2022年高考化学一轮复习 高考作业(一)　物质的量　气体摩尔体积

高考作业(一)　物质的量　气体摩尔体积

A组·全员必做题

1．2020年是我国第一颗人造卫星“东方红一号”成功发射升空50周年，也是中国航天浓墨重彩的一年。偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是(　　)

A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g

B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g

C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g/mol

D．6 g偏二甲肼含有1.2NA个偏二甲肼分子

解析　偏二甲肼(C2H8N2)的摩尔质量为(12×2＋1×8＋14×2)g/mol＝60 g/mol，故A错误；6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为1 mol，所以1 mol偏二甲肼的质量为60 g，故B正确；1 mol偏二甲肼的质量为60 g，故C错误；6 g偏二甲肼的物质的量为＝0.1 mol，含有的分子数为0.1NA，故D错误。

答案　B

2．草酸(分子式为H2C2O4，沸点：150 ℃)是生物体的一种代谢产物，广泛分布于植物、动物和真菌体中，下列有关判断不正确的是(　　)

A．草酸的摩尔质量是90 g·mol－1

B．1 mol草酸中含有6.02×1023个分子

C．45 g草酸中含有1.204×1024个氧原子

D．1 mol草酸在标准状况下的体积约为22.4 L

解析　根据草酸的分子式H2C2O4知，其相对分子质量为1×2＋12×2＋16×4＝90，故草酸的摩尔质量是90 g·mol－1，A项正确；草酸是由草酸分子构成的，1 mol草酸中含有NA个分子，即6.02×1023个分子，B项正确；45 g草酸的物质的量为0.5 mol，含有氧原子为0.5 mol×4＝2 mol，个数为2×6.02×1023＝1.204×1024，C项正确；草酸沸点为150 ℃，故草酸在标准状况下不是气体，1 mol草酸在标准状况下的体积小于22.4 L，D项错误。

答案　D

3．人造空气(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下，5.6 L“人造空气”的质量是2.4 g，其中氧气与氦气的质量比是(　　)

A．1∶1   B．1∶4

C．2∶1   D．2∶3

解析　设O2和He的质量分别为x和y，则解得x＝1.6 g，y＝0.8 g，x∶y＝1.6 g∶0.8 g＝2∶1。

答案　C

4．如图所示，同温同压下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与氯化氢所含原子数一定相等的是(　　)

解析　同温同压下，体积相等的气球中，气体的物质的量相等。HCl是双原子分子，只要混合气体分子的平均原子数等于2即符合要求。A项中有可能等于2，B项一定大于2，C项一定等于2，D项一定大于2。

答案　C

5．如图所示，分别向密闭容器内可移动活塞的两边充入空气(已知空气体积占整个容器容积的1/4)、H2和O2的混合气体，在标准状态下，若将H2、O2的混合气体点燃引爆，活塞先左弹，恢复原温度后，活塞右滑停留于容器的中央。则原来H2、O2的体积之比可能为(　　)

A．2∶7   B．5∶4

C．2∶1   D．4∶5

解析　设空气的物质的量为1 mol，反应前，左右两室的体积之比为1∶3，反应前右室的物质的量为3 mol，反应后，活塞处于中央，两室体积相等，则两室中气体的物质的量相等，反应后右室气体物质的量为1 mol，发生反应2H2＋O22H2O，设H2、O2的物质的量分别为x mol、y mol，若氢气过量，则x－2y＝1，x＋y＝3，解得x∶y＝7∶2；若氧气过量，则y－0.5x＝1，x＋y＝3，解得x∶y＝4∶5。故选D。

答案　D

6．2022年北京冬奥会雪上项目落户张家口，雪花成为该市沟通世界的名片。科学研究发现，世界上没有两片雪花的形状是完全相同的。不同雪花中，水分子(　　)

A．数目都是相同的  B．数目都是巨大的

C．空间排列方式相同   D．化学性质不相同

解析　不同雪花质量可能不同，所以水分子数目不同，A项错误；由于分子质量和体积都很小，不同雪花中，水分子数目都是巨大的，B项正确；由于水分子空间排列方式不同，形成雪花的形状不完全相同，C项错误；同种分子性质相同，所以不同雪花中水分子化学性质相同，D项错误。

答案　B

7．标准状况下，1 L的密闭容器中恰好可盛放n个N2分子和m个H2分子组成的混合气体，则阿伏加德罗常数可近似表示为(　　)

A．22.4(m＋n)   B．22.4×6.02×1023(m＋n)

C．   D．m＋n

解析　标准状况下22.4 L气体所含有的分子为1 mol,1 L气体中所含有的气体分子数为(m＋n)，则＝，可知阿伏加德罗常数NA可近似表示为22.4(m＋n)。

