2021学年第三节 物质的量第2课时综合训练题

第2课时　气体摩尔体积

基础过关练

题组一　影响物质体积大小的因素

1.(2020浙江嘉兴一中、湖州中学高一期中联考)在标准状况下,气体的体积大小主要取决于(　　)

A.分子数目 B.分子间距

C.分子体积 D.分子种类

2.下列叙述正确的是(　　)

A.一定温度、压强下,气体体积由其分子数的多少决定

B.一定温度、压强下,气体体积由其分子数和分子的大小决定

C.固体的体积大小取决于分子间距离的大小

D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不相等

题组二　气体摩尔体积及其计算

3.(2020山东烟台二中高一月考)在标准状况下相同体积的下列气体,其质量最大的是(　　)

A.N2 B.SO2 C.CO2 D.CH4

4.(2020宁夏育才中学高一月考)下列有关气体体积的描述中,不正确的是(　　)

A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积

B.标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L

C.同温同压下,相同体积的气体单质,它们的物质的量必相等

D.任何条件下,等物质的量的二氧化碳和一氧化碳所含的分子数必相等

5.(2020陕西西安电子科技大学附中高一期末)同温同压下,同体积的甲、乙两种气体的质量之比是17∶14。若乙气体是CO,则甲气体是(　　)

A.H2S B.HCl C.NH3 D.Cl2

6.(2020山东菏泽一中高一月考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)

①标准状况下,11.2 L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为NA

②同温同压下,相同体积的氢气和氩气所含的分子数相等

③标准状况下,22.4 L H2O中分子数为NA

④32 g O2和O3混合气体中含有原子数为2NA

A.①②③④ B.①②④

C.①③④ D.②③④

7.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数的值为NA,则:

(1)该气体在标准状况下的体积为　　　　L; 

(2)该气体在标准状况下的密度为　　　　g·L-1; 

(3)该气体所含的原子总数为　　　　个; 

(4)该气体的一个分子的质量为　　　　g。 

题组三　气体摩尔体积的求算

8.(2020安徽阜阳三中高一调研)给出下列条件,无法确定该物质摩尔质量的是(　　)

A.已知气体在标准状况时的密度

B.已知物质的体积和质量

C.已知物质的质量和物质的量

D.已知物质一个分子的实际质量

9.CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。

(1)混合气体中CO的质量是　　　　g; 

(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是　　　　L; 

(3)混合气体在标准状况下的密度是　　　　g·L-1; 

(4)混合气体的平均摩尔质量是　　　　g·mol-1。 

题组四　阿伏加德罗定律

10.利用阿伏加德罗定律及其推论,判断下列说法正确的是(　　)

A.同温同压下,两种气体的体积之比等于摩尔质量之比

B.同温同压下,两种气体的物质的量之比等于密度之比

C.同温同压下,两种质量相同的气体的体积之比等于摩尔质量之比

D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比

11.(2020浙江嘉兴一中、湖州中学高一期中联考)在0 ℃、1.01×105 Pa下,有关H2、O2、CH4三种气体的叙述正确的是(　　)

A.等体积的三种气体,其物质的量之比等于相对分子质量之比

B.三种气体的密度之比等于摩尔质量之比

C.等质量的三种气体,其体积之比等于相对分子质量之比

D.等体积、等密度的三种气体的物质的量之比等于相对分子质量之比

12.(2020福建华安一中、龙海二中高一联考)同温同压下,等体积的NH3和CH4两种气体,下列有关说法错误的是(　　)

A.所含分子数相同

B.质量之比为16∶17

C.密度之比为17∶16

D.所含氢原子物质的量之比为3∶4

能力提升练

题组一　气体摩尔体积的计算

1.(双选)()设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是(　　)

A.常温常压下,11.2 L CO2所含的原子数为1.5NA

B.常温常压下,48 g O3含有的氧原子数为3NA

C.标准状况下,22.4 L H2O所含分子数为NA

D.标准状况下,22.4 L H2中所含原子数为2NA

2.(2020山东菏泽一中高一月考,)如果a g某气体中所含有的分子数为b,则c g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.

