪酸等。严重危害畜禽的健康,降低畜禽的抗病力,阻碍生产性能的发挥,还会危害到人尤其是饲养人员的健康。
为了研究氨气和硫化氢的危害,某研究小组收集了同温同压下,同体积的氨气(NH3)和硫化氢(H2S)气体。
①两种气体的质量比为_______________________________________________。
②同温同压下,氨气和硫化氢气体的密度比为___________________________________________________________________。
③同时收集某养殖场内的气体,在标准状况下,0.01 ml该气体的质量为0.44 g,则该气体的密度为________g·L-1(保留两位小数)。
【解析】根据阿伏加德罗定律,同温、同压、同体积的气体,物质的量相同,m=nM,故质量之比等于摩尔质量之比,即 eq \f(17,34) = eq \f(1,2) ;同温同压下, eq \f(ρ1,ρ2) = eq \f(M1,M2) ,故密度之比等于摩尔质量之比,即 eq \f(17,34) = eq \f(1,2) ;0.01 ml某气体的体积为0.01 ml×
22.4 L·ml-1=0.224 L,ρ= eq \f(m,V) = eq \f(0.44 g,0.224 L) =1.96 g·L-1。
答案:①1∶2 ②1∶2 ③1.96
【典例】(2021·西城区高一检测)下列两种气体的分子数一定相等的是( )
A.质量相等、密度不等的N2和C2H4
B.等压等体积的N2和CO2
C.等温等体积的O2和N2
D.不同体积等密度的CO和C2H4
【思维建模】利用阿伏加德罗定律解题的思路如下:
【解析】选A。N2和C2H4的摩尔质量相等,在质量相等时二者的物质的量相等,即分子数相等,故A正确;等压条件下,由于温度不一定相同,等体积的N2和CO2的物质的量不一定相等,所以其分子数不一定相等,故B错误;由于压强未知,等温等体积的O2和N2物质的量不一定相等,所以其分子数不一定相等,故C错误;不同体积等密度的CO和C2H4的质量不相等,CO和C2H4的摩尔质量相等,则两种气体的物质的量不相等,分子数目一定不相等,故D错误。
(1)阿伏加德罗定律及推论适用于任意气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
(2)阿伏加德罗定律的适用范围是气体,可概括为三“同”定一“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。
(3)阿伏加德罗定律及其所有推论不必死记硬背,用时可以通过理想气体状态方程pV=nRT(式中R为常数)以及n= eq \f(m,M) = eq \f(N,NA) 、ρ= eq \f(m,V) 进行简单地推导而得到。
【备选例题】
在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内气体的温度和密度相等时,下列说法正确的是( )
A.两种气体的压强相等
B.O2比O3质量小
C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氧原子数目相等
【解析】选D。两容器内的气体体积、密度相同,由m=ρV可知m(O2)=m(O3),根据n= eq \f(m,M) 可知n(O2)>n(O3),同温同体积时,气体的压强与气体的物质的量成正比,即 eq \f(p(O2),p(O3)) = eq \f(n(O2),n(O3)) ,故p(O2)>p(O3),A、B错误;气体的分子数与气体的物质的量成正比,则N(O2)>N(O3),C错误;因为O2和O3都由氧原子组成,二者质量相等,则两种气体的氧原子数目相等,D正确。
1.(2021·龙岩高一检测)下列叙述不正确的是( )
A.常温常压下,两种气体的密度之比等于摩尔质量之比
B.在同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
C.在标准状况下,两种气体的体积之比等于摩尔质量之比
D.在同温同压下,相同体积的两种气体的质量之比等于摩尔质量之比
【解析】选C。常温常压下,由ρ= eq \f(m,V) = eq \f(M,Vm) 可知,密度与摩尔质量成正比,即气体的密度之比等于摩尔质量之比,故A正确;由阿伏加德罗定律的推论可知,同温同体积时,两种气体的物质的量之比等于压强之比,故B正确;如质量相等,由 eq \f(m,M) = eq \f(V,Vm) 可知,气体的体积与摩尔质量成反比,如质量未知,则不能比较体积和摩尔质量的关系,故C错误;根据阿伏加德罗定律,在同温同压下,相同体积的两种气体含有的分子数相同,根据n= eq \f(N,NA) 可知气体的物质的量相等,再根据m=nM可知,气体的质量之比等于摩尔质量之比,故D正确。