答案　A

8．硫代硫酸钠溶液与盐酸的反应(Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O)可用于探索浓度对反应速率的影响。常温常压下，若该反应产生固体单质16 g，则反应中各有关物质的物理量均正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(　　)

解析　该反应为S2O在酸性条件下的歧化反应，S2O中硫元素的化合价为＋2价，1 mol S2O参加反应生成1 mol单质硫和1 mol SO2，转移2 mol电子，故常温常压下反应生成16 g(即0.5 mol)单质硫时，必生成0.5 mol SO2，同时转移1 mol电子，需要注意的是常温常压下11.2 L SO2的物质的量不是0.5 mol，故只有D项正确。

答案　D

9．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．常温常压下，8 g O2含有4NA个电子

B．1 L 0.1 mol·L－1的氨水中有0.1NA个NH

C．标准状况下，22.4 L盐酸含有NA个HCl分子

D．1 mol Na被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子

解析　1个O2分子中含有16个电子，故8 g (0.25 mol)O2中含有4NA个电子，A项正确；NH3·H2O为弱电解质，在溶液中部分电离，故1 L 0.1 mol·L－1氨水中含有的NH个数小于0.1NA，B项错误；盐酸为液体，且盐酸中不存在HCl分子，C项错误；Na转化为Na2O2，Na元素的化合价由0变为＋1价，失去1个电子，故1 mol Na被完全氧化生成Na2O2共失去NA个电子，D项错误。

答案　A

10．用NA表示阿伏加德罗常数的值。俗名为“臭碱”的硫化钠可用于冶金、燃料、皮革、电镀等工业，硫化钠的一种制备方法是Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑。下列说法正确的是(　　)

A．1 mol·L－1 Na2SO4溶液中含氧原子的数目一定大于4NA

B．1 L 0.1 mol·L－1Na2S溶液中含阴离子的数目小于0.1NA

C．生成1 mol氧化产物时转移电子数为4NA

D．通常状况下，11.2 L CO2中含质子的数目为11NA

解析　未注明溶液的体积，无法计算Na2SO4的物质的量和溶液中水的物质的量，因此也无法计算所含氧原子的数目，A项错误；1 L 0.1 mol·L－1 Na2S溶液中含有0.1 mol Na2S，S2－水解生成HS－和OH－，阴离子的数目大于0.1NA，B项错误；题给反应的氧化产物为CO2，C元素化合价由0价升高到＋4价，生成1 mol CO2时转移电子数为4NA，C项正确；通常状况下，气体摩尔体积不是22.4 L·mol－1，故11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，所含质子的数目不是11NA，D项错误。

答案　C

11．A、B、C三种物质随着X的变化，Y发生相应的变化，其变化关系如图所示。

(1)若X表示的是物质的量，则Y表示的不可能是　(填序号，下同)。

①物质的质量　②物质的体积　③物质所含分子或原子的数目　④物质的摩尔质量

(2)若A、B、C均为气体且压强恒定，X表示的是温度，则Y表示的可能是________。

①气体的质量　②气体的分子数　③气体的体积

④气体的摩尔质量

(3)若A、B、C均为气体，Y表示在相同条件下气体的体积，X表示的是气体的质量。

①相同条件下A、B、C三种气体的密度由大到小的顺序是________ (用字母A、B、C表示，下同)。

②A、B、C三种气体的摩尔质量由大到小的顺序是。

解析　(1)根据n＝＝＝，若X表示的是物质的量，则物质的质量、气体物质的体积、物质所含分子或原子的数目均与物质的量成正比，①②③不符合题意；而物质的摩尔质量与物质的量无关，④符合题意。(2)若A、B、C均为气体且压强恒定，X表示的是温度，气体的质量、气体的物质的量、气体的分子数、气体的摩尔质量均与温度无关，①②④不符合题意；但在压强恒定时，气体的体积与温度成正比，③符合题意。(3)①由图示可知，质量相同时，气体的体积V(A)>V(B)>V(C)。根据ρ＝，ρ(C)>ρ(B)>ρ(A)。②在相同条件下，气体的密度与气体的摩尔质量成正比，由①可知ρ(C)>ρ(B)>ρ(A)，故气体的摩尔质量M(C)>M(B)>M(A)。

答案　(1)④　(2)③　(3)①C>B>A　②C>B>A

“变量控制”在物质的量的相关判断中的应用

本题考查了物质的量与物质质量、体积及阿伏加德罗定律的理解应用，关键是读懂题意，灵活应用所学知识进行分析，能正确区分自变量、因变量和无关变量，再结合所学的知识准确判断。

