2020-2021学年第3节 化学中常用的物理量——物质的量课时训练

气体摩尔体积

[基础过关练]

1．下列说法正确的是(　　)

A．1 mol固体或液体的体积主要由微粒间距离决定

B．1 mol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·mol－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  

D　[物质三态中气体分子之间的间隔较大，固体或液体中粒子间隔较小，则1 mol固体或液体的体积主要由粒子的大小决定，A错误；气体的体积受分子数目、分子之间距离及粒子大小影响，相同条件下气体分子间的距离远大于粒子的大小，则气体的体积大小受分子数目、分子之间距离影响，因此在相同条件下1 mol气体的体积主要由分子间距离决定的，B错误；状况未知，气体的摩尔体积不确定，在标准状况下O2的气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，C错误；物质三态中气体分子之间的间隔较大，固体或液体中粒子间隔较小，因此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，D正确。]

2．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．通常状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L

C．标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L

D．相同物质的量的气体摩尔体积相同

A　[气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积，A正确；标准状况下，1 mol气体所占的体积约为22.4 L，B错误；气体摩尔体积的单位是L·mol－1，C错误；气体摩尔体积与温度和压强有关，与物质的量无关，D错误。]

3．在标准状况下，2.8 g CO、0.2 mol O2和0.7 mol N2混合气体的体积约为(　　)

A．2.24 L   B．22.4 L

C．1.12 L   D．无法计算

B　[n(CO)＝＝0.1 mol，混合气体的物质的量为(0.1＋0.2＋0.7)＝1 mol，在标准状况下的体积约为22.4 L。]

4．标准状况下，下列物质所占体积最大的是(　　)

A．98 g H2SO4   B．6.02×1023个CO2

C．44.8 L HCl   D．6 g H2

D　[同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比。H2SO4在标准状况下为液体；6.02×1023个CO2为1 mol，约22.4 L；6 g H2的物质的量为3 mol，约67.2 L，体积最大。]

5．常温常压下，等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(　　)

A　 　　B　　　　　C　　 　　D

D　[由V＝Vm可知，等质量时，M越小，则体积越大，CH4、CO2、O2、SO2四种气体的摩尔质量分别为16 g·mol－1、44 g·mol－1、32 g·mol－1、64 g·mol－1，则CH4的体积最大。]

6．下列说法正确的是(　　)

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标准状况下，28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L

⑤任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1

⑥标准状况下，体积相同的气体所含的分子数相同

A．①③⑤  B．④⑥  C．②④⑥  D．①④⑥

B　[①该物质在标准状况下不一定是气体；②没有限定处于标准状况下，0.5 mol H2所占体积不一定为11.2 L；③标准状况下，H2O不是气体；⑤任何气体的气体摩尔体积在标准状况下都约为22.4 L·mol－1。]

7．下列说法中正确的是(　　)

A．1 mol O2和1 mol 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 mol H2和1 mol 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 mol

D　[气体体积受温度、压强影响，A项未指明温度、压强；B项气体摩尔体积单位为L·mol－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 mol。]

8．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

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、D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。]

9．(易错题)如图两瓶体积相等的气体，在同温、同压下瓶内气体的下列关系一定正确的是(　　)

A．原子数相等   B．密度相等

C．质量相等   D．摩尔质量相等

A　[由同温、同压可得Vm相同，再由公式n＝可得两瓶内气体的物质的量相同，由于都是双原子分子，所以两瓶内气体所含原子数相同，A项正确；两瓶内气体的物质的量相等，由m＝nM分析，M不一定相等，故m不一定相等，同时由ρ＝可得ρ也不一定相等。]

10．(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________L。

(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________g。

(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________L。

(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为________个。

(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________L。

[解析]　(1)V＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。

(2)44.8 L H2的物质的量为＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g·mol－1＝4 g。

(3)n(O2)＝＝0.5 mol，V(O2)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。

(4)n(O2)＝＝1.5 mol，

N＝1.5 mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1023。

(5)n(O2)＝＝0.5 mol，n(N2)＝＝1.5 mol，故混合气体的体积为(0.5＋1.5)mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。

[答案]　(1)11.2　(2)4　(3)11.2　(4)9.03×1023　(5)44.8

11．某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M g·mol－1，该气体质量为m g，阿伏加德罗常数为NA，则：