3.(2020天津耀华中学高一期中,)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是(　　)

①0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等

②标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L

③通常状况下,NA个CO2分子占有的体积为22.4 L

④常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA

⑤常温下,4.4 g的CO2和N2O(不反应)混合物中所含有的电子数为2.2NA

⑥标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为NA

⑦在常温常压下,1 mol O2含有的原子数为2NA

A.①②③⑦ B.②④⑤⑦

C.①③⑤⑦ D.②③④⑥

4.(2019湖南师大附中高一上月考,)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。请回答下列问题:

(1)该混合气体的平均摩尔质量为　　　　。 

(2)该混合气体中碳原子的个数为　　　　(用N A表示阿伏加德罗常数的值)。 

(3)将该混合气体依次通过如下图所示装置,最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。

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的电子总数为　　　　(用 NA表示阿伏加德罗常数的值); 

③标准状况下气球中收集到的气体的体积为　　　　L。 

题组二　阿伏加德罗定律的应用

5.(2020河北承德一中高一月考,)如图所示,相同状况下,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四个气球中所含原子数与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是(　　)

6.(2020山东烟台二中高一月考,)某物质A在一定条件下加热完全分解,产物都是气体。分解方程式为4A B↑+2C↑+2D↑,测得生成的混合气体对氢气的相对密度为2d,则A的相对分子质量为(　　)

A.7d B.5d C.2.5d D.2d

7.(2020江西南昌二中高一月考,)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是　　(　　)

A.充入的CO分子数比CO2分子数少

B.甲容器的体积比乙容器的体积小

C.CO的气体摩尔体积比CO2的气体摩尔体积小

D.甲容器中CO的密度比乙容器中CO2的密度小

8.(2020吉林长春实验中学高一月考,)同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列说法错误的是(　　)

A.所占的体积由大到小的顺序是:H2>CH4>O2>CO2>SO2

B.所含分子数由多到少的顺序是:H2>CH4>O2>CO2>SO2

C.所含的电子数由多到少的顺序是:SO2>CO2>O2>CH4>H2

D.密度由大到小的顺序是:SO2>CO2>O2>CH4>H2

9.(2019江西南昌二中高一上月考,)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气,此时活塞的位置如图所示。

(1)A室混合气体所含分子总数为　　　　。 

(2)实验测得A室混合气体的质量为34 g,则该混合气体的密度是同温同压条件下氢气密度的　　　　倍。 

(3)若将A室中H2、O2的混合气体点燃,反应后恢复原温度,最终活塞停留的位置在　　　　处,容器内气体压强与反应前气体压强之比为　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.A　影响气体体积的因素有分子数目、气体分子的大小、气体分子间的距离,气体没有固定的形状,气体分子间的距离远远大于分子的体积,分子的体积可忽略,标准状况下,气体分子间的距离相等,气体体积主要取决于分子数目,故选A。

2.A　由于气体分子间的距离远大于分子的体积,故一定温度、压强下,气体体积由其分子数的多少决定,A项正确、B项错误;固体的体积大小主要取决于分子数目和分子的体积,C项错误;不同的气体,若体积不相等,它们所含的分子数可能相等也可能不相等,D项错误。

3.B　在标准状况下相同体积的气体,含有相同数目的分子,则根据n==可知,在分子数相同的条件下,气体的摩尔质量越大,气体的质量越大。N2、SO2、CO2、CH4的摩尔质量分别是28 g·mol-1、64 g·mol-1、44 g·mol-1、16 g·mol-1,所以质量最大的是SO2,选B。

4.B　气体摩尔体积即单位物质的量的气体所占的体积,故A不选;标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L/mol,故B选;根据阿伏加德罗定律,在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,分子数相同,物质的量相同,故C不选;根据N=nNA,二氧化碳和一氧化碳的物质的量相同,则所含的分子数一定相同,故D不选。

5.A　同温同压下,同体积的气体的物质的量相等,则甲、乙的质量之比等于摩尔质量之比。乙气体为一氧化碳,摩尔质量为28 g/mol,所以甲气体的摩尔质量为34 g/mol,硫化氢的摩尔质量是34 g/mol,故A项正确。

