2020版高考化学大一轮复习课时规范练《3物质的量气体摩尔体积》鲁科版(含解析)

课时规范练3　物质的量　气体摩尔体积

一、选择题(本题共13小题,每小题5分,共65分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.(2019湖北咸宁月考)下列说法中正确的是(　　)

A.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含分子数相同

B.等质量的氧气和臭氧中,含有的电子数相同

C.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量

D.将1 mol Cl2通入足量水中,转移1 mol电子

2.只给出下列甲和乙中对应的量,不能组成一个求物质的量的公式的是(　　)

A.②③④ B.③④⑤ C.③④ D.②③

3.(2019湖北天门高三起点检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)

A.32 g O2和O3混合气体含有的氧原子数为NA

B.0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液中含有Na+为0.6NA

C.27 g铝完全反应后失去的电子数为3NA

D.标准状况下,11.2 L HF所含的分子数为0.5NA

4.(2019河南郑州月考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)

A.标准状况下,6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA

B.常温下56 g铁片投入足量浓硫酸中生成1.5NA个SO2分子

C.常温下,22 g CO2和N2O混合气体中,含有的原子数目为1.5NA

D.标准状况下,2.24 L H2S全部溶于水所得溶液中HS-和S2-离子数之和为0.1NA

5.如果a克某气体中含有的分子数为b,则c克该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)              (　　)

A. L B. L C. L D. L

6.常温常压下,某CO2、H2、CO的混合气体与氮气的密度相同,则该混合气体中CO2、H2、CO的质量之比可能为              (　　)

A.13∶8∶27 B.13∶9∶27

C.26∶16∶27 D.286∶8∶27

7.(2018福建莆田二模)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.2 g D2O中含有质子数、中子数、电子数均为NA

B.0.1 mol氯酸钾与足量浓盐酸反应生成氯气转移电子数为0.6NA

C.1 L 0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中溶质电离出的阳离子数目为0.1NA

D.标准状况下,2.24 L SO2与足量氧气充分反应,生成SO3的分子数为0.1NA

8.下列各组中两种气体所含原子数一定相等的是(　　)

A.温度相同、体积相同的O2和N2

B.压强相同、体积相同的H2和O2

C.质量相等、密度不等的N2和CO

D.体积相等、密度相等的CO和C2H4

9.(2019湖北孝感高中月考)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是(　　)

A.1 mol金刚石中含有2NA个C—C键,1 mol SiO2含有2NA个Si—O键

B.标准状况下,将9.2 g甲苯加入足量的酸性高锰酸钾溶液中转移的电子数为0.6NA

C.在含C总数为NA的Na2CO3溶液中,Na+总数为2NA

D.标准状况下,22.4 L庚烷中所含的分子数约为NA

10.(2019浙江金华高三月考)检查司机是否酒后驾车的反应原理是:C2H5OH+4CrO3+6H2SO42Cr2(SO4)3+2CO2↑+9H2O。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)

A.0.1 mol C2H5OH中含OH-数目为0.1NA

B.25 ℃时,pH=1的H2SO4溶液中含有H+的数目为0.1NA

C.1.8 g H2O中含有共用电子对数目为0.2NA

D.生成4.48 L CO2气体时,转移电子数目为1.2NA

11.(2019湖南六校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)

A.标准状况下,2 mol SO2和1 mol O2充分反应生成SO3的分子数目为2NA

B.标准状况下,3.36 L SO3含有的电子数为6NA

C.铁和水蒸气反应生成22.4 L氢气,转移电子数为2NA

D.标准状况下,11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA

12.用NA表示阿伏加德罗常数的数值。下列叙述正确的是 (　　)

A.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA

B.含4.9 g H2SO4与4.9 g H3PO4的混合溶液中氧原子数为0.4NA

C.常温下,0.1 mol C2H4分子中含共用电子对数目为0.6NA

D.25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,则BaSO4饱和溶液中Ba2+数目为1×10-5NA

13.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)

A.标准状况下,2.24 L三氯甲烷中含有的共价键数目为0.4NA

B.常温常压下,7.8 g Na2O2中含有阴离子的数目为0.1NA

C.1 mol羟基与1 mol氢氧根离子所含电子数均为9NA

D.在1.0 L 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,阴离子总数小于0.1NA

二、非选择题(本题共3小题,共35分)

14.(10分)现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:

(1)该气体的物质的量为　　　　 mol。 

(2)该气体所含原子总数为　　　　个。 

(3)该气体在标准状况下的体积为　　　　 L。 

(4)该气体溶于1 L水中(不考虑反应),形成的溶液中溶质的质量分数为　　　　　　。 

(5)该气体溶于水形成V L溶液,其溶液的物质的量浓度为　　　　　　 mol·L-1。 

15.(2019湖北宜昌高三起点检测)(10分)合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。

(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁原子与氧原子的物质的量之比为4∶5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为　　　　　。 

