人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第2课时同步训练题

第2课时　气体摩尔体积

课后·训练提升

合格考过关检验

1.下列有关气体摩尔体积的描述中,正确的是(　　)。

A.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,气体摩尔体积也相同

答案:A

解析:气体状态未知,气体摩尔体积不一定是22.4L·mol-1,B项错误。非标准状况通过调节温度和压强也可以使1mol气体体积达到22.4L,C项错误。气体摩尔体积与物质的量无关,当条件不同时气体的摩尔体积不一定相同,D项错误。

2.下列说法正确的是(设NA代表阿伏加德罗常数的值)(　　)。

①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L

②0.5 mol H2所占体积为11.2 L

③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L

④常温常压下,28 g CO与N2的混合气体所含的原子数为2NA

⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1

⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同

A.①③⑤ B.④⑥

C.②④⑥ D.①④⑥

答案:B

解析:未说分子为气体分子,所以体积不一定是22.4L,①错误;②没说是在标准状况下,气体摩尔体积不确定,所以体积不一定是11.2L,②错误;标准状况下,H2O不是气体,所以1molH2O的体积不是22.4L,③错误;因为CO与N2的相对分子质量均为28,所以28g混合气体的物质的量为1mol,又因为每个分子中都含有两个原子,所以所含的原子数为2NA,④正确;未说明是在标准状况下,⑤错误;根据阿伏加德罗定律,同温同压下,体积相同,物质的量相同,分子数也就相同,⑥正确。

3.在标准状况下,由0.5 g H2、11 g CO2和4 g O2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

4.标准状况下有:①6.72 L甲烷,②3.01×1023个氯化氢分子,③13.6 g硫化氢,④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从小到大排序不正确的是(　　)。

A.体积:④<①<②<③

B.密度:①<④<③<②

C.质量:④<①<③<②

D.氢原子数:②<④<③<①

答案:A

解析:①6.72LCH4物质的量为=0.3mol,②3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5mol,③13.6gH2S 的物质的量为=0.4mol,④0.2molNH3。相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积②>③>①>④,A项错误。各物质的摩尔质量分别为①CH4为16g·mol-1,②HCl为36.5g·mol-1,③H2S为34g·mol-1,④NH3为17g·mol-1,相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,所以密度②>③>④>①,B项正确。各物质的质量分别为①CH4为0.3mol×16g·mol-1=4.8g,②HCl为0.5mol×36.5g·mol-1=18.25g,③H2S13.6g,④NH3为0.2mol×17g·mol-1=3.4g,所以质量②>③>①>④,C项正确。各物质中H原子的物质的量分别为①CH4为0.3mol×4=1.2mol,②HCl为0.5mol,③H2S0.4mol×2=0.8mol,④NH3为0.2mol×3=0.6mol,所以氢原子个数①>③>④>②,D项正确。

5.在下列条件下,两种气体的分子数一定相等的是(　　)。

A.同密度、同压强的N2和C2H4

B.同温度、同体积的O2和N2

C.同体积、同密度的C2H4和CO

D.同压强、同体积的O2和N2

答案:C

6.下列物质中,在标准状况下体积最大的是(　　)。

A.28 g N2 B.71 g Cl2

C.48 g O2 D.1 000 g H2O

答案:C

解析:因标准状况下气体体积V=×22.4L,气体的物质的量越大,体积越大。28gN2、71gCl2、 48gO2的物质的量分别为1mol、1mol、1.5mol,此时水不是气体,所以标准状况下体积最大的是48gO2,故选C。

7.设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。

A.常温常压下,22.4 L CO2中含有NA个CO2分子

B.标准状况下,4.48 L CO含有0.2NA个原子

C.22.4 L 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:在标准状况下,22.4LCO2中才含有NA个CO2分子,故A项错误。每个CO分子由2个原子构成,标准状况下,4.48LCO含有0.4NA个原子,故B项错误。没有指明温度、压强,无法确定22.4LCl2中含有多少个Cl2分子,故C项错误。每个O2、CO2分子均含有2个氧原子,标准状况下,1.12LO2和1.12LCO2均含0.1NA个氧原子,故D项正确。