2.(2021·南宁高一检测)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】选A。根据 eq \f(ρ1,ρ2) = eq \f(M1,M2) = eq \f(64,80) = eq \f(4,5) ,A正确; eq \f(n1,n2) = eq \f(\f(m,M1),\f(m,M2)) = eq \f(M2,M1) = eq \f(80,64) = eq \f(5,4) ,B错误; eq \f(V1,V2) = eq \f(n1,n2) = eq \f(5,4) ,C错误;原子数之比为 eq \f(3n1,4n2) = eq \f(15,16) ,D错误。
【拔高题组】
1.(2021·泰安高一检测)在标准状况下,a g气体A与b g气体B的分子数相同。则与此有关的下列说法中不正确的是( )
A.气体A与气体B的摩尔质量之比为a∶b
B.同温同压下,气体A与气体B的密度之比为b∶a
C.质量相同的气体A与气体B的分子数之比为b∶a
D.相同状况下,同体积的气体A与气体B的质量之比为a∶b
【解析】选B。对于分子数相同的气体,其摩尔质量之比等于质量之比,A项、D项对;同温同压下,A与B的密度之比应等于其摩尔质量之比a∶b,B项错;质量相同的气体的分子数之比等于摩尔质量的反比,C项对。
2.(2021·西安高一检测)向三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,下列有关这三种气体的叙述正确的是( )
A.同温、同压、同体积时,三种气体的密度关系:ρ(H2)>ρ(Ne)>ρ(O2)
B.温度、密度相同时,三种气体的压强关系:p(H2)>p(Ne)>p(O2)
C.质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积关系:V(O2)>V(Ne)>V(H2)
D.温度、压强、体积均相同时,三种气体的质量关系:m(H2)>m(Ne)>m(O2)
【解析】选B。根据阿伏加德罗定律的推论,同温、同压时,气体的密度与摩尔质量成正比,A项错误;温度、密度相同时,气体的压强与摩尔质量成反比,B项正确;质量、温度、压强均相同时,气体的体积与摩尔质量成反比,C项错误;温度、压强、体积均相同时,气体的质量与摩尔质量成正比,D项错误。
某同学在元旦晚会上表演的化学节目为猜气球——他先在实验室中用等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球,然后在晚会的现场让同学猜测气球是用哪种气体吹起的。
如果你在晚会现场,你会怎样猜出呢?
提示:等质量的CH4、CO2、O2、SO2的物质的量之比为 eq \f(1,16) ∶ eq \f(1,44) ∶ eq \f(1,32) ∶ eq \f(1,64) ,因此在相同的条件下,它们的体积比为 eq \f(1,16) ∶ eq \f(1,44) ∶ eq \f(1,32) ∶ eq \f(1,64) 。因此A、B、C、D四个气球中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4。
1.(水平1)36.5 g HCl气体的体积是( )
A.11.2 L B.22.4 L
C.5.6 L D.无法确定
【解析】选D。36.5 g HCl气体,物质的量是1 ml,由于不知道气体的摩尔体积,无法计算出1 ml氯化氢气体的体积。
2.(水平1)在室温时,2 ml H2的体积大小主要取决于( )
A.氢气所含分子数 B.氢气所处环境的压强
C.氢气的质量 D.氢气的密度
【解析】选B。气体体积取决于物质的量和其所处的温度、压强,H2的物质的量为2 ml,又知温度为室温,故体积大小主要取决于压强。
3.(水平1)氯气是一种大气污染物,为检验输送氯气的管道是否漏气常用浓氨水来检验,其反应的原理为3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2。下列叙述正确的是( )
A.1 ml N2的体积为22.4 L
B.Cl2的摩尔质量为71 g·ml-1
C.1 ml NH3的质量为17 g·ml-1
D.22.4 L NH3物质的量为1 ml
【解析】选B。温度压强不知,不是标准状况下,1 ml N2的体积不一定为
22.4 L,故A错误;Cl2的相对分子质量为71,摩尔质量为71 g·ml-1,故B正确;氨气的摩尔质量为17 g·ml-1,1 ml NH3的质量为17 g,故C错误;温度压强不知,不一定是标准状况下,22.4 L NH3物质的量不一定为1 ml,故D错误。
4.(水平2)在同温同压条件下,分子数相同的任意两种气体,它们的( )
A.体积都是22.4 L B.密度相同
C.所占体积相同 D.原子数目相同
【解析】选C。在同温同压条件下,分子数相同的任意两种气体,其体积相同(但不一定是22.4 L)、分子的物质的量相同;因为分子的组成情况不确定,故原子数是否相同不能确定;在同温同压下,气体的密度与摩尔质量成正比。故只有C正确。
【补偿训练】
下列数量的物质中含原子个数最多的是( )
A.0.4 ml氧气