(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时混合物中铁的质量分数为　　　　　(保留2位小数)。 

(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α-Fe催化剂的化学方程式(另一种产物可溶于水):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为　　　　　,生成实验条件下CO2的体积为　　　　(假设此实验条件下,气体摩尔体积为24 L·mol-1)。 

16.(15分)现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下的体积为8.96 L。回答下列问题:

(1)该混合气体的平均摩尔质量为　　　　　　。 

(2)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)。 

(3)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。 

课时规范练3　物质的量　气体摩尔体积

1.B　温度相同、体积相同,但没有说明压强是否相同,因此无法推出两种气体物质的量是否相同,A项错误;等质量的氧气和臭氧中,氧原子数相同,电子数相同,B项正确;当物质的摩尔质量以g·mol-1为单位时在数值上等于其相对分子(原子)质量,C项错误;氯气与水的反应属于可逆反应,因此1 mol Cl2通入足量水中,转移电子少于1 mol,D项错误。

2.C　已知物质的粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA),可由n=计算粒子的物质的量,故①正确;已知标准状况下的气体摩尔体积(Vm)、标准状况下的气体体积(V)可由n=计算气体的物质的量,故②正确;已知体积、密度只能计算质量,摩尔质量(M)未知,则不能计算出其物质的量,故③错;只有溶液的体积、溶质质量分数,不能计算溶质的质量,不能确定溶质的物质的量,故④错;已知物质的质量(m)与摩尔质量(M),可根据n=计算物质的物质的量,故⑤正确。

3.C　32 g O2和O3的混合气体含有的氧原子数为2NA,A项错误;没有给出溶液体积无法求出Na2SO4溶液中Na+的数目,B项错误;27 g铝的物质的量为1 mol,完全反应后失去电子数为3NA,C项正确;标准状况下HF为液体,D项错误。

4.C　标准状况下6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.2NA,A项错误;常温下铁在浓硫酸中钝化,B项错误;CO2和N2O的相对分子质量均为44,每个分子均由3个原子构成,22 g CO2和N2O混合气体的物质的量为0.5 mol,含有的原子数目为1.5NA,C项正确;标准状况下,2.24 L H2S全部溶于水,H2S是弱酸,不能完全电离,根据硫原子守恒,可知溶液中H2S、HS-和S2-粒子数之和为0.1NA,D项错误。

5.A　a克某气体中含有的分子数为b,则c克该气体含有的分子数为,c克该气体的物质的量为 mol= mol,在标准状况下气体摩尔体积Vm=22.4 L·mol-1,则c克该气体在标准状况下的体积为 mol×22.4 L·mol-1= L。

6.D　混合气体与氮气的密度相同,根据密度之比等于摩尔质量之比,即混合气体的平均摩尔质量为28 g·mol-1,CO的摩尔质量为28 g·mol-1,则要求CO2和H2的混合气体的平均摩尔质量为28 g·mol-1,设CO2的物质的量为x mol,H2的物质的量为y mol,则有=28,解得x∶y=13∶8,则其质量比为(13×44)∶(8×2)=143∶4,CO的质量可为任何数值,故D项正确。

7.A　一个D2O分子中含有的质子数=核外电子数=2+8=10,中子数=(2-1)×2+(16-8)=10,D2O的相对分子质量为4+16=20,所以2 g D2O中含有的质子数、中子数、电子数均为1 mol,A项正确;氯酸钾和盐酸的反应为归中反应,氯酸钾中的氯元素由+5价变为0价,0.1 mol氯酸钾与足量浓盐酸反应生成氯气转移电子数为0.5NA,B项错误;NaHSO4在溶液中能完全电离为钠离子、氢离子和硫酸根,1 L 0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中溶质电离出的阳离子数目为0.2NA,C项错误;二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫是可逆反应,不能进行彻底,标准状况下,2.24 L SO2与足量氧气充分反应,生成SO3的分子数小于0.1NA,D项错误。

8.C　温度、体积相同条件下,影响气体分子数目的因素有压强,压强不一定相同,则O2和N2两种气体的物质的量不一定相等,二者都是双原子分子,故含有的原子数目不一定相等,故A项错误;压强、体积相同条件下,影响气体分子数目的因素还有温度,H2和O2所处温度不一定相同,则原子数不一定相等,故B项错误;氮气和一氧化碳的摩尔质量相等,质量相等时两种气体的物质的量相等,二者都是双原子分子,故原子数一定相等,C项正确;体积和密度相等,则两种气体的质量相等,由于CO和C2H4的摩尔质量相等,则两者的物质的量相等,由于两种分子中原子数之比为1∶3,故两种气体含有原子数目之比为1∶3,D项错误。

9.B　1 mol金刚石中含有2NA个C—C键,1 mol SiO2含有4NA个Si—O键,A项错误;由甲苯变为苯甲酸,碳元素化合价变化7×(-)=6;9.2 g甲苯(即为0.1 mol)被氧化为苯甲酸,转移的电子数为0.6NA,B项正确;Na2CO3溶液中会有少量C发生水解,因此在含C总数为NA的Na2CO3溶液中,Na+总数大于2NA,C项错误;标准状况下,庚烷为液态,不能用气体摩尔体积进行计算,D项错误。