6.B　①标准状况下,11.2 L以任意比例混合的氮气和氧气的物质的量为=0.5 mol,而二者均为双原子分子,故0.5 mol氮气和氧气的混合气体中含有原子的物质的量为1 mol,个数为NA,故①正确;②根据阿伏加德罗定律可知,在同温同压下,相同体积的任何气体所含的分子数相同,故②正确;③标准状况下,水不是气体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故③错误;④O2和O3均由氧原子构成,32 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子的物质的量为=2 mol,则含氧原子个数为2NA,故④正确。

7.答案　(1)　(2)　(3)　(4)

解析　(1)该气体的物质的量为= mol,在标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,V=n·Vm= mol×22.4 L·mol-1= L。

(2)标准状况下,ρ=== g·L-1。

(3)气体中含有的原子数为×2×NA=。

(4)一个分子的质量为 g。

8.B　标准状况下,气体摩尔体积是22.4 L/mol,根据ρ=,能计算出其摩尔质量,故A不符合题意。根据M=Vm·,已知物质的体积和质量,但不知气体摩尔体积,无法计算其摩尔质量,故B符合题意。根据M=,已知物质的质量和物质的量,能计算其摩尔质量,故C不符合题意。单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,已知物质一个分子的实际质量,可求出该物质的摩尔质量,故D不符合题意。

9.答案　(1)7　(2)5.6　(3)1.61　(4)36

解析　CO燃烧发生反应:2CO+O2 2CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则,解得x=0.25,y=0.25。

(1)混合气体中CO的质量=28 g·mol-1×0.25 mol=7 g。

(2)原混合气体中,CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。

(3)原混合气体的密度=≈1.61 g·L-1。

(4)解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;

解法二:==36 g·mol-1;

解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1;

故混合气体的平均摩尔质量为36 g·mol-1。

10.D　同温同压下,两种气体的体积之比等于其物质的量之比,A不正确;同温同压下,两种气体的物质的量之比等于其体积之比,也等于其分子数之比,B不正确;同温同压下,两种质量相同的气体的体积与其摩尔质量成反比,C不正确;同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于其压强之比,D正确。

11.B　A项,同温同压下,等体积的三种气体的物质的量相同,故A错误;B项,同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,故B正确;C项,等质量的三种气体,根据n=,其物质的量与摩尔质量成反比,同温同压下,体积之比等于物质的量之比,因此体积与相对分子质量成反比,故C错误;D项,等体积、等密度的三种气体的质量相同,根据n=,三种气体的物质的量与摩尔质量成反比,故D错误。

12.B　同温同压下,相同体积的氨气和甲烷所含分子数相同,A项正确;同温同压下,等体积的氨气和甲烷的物质的量相同,其质量与摩尔质量成正比,所以其质量之比为17∶16,B项错误;同温同压下,气体的密度与摩尔质量成正比,所以其密度之比为17∶16,C项正确;同温同压下,等体积的氨气和甲烷的物质的量相同,一个氨气分子中含有3个H,一个甲烷分子中含有4个H,所以所含氢原子物质的量之比为3∶4,D项正确。

能力提升练

1.BD　A项,常温常压下气体摩尔体积不是22.4 L/mol,错误;B项,48 g O3的物质的量为1 mol,氧原子数为3NA,正确;C项,标准状况下,水不是气体,错误;D项,标准状况下,22.4 L H2的物质的量为1 mol,所含原子数为2NA,正确。

2.A　a g某气体中所含有的分子数为b,利用n==,推出该气体的摩尔质量为 g·mol-1,c g该气体的物质的量为 mol,则c g该气体在标准状况下的体积为 L,故A正确。