(1)该气体的物质的量为________mol。

(2)该气体在标准状况下的体积为________L。

(3)该气体在标准状况下的密度为________g·L－1。

(4)该气体所含原子总数为________个。

(5)该气体的一个分子的质量为________g。

[解析]　(1)由公式n＝直接求解。

(2)由n＝、n＝可得标准状况下的体积为×22.4 L。

(3)根据ρ＝，可得该气体在标准状况下的密度为 g·L－1。

(4)由于该气体为双原子分子，原子总数为×2NA＝个。

(5)由M g·mol－1知一个分子的质量为g。

[答案]　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)

12．在标准状况下，5.6 L氮气、33 g二氧化碳和0.5 mol甲烷。

(1)其中物质的量最大的是________，质量最小的是________。

(2)物质所含分子数目最多的是________，所含原子数目最多的是________。

(3)物质所占体积最大的是________，这三种气体的体积比为________________________________。

[解析]　N2：V＝5.6 L，n＝0.25 mol，m＝7 g。

N(N2)＝0.25NA，N原子＝0.5NA。

CO2：m＝33 g，n＝0.75 mol，V标＝16.8 L，

N(CO2)＝0.75NA，N原子＝2.25NA。

CH4：n＝0.5 mol，m＝8 g，V标＝11.2 L，

N(CH4)＝0.5NA，N原子＝2.5NA。

[答案]　(1)CO2　N2　(2)CO2　CH4　(3)CO2　V(N2)∶V(CO2)∶V(CH4)＝1∶3∶2

[拓展培优练]

13．(素养题)下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是(　　)

A　[等质量的He与H2的物质的量之比为1∶2，则H2的体积是He的2倍，H2的分子个数是He的2倍，且氢气为双原子分子，而He为单原子分子。]

14．下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是(　　)

A．同质量、不同密度的N2和CO

B．同温度、同体积的H2和N2

C．同体积、同密度的C2H6和NO

D．同压强、同体积的N2O和CO2

A　[由于N2和CO的摩尔质量相同，故同质量的二者物质的量相同，故分子数相同，又由于二者均是双原子分子，故二者原子数也相同。]

15．某容器真空时，称量其质量为60.4 g，此容器充满N2时总质量为66.0 g，在相同状况下，充满另一气体时，总质量为74.6 g，那么该气体可能是(　　)

A．Cl2  B．O2  C．SO2  D．HCl

A　[氮气的质量＝66 g－60.4 g＝5.6 g，充满另一气体时，总质量为74.6 g，该气体的质量＝74.6 g－60.4 g＝14.2 g，相同条件下相同体积的不同气体其物质的量相等，根据n＝m/M知，相同物质的量时，其质量之比等于摩尔质量之比，气体的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，设该气体的相对分子质量为M，则M/28＝14.2 g/5.6 g，解得M＝71，选项中相对分子质量为71的是Cl2。]

16．(双选)同温同压下，等质量的O2和CO2相比较，下列叙述正确的是(　　)

A．质子数之比为1∶1

B．密度比为11∶8

C．物质的量之比为11∶8

D．原子个数比为1∶1

AC　[A项，质子数之比为×16∶×22＝1∶1，正确；B项，同温、同压下，两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比，即密度之比为32∶44＝8∶11，错误；C项，物质的量之比为∶＝11∶8，正确；D项，同温同压下，分子数之比等于物质的量之比，即分子数之比为11∶8，所以原子数之比为(11×2)∶(8×3)＝22∶24＝11∶12，错误。]

17．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。

(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________(用含NA的关系式表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

(3)将混合气体依次通过下列装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下进行)。

①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。

②气球的体积为________L。

[解析]　(1)混合气体的物质的量为＝0.4 mol，＝＝36 g·mol－1。

(2)0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子为0.4 mol，个数为0.4NA。

(3)①将混合气体依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸，则气球中收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1 mol，CO2的物质的量为n2 mol，则有：

解得

因此气球中收集到0.2 mol CO，在标准状况下的体积为4.48 L。

[答案]　(1)36 g·mol－1　(2)0.4NA　(3)①28 g·mol－1　②4.48