10.C　C2H5OH是共价化合物,分子中不含OH-,A项错误;25 ℃时,pH=1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.1 mol·L-1,由于溶液体积未知,故无法求得H+的数目,B项错误;1.8 g H2O的物质的量为0.1 mol,一个H2O分子中含有两个共用电子对,故1.8 g H2O中含有共用电子对数目为0.2NA,C项正确;根据反应C2H5OH+4CrO3+6H2SO42Cr2(SO4)3+2CO2↑+9H2O可知,生成2 mol CO2时转移6 mol电子,由于题目中并没有指出是否为标准状况下,故无法求得4.48 L CO2的物质的量,也就无法计算转移的电子数,D项错误。

11.D　二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,不能进行彻底,故生成三氧化硫的分子数小于2NA,A项错误;标准状况下SO3是固体,不能用气体摩尔体积来计算其物质的量,B项错误;氢气所处条件不确定,不一定是标准状况,C项错误;标况下11.2 L混合气体的物质的量为0.5 mol,而甲烷和乙烯分子中均含4个氢原子,故0.5 mol混合气体中含有的氢原子为2 mol,即个数为2NA,D项正确。

12.C　1 mol FeI2中含有1 mol亚铁离子、2 mol碘离子,完全反应需要消耗1.5 mol氯气,转移了3 mol电子,转移的电子数为3NA,故A项错误;含4.9 g H2SO4与4.9 g H3PO4的混合溶液中,硫酸和磷酸的摩尔质量均为98 g·mol-1,则硫酸和磷酸的物质的量均为=0.05 mol,水中也含有氧原子,则混合溶液中氧原子数大于0.4NA,B项错误;1 mol乙烯中含6 mol共用电子对,0.1 mol C2H4分子中含共用电子对数目为0.6NA,故C项正确;Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(S)=1×10-10,只能计算离子的浓度,因为溶液的体积未知不能计算微粒数目,故D项错误。

13.B　三氯甲烷在标况下为液体,根据题给条件不能求出其物质的量,A错误;Na2O2中的阴离子为,B项正确;1 mol氢氧根离子含有10NA个电子,C项错误;C发生水解可生成OH-,且一个C对应二个OH-,则D项错误。

14.答案 (1)　(2)　(3)　(4)%　(5)

解析 (1)m g该气体的物质的量为 mol。(2)含有原子的物质的量为 mol×2= mol,则该气体所含原子总数为×NA=。(3)m g该气体在标准状况下的体积为22.4 L·mol-1× mol= L。(4)该气体溶于1 L水中(该气体不与水反应),1 L水的质量约为1 000 g,则该溶液中溶质的质量分数为×100%=%。(5)该气体溶于水后形成V L溶液,其溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1= mol·L-1。

15.答案 (1)1∶1　(2)0.72

(3)2Fe2O3+C4FeO+CO2↑　(4)6 g　12 L

解析 (1)设混合物中FeO、Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol,根据铁、氧两种原子物质的量之比为4∶5可得:(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,则x∶y=2∶1,Fe2+与Fe3+物质的量之比为x∶2y=1∶1。(2)根据催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2,可推知FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,则混合物中铁的质量分数为≈0.72。(3)由题给信息知,C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2,反应的化学方程式为2Fe2O3+C4FeO+CO2↑。(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,催化剂活性最高,则要求反应后的混合物中FeO和Fe2O3的物质的量之比为1∶1,原料480 g Fe2O3的物质的量为3 mol,根据关系式Fe2O3~2FeO,原料中必须有的Fe2O3参加反应,即有1 mol Fe2O3参加反应,则理论上要有0.5 mol C反应,即有6 g C参加反应。生成的CO2为0.5 mol,结合题给条件可知在该条件下0.5 mol CO2的体积为12 L。

16.答案 (1)36 g·mol-1　(2)0.4NA　(3)①28 g·mol-1　②2.8NA　③4.48

解析 (1)标准状况下混合气体的体积为8.96 L,则气体的物质的量n=8.96 L÷22.4 L·mol-1=0.4 mol,则混合气体的平均摩尔质量为14.4 g÷0.4 mol=36 g·mol-1。(2)CO2和CO分子中都含有1个碳原子,混合气体的物质的量为0.4 mol,则碳原子的物质的量为0.4 mol,所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。(3)①混合气体通过NaOH溶液时CO2气体被吸收,再通过浓硫酸干燥气体,所以气球中收集到的气体为纯净的CO气体,其摩尔质量为28 g·mol-1。②设混合气体中CO的物质的量为n mol,则CO2物质的量为(0.4-n) mol,根据混合气体的质量可得28n g+44×(0.4-n) g=14.4 g,解得n=0.2,1个CO分子含有14个电子,所以0.2 mol CO含有2.8NA个电子。③气球收集的CO的物质的量为0.2 mol,则其体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。