B.4 ℃时,5.4 mL H2O
C.标准状况下5.6 L二氧化碳
D.10 g氖
【解析】选B。A项,N(O)=0.8 ml;B项,n(H2O)= eq \f(5.4 g,18 g·ml-1) =0.3 ml,含0.9 ml原子;C项,n(CO2)= eq \f(5.6 L,22.4 L·ml-1) =0.25 ml,含0.75 ml原子;D项,n(Ne)= eq \f(10 g,20 g·ml-1) =0.5 ml。
5.(水平2)同温同压下,下列有关等质量SO2和CO2的叙述中正确的是( )
A.分子数之比1∶1
B.密度之比16∶11
C.密度之比11∶16
D.体积之比16∶11
【解析】选B。同温同压下,等质量的SO2和CO2存在如下关系:
eq \f(n(SO2),n(CO2)) = eq \f(N(SO2),N(CO2)) = eq \f(V(SO2),V(CO2)) ,
eq \f(ρ(SO2),ρ(CO2)) = eq \f(M(SO2),M(CO2)) 。
由 eq \f(n(SO2),n(CO2)) = eq \f(M(CO2),M(SO2)) = eq \f(11,16) ,
故 eq \f(N(SO2),N(CO2)) = eq \f(V(SO2),V(CO2)) = eq \f(11,16) ;
eq \f(ρ(SO2),ρ(CO2)) = eq \f(M(SO2),M(CO2)) = eq \f(16,11) 。
6.(水平2)在两个相同体积的刚性容器中分别充入28 g CO和N2气体,设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.两容器的压强一定相等
B.两容器的密度一定相等
C.两容器所含的气体分子数均为NA
D.若保持常温常压下,则气体的体积大于22.4 L
【解析】选A。两个容器的体积相同,气体的物质的量相同,气体的压强还与温度有关,由于温度不知道,无法判断压强大小,故A错误;两个容器的体积相同,气体的质量相同,由ρ= eq \f(m,V) 可知,密度相同,故B正确;两种气体的物质的量相同,均为1 ml,则所含的气体分子数均为NA,故C正确;温度越高,气体的体积越大,所以若保持常温常压下,则气体的体积大于22.4 L,故D正确。
7.(水平2)(1)标准状况下,33.6 L氧气的物质的量为________ml;标准状况下,2 ml氢气的体积为________L。
(2)标准状况下,6 g氢气的体积为________L;标准状况下,体积为11.2 L的CO2的质量为________g。
(3)标准状况下,11.2 L氯气的分子数目是________;标准状况下,1.204×1023个氧气分子的体积是________L。
(4)标准状况下,某气体的密度为1.25 g·L-1,则其摩尔质量为________g·ml-1。
【解析】(1)n= eq \f(V,Vm) = eq \f(33.6 L,22.4 L·ml-1) =1.5 ml;V=nVm=2 ml×22.4 L·ml-1=44.8 L。(2)V=nVm= eq \f(m,M) Vm= eq \f(6 g,2 g·ml-1) ×22.4 L·ml-1=67.2 L;m=nM= eq \f(V,Vm) M= eq \f(11.2 L,22.4 L·ml-1) ×44 g·ml-1=22 g。(3)N=nNA
= eq \f(V,Vm) ·NA= eq \f(11.2 L,22.4 L·ml-1) ×6.02×1023ml-1=3.01×1023;V=nVm= eq \f(N,NA) Vm= eq \f(1.204×1023,6.02×1023 ml-1) ×22.4 L·ml-1=4.48 L。(4)M=ρVm=1.25 g·L-1×22.4 L·ml-1=28 g·ml-1。
答案:(1)1.5 44.8 (2)67.2 22 (3)3.01×1023
4.48 (4)28
8. (水平2)最近新能源汽车领域发生了一件惊天动地的大事,一则《水氢发动机在南阳下线,市委书记点赞》的虚假报道横空出世。文中提到,水氢发动机在河南南阳正式下线,具备水氢发动机的车辆只需要加水就可以实时制取氢气,加水就能跑。
现有标准状况下,①4 g氢气、②33.6 L甲烷(CH4)、③9.03×1023个水分子中,含分子数最多的是(填写序号,下同)________,含原子数最多的是________,质量最大的是________,体积最小的是________。
【解析】n(H2)=2 ml,n(CH4)=1.5 ml,n(H2O)=1.5 ml,故分子数最多的是氢气;①n(H)=4 ml,②n(原子)=7.5 ml,③n(原子)=4.5 ml;m(H2)=4 g、m(CH4)=24 g、m(H2O)=27 g;V(H2)=44.8 L,V(CH4)=33.6 L,V(H2O)=27 mL。
答案:① ② ③ ③
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