8.设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。

A.23 g Na+所含的电子数为11NA

B.标准状况下,18 g水的体积是22.4 L

C.标准状况下,22.4 L氦气所含的原子数为2NA

D.常温常压下,2.8 g N2和CO的混合气体所含原子数为0.2NA

答案:D

解析:每个Na+ 含10个电子,23gNa+所含的电子数为10NA,故A项错误。标准状况下,18g水为液态,故B项错误。氦为单原子分子,标准状况下,22.4L氦气所含的原子数为NA,故C项错误。N2和CO的相对分子质量均为28,且均为双原子分子,常温常压下,2.8gN2和CO的混合气体为0.1mol,所含原子数为0.2NA,故D项正确。

9.标准状况下,2.24 L某气体的质量为2.8 g,则此气体的相对分子质量为(　　)。

A.28 g·mol-1 B.28 mol

C.28 g D.28

答案:D

解析:标准状况下某气体的体积为2.24L,其质量为2.8g,则气体的物质的量为2.24L÷22.4L·mol-1=0.1mol,该气体的摩尔质量为M=2.8g÷0.1mol=28g·mol-1,所以该气体的相对分子质量为28。

10.(1)相同温度和压强下,现有等质量的SO2和O2。两者体积比为　　　　,分子个数比为　　　　,密度比为　　　　　。 

(2)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　　　　　。 

(3)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　　　。 

答案:(1)1∶2　1∶2　2∶1

(2)1∶1　1∶1　5∶3　4∶11　4∶11

(3)H2　H2　H2O　H2O

11.设NA代表阿伏加德罗常数的值。

(1)9.03×1023个CH4中,含　　　　 mol碳原子,　　　　 mol氢原子,　　　　 mol质子,　　　　 mol电子。与　　　　个NH3含有相同数目的氢原子。 

(2)与17 g NH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是　　　　 L。 

(3)某3.65 g气体在标准状况下的体积是2.24 L,则其摩尔质量是　　　　　。 

(4)标准状况下9.03×1023个CH4所占的体积为　　　　　。 

答案:(1)1.5　6　15　15　1.204×1024(或2NA)

(2)22.4　(3)36.5 g·mol-1　(4)33.6 L

解析:(1)n(CH4)==1.5mol。所以含有1.5mol碳原子,6mol氢原子;由于每个CH4分子中含有10个质子和10个电子,所以含质子、电子的物质的量均为15mol。2molNH3中含有6molH,2molNH3的分子个数为2NA,即1.204×1024。(2)17gNH3的物质的量为=1mol,故与17gNH3所含有分子数目相同的O2为1mol,标准状况下体积为22.4L。(3)该3.65g气体的物质的量为=0.1mol,故该气体的摩尔质量为=36.5g·mol-1。(4)9.03×1023个CH4所占的体积(标准状况下)为1.5mol×22.4L·mol-1=33.6L。

等级考素养提升

1.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。

A.标准状况下,0.1NA个水分子所占的体积约为2.24 L

B.11.2 L CO2的物质的量为0.5 mol

C.NH3的摩尔质量等于NA个氨分子的质量之和

D.101 kPa、4 ℃时,18 mL水和202 kPa、27 ℃时32 g O2所含分子数均为NA

答案:D

解析:在标准状况下水不是气体,不能用气体摩尔体积来计算,A项错误。题中没有指明温度、压强,因此不能确定11.2LCO2的物质的量就是0.5mol,B项错误。NH3的相对分子质量为17,其摩尔质量为17g·mol-1,NA个NH3分子的质量之和为17g,三者在数值上相同,但单位不同,C项错误。4℃时,18mL水就是18g水,其物质的量为1mol,含有NA个水分子;32gO2的物质的量是1mol,不管在什么温度和压强下,1molO2都含有NA个O2分子,D项正确。

2.设NA代表阿伏加德罗常数的值,标准状况下O2和N2的混合气体m1 g含有b个分子,则m2 g该混合气体在相同状况下所占的体积应是(　　)。

A. L B. L

C. L D. L

答案:A

解析:同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,混合气体组成不变,平均摩尔质量不变,则混合气体的体积之比等于质量之比。m1g混合气体的体积为×22.4L,则m2g混合气体在相同状况下所占体积为×22.4L×L。