12．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)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，剩余气体最后收集在气球中(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。

解析　n＝＝0.4 mol，

＝＝36 g·mol－1，

解得n(CO)＝0.2 mol，n(CO2)＝0.2 mol。

答案　(1)36 g·mol－1　(2)0.4NA

(3)①28 g·mol－1　②2.8NA　③4.48

B组·重点提升题

13．Ⅰ.标准状况下，在乙室中充入1.2 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时活塞如图。已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少33.8 g。

回答下列问题：

(1)甲室中气体的物质的量为________mol。

(2)甲室中气体的质量为________g。

(3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为________，质量之比为________。

(4)经过查资料知道HCl＋NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体，假设固体的体积可忽略)，如果将活塞a去掉，当HCl与NH3完全反应后，活塞b将静置于刻度“________”(填数字)处。

Ⅱ.在常温下18 g水的体积是18 mL，将18 g水在常压下加热到100 ℃蒸发为水蒸气，其体积变为30.6 L。又知18 g水中所含分子数约为6.02×1023个。假设水分子是一个小的立方体，请计算气态水分子的间距是水分子大小的多少倍？(≈1.19)

解析　Ⅰ.(1)由题图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3，故其物质的量之比也为5∶3，所以甲室中气体为2 mol。(2)HCl气体的质量为1.2 mol×36.5 g·mol－1＝43.8 g，则甲室中气体的质量为43.8 g－33.8 g＝10 g。(3)设氨气的物质的量为x，氢气的物质的量为y，根据其物质的量、质量列方程组为

解得x＝0.4 mol，y＝1.6 mol，所以氨气和氢气的物质的量之比＝0.4 mol∶1.6 mol＝1∶4，其质量之比＝(0.4 mol×17 g·mol－1)∶(1.6 mol×2 g·mol－1)＝17∶8。(4)甲室中NH3的物质的量为0.4 mol，能与0.4 mol HCl反应，剩余气体为2.4 mol，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b会移至“6”处。

Ⅱ.18 mL即18 cm3，每个水分子的体积平均为 cm3，边长为 cm。当液态水变成水蒸气后，每个水分子占据的平均体积为 cm3，简化为立方体模型，其边长为 cm。＝≈11.9。由此可知，100 ℃时水蒸气分子的平均间距大约是液态水分子间距的11.9倍。

答案　Ⅰ.(1)2　(2)10　(3)1∶4　17∶8　(4)6

Ⅱ.11.9

【学科思想】

淘汰为了计算而算的计算题，围绕学科思想设计定量分析过程，这是对新课标中“定性定量素养水平”的理解和深入。

14．根据氨气还原氧化铜的反应，可设计测定铜元素相对原子质量Ar(Cu)(近似值)的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO)，反应完全后测定生成物水的质量m(H2O)，由此计算Ar(Cu)。为此，提供的实验仪器及试剂如下[根据需要可重复选用，加入的NH4Cl与Ca(OH)2的量足以产生使CuO完全还原的氨气]：

请回答下列问题：

(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为______________。

(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置，按气流方向的连接顺序为a→________________(用图中标注的导管口符号表示)。

(3)在本实验中，若测得m(CuO)＝a g，m(H2O)＝b g，则Ar(Cu)＝________。

(4)在本实验中，使测定结果Ar(Cu)偏大的是______(填序号)。

①CuO未完全起反应　②CuO不干燥　③CuO中混有不反应的杂质　④NH4Cl和Ca(OH)2混合物不干燥

(5)在本实验中，还可通过测定__________________和________________或________________和________________达到实验目的。

解析　(2)制取气体→净化气体→主题实验→尾气吸收，所以两次使用D装置，第一次使用是为了干燥氨气，第二次使用是为了吸收生成的水，从而得出生成水的质量，C装置是为了除去尾气中的氨气，还可以防止空气对实验的干扰。(3)Ar(Cu)＝＝＝。(4)①生成水的质量减小，b偏小，结果偏大；②CuO中含有水，b偏大，结果偏小；③使b偏小，结果偏大；④对结果无影响。(5)只要所测数据能计算出铜的质量及氧化铜(或氧化铜中的铜或氧)的物质的量，就符合，如CuO的质量和反应后Cu的质量、CuO的质量和反应前后硬质试管中的质量差，即CuO中氧的质量、CuO的质量和反应后生成N2的体积等。

答案　(1)2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O

(2)e→e→b→b→e→e→c→d

(3)

(4)①③

(5)CuO的质量　反应后Cu的质量　CuO的质量　反应前后硬质试管中的质量差，即CuO中氧的质量(其他合理答案均可)