3.B　①未指明是否在标准状况下,11.2 L O2的物质的量不一定是0.5 mol,故①错误;②CO与N2的摩尔质量都是28 g/mol,28 g CO与N2的混合气体的物质的量是1 mol,标准状况下的体积约为22.4 L,故②正确;③NA个CO2分子的物质的量是1 mol,标准状况下的体积是22.4 L,故③错误;④92 g的NO2和N2O4混合气体中含有“NO2”的物质的量为=2 mol,含有的原子数2×3×NA=6NA,故④正确;⑤CO2和N2O的一个分子中都含有22个电子,CO2和N2O的摩尔质量都是44 g/mol,则4.4 g的CO2和N2O(不反应)混合物中所含有的电子数为×22×NA=2.2NA,故⑤正确;⑥标准状况下,H2O不是气体,故⑥错误;⑦1个O2分子含有2个氧原子,1 mol O2含有的原子数为2NA,故⑦正确;选B。

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

解析　(1)气体的物质的量为=0.4 mol,该混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。(2)设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则x+y=0.4,根据混合物的质量为14.4 g可得28x+44y=14.4,解得:x=0.2、y=0.2,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol碳原子即0.4NA个。(3)将混合气体依次通过题图装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO,摩尔质量为28 g·mol-1;②一个CO分子中含有14个电子,CO的物质的量为0.2 mol,则含电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA;③气球中的气体为CO,标准状况下其体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。

5.C　相同状况下,体积相同的任何气体的分子数相同。Ar是单原子分子,O3是三原子分子,它们组成的混合气体的原子数只有在分子个数比为1∶1时才和HCl气球中所含原子数相同,A错误;H2、CO均是双原子分子,但NH3是四原子分子,CO2是三原子分子,B和D气球中所含的原子数一定比HCl气球中所含原子数多,B、D均错误;HCl是双原子分子,N2、O2也都是双原子分子,C气球中所含的原子数与HCl气球中所含原子数相同,C正确。

6.B　混合气体与A的物质的量之比为5∶4,所以A的相对分子质量为2×2d×=5d。

7.D　温度、压强相同条件下,根据n=可知,相同质量时其物质的量与其摩尔质量成反比,CO、CO2的摩尔质量分别是28 g/mol、44 g/mol,所以二者的物质的量之比为44 g/mol∶28 g/mol=11∶7,根据N=nNA知,二者的分子数之比等于其物质的量之比,为11∶7,所以CO分子数比CO2分子数多,A错误;根据V=nVm知,相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以甲容器的体积比乙容器的体积大,B错误;温度和压强相等,气体摩尔体积相等,所以CO、CO2的气体摩尔体积相等,C错误;根据ρ=可知,相同条件下,其密度之比等于摩尔质量之比,所以甲容器中CO的密度比乙容器中CO2的密度小,D正确。

8.C　根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,同温同压下,体积与物质的量成正比,则质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,所占的体积由大到小的顺序是:H2>CH4>O2>CO2>SO2,故A正确;根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,分子数越少,则同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2,分子数由多到少的顺序是:H2>CH4>O2>CO2>SO2,故B正确;各取m g CO2、H2、O2、CH4、SO2,五种气体含电子数分别为:×22、×2、×16、×10、×32,所含的电子数由多到少的顺序是:H2>CH4>CO2=O2=SO2,故C错误;同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体的摩尔质量由小到大的顺序是:H2<CH4<O2<CO2<SO2,则密度由大到小的顺序是:SO2>CO2>O2>CH4>H2,故D正确。

9.答案　(1)1.204×1024　(2)8.5　(3)2　1∶2

解析　(1)相同条件下,气体物质的量之比等于体积之比,即A中混合气体的物质的量为2 mol,含有气体分子数为1.204×1024。(2)相同条件下,密度之比等于其摩尔质量之比,混合气体的摩尔质量为34 g/2 mol=17 g·mol-1,混合气体的密度是同温同压下氢气密度的8.5倍。(3)n(H2)+n(O2)=2 mol,[2 g·mol-1×n(H2)+32 g·mol-1×n(O2)]÷[n(H2)+n(O2)]=17 g·mol-1,解得n(H2)=n(O2)=1 mol,点燃后发生反应2H2+O2 2H2O,氧气有剩余,剩余氧气的物质的量为0.5 mol,空气物质的量为1 mol,因此隔板停留在2处;原来气体总物质的量为3 mol,反应后气体总物质的量为1.5 mol,同温同体积条件下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,即反应后气体压强与反应前气体压强之比等于1.5∶3=1∶2。