3.在两个容积相同的容器中,一个盛有NH3气体,另一个盛有H2和O2的混合气体。在同温同压下,两容器内的气体不可能具有相同的(　　)。

A.原子数 B.分子数

C.质量 D.电子数

答案:A

解析:同温同压下相同体积的气体,具有相同的物质的量和分子数;由于NH3、H2、O2含有原子数不等,故原子数不可能相同;NH3、H2、O2的相对分子质量分别为17、2、32,H2、O2的混合气体的平均摩尔质量可能为17g·mol-1,故气体的质量可能相同;NH3、H2、O2含有电子数分别为10、2、16,H2、O2混合气体中分子含有电子数的平均数可能为10,故气体可能具有相同的电子数。

4.下列叙述中正确的是(　　)。

①标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同;

②标准状况下,11.2 L H2和14 g N2所含原子数相同;

③28 g CO的体积约为22.4 L;

④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积相同;

⑤同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大;

⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比。

A.④⑤⑥

B.②⑤⑥

C.②③⑤⑥

D.①②④

答案:B

解析:①标准状况下,1LHCl的物质的量为mol,但标准状况下水为液态,不能利用气体摩尔体积来计算其物质的量,故①错误;②标准状况下,11.2LH2的物质的量为0.5mol,14gN2的物质的量为0.5mol,则气体的物质的量相同时,其体积相同,故②正确;③不一定是在标准状况下,若在标准状况下,28gCO的体积为22.4L,故③错误;④物质的状态不确定,体积可能相同,也可能不同,故④错误;⑤同温同体积时,气体的物质的量与压强成正比,则气体的物质的量越大,则压强越大,故⑤正确;⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比,故⑥正确。

5.如图,在一个容积固定的恒温容器中,有两个可左右滑动的密封隔板,在甲、乙、丙内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体,当隔板静止时,甲、丙内的气体密度相等。下列说法不正确的是(　　)。

A.物质的量:n(X)<n(CO2)<n(Y)

B.分子数目:N(X)=N(Y)

C.气体的体积:V(X)=V(Y)

D.摩尔质量:M(X)=M(Y)

答案:A

解析:由信息可知,甲、乙、丙内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体,当隔板静止时,甲、丙内的气体密度相等,可知X、Y的体积相同、物质的量相同。n(X)=n(Y),A项错误。由N=nNA可知,分子数目N(X)=N(Y),B项正确。由V=可知,气体的体积V(X)=V(Y),C项正确。 n(X)=n(Y),由M=可知,摩尔质量M(X)=M(Y),D项正确。

6.相同条件下,同质量的X、Y两种气体,相对分子质量分别为A、B,则:

(1)X与Y的体积比为　　　　,分子个数比为　　　,密度比为　　　　。 

(2)相同条件下的X、Y两种气体体积相同,则X与Y的质量比为　　　　,物质的量比为　　　　。 

(3)标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体8.96 L,其质量为7.60 g,则混合气体平均相对分子质量为　　　　;混合气体中甲烷的体积为　　　　　　;一氧化碳的质量为　　　　。 

答案:(1)B∶A　B∶A　A∶B

(2)A∶B　1∶1

(3)19　6.72 L　2.8 g

解析:(1)两者的摩尔质量之比为A∶B,等质量时物质的量之比为B∶A,由阿伏加德罗定律可推出体积之比和分子数之比均为B∶A,密度之比为A∶B。(2)相同条件下的X、Y两种气体体积相同,则X、Y的物质的量相同,故质量比等于其摩尔质量之比A∶B。(3)混合气体的物质的量为=0.4mol,=19g·mol-1,平均相对分子质量为19,设CO的物质的量为x,则有:7.60g=x×28g·mol-1+(0.4mol-x)×16g·mol-1,求得x=0.1mol。n(CH4)=0.3mol,V(CH4)=6.72L,m(CO)=0.1mol×28g·mol-1=2.8g。

7.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题。

(1)混合气体中碳原子的个数为　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 

(2)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。

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中,电子总数为　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 

③气球的体积为　　　　 L。 

答案:(1)0.4 NA

(2)①28 g·mol-1　②2.8 NA　③4.48

解析:(1)标准状况下,8.96LCO和CO2的总物质的量为0.4mol。0.4molCO和CO2的混合气体中所含碳原子为0.4mol,即所含碳原子数为0.4NA。

(2)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸,则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y。

则

解得

因此气球中收集到0.2molCO,0.2molCO中含有2.8mol电子。

③0.2molCO在标准状况下的体积为4.48L。