高中化学人教版 (新课标)必修1第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第2课时习题

这是一份高中化学人教版 (新课标)必修1第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第2课时习题，共17页。试卷主要包含了下列说法正确的是，某容器真空时,称得其质量为60，下列叙述正确的是等内容，欢迎下载使用。

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.(2021浙江杭州学军中学高一期中)下列关于决定物质体积大小的因素的说法不正确的是 (　　)
A.物质的体积大小取决于粒子数目、粒子大小和粒子之间的距离
B.相同条件下,分子数相同的任何气体的体积基本相同
C.同温同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大
2.(2021江苏沛县高一学情调研)能够影响16 g甲烷体积大小的主要因素有 (　　)
A.分子的数目　　　　　　　　B.分子的大小
C.气体的温度　　　　　　　　D.气体的摩尔体积
题组二　气体摩尔体积及其计算
3.(2021重庆万州二中高一月考)下列说法正确的是 (　　)
A.气体摩尔体积约为22.4 L/mol
B.分子数不同的气体,体积有可能相同
C.摩尔质量与气体摩尔体积都只适用于气体
D.摩尔是国际单位制中规定的一个物理量
4.(2020江西南昌八一中学等三校高一上月考)下列有关气体摩尔体积的说法中,正确的是 (　　)
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.若1 mol CH4的体积约为22.4 L,则一定处于标准状况下
C.在标准状况下,1 mol H2O的体积约为22.4 L
D.在标准状况下,11.2 L N2中含有1 mol N原子
5.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,NA为阿伏加德罗常数的值,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　气体摩尔质量的求算
6.(2020安徽宿州灵璧一中月考)某容器真空时,称得其质量为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
7.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
8.(2021内蒙古赤峰二中高一月考)下列叙述正确的是 (　　)
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量一定相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的原子数一定相等
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.相同条件下的一氧化碳和氮气,若体积相等,则质量也相等
9.(2021湖北武汉江夏一中高一月考)同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体,下列叙述中正确的是 (　　)
①分子个数之比为16∶11　　　　　　　　②密度之比为16∶11
③体积之比为16∶11　　　　　　　　④原子个数之比为11∶16
A.①③　　　　　　　　B.①④　　　　
C.②③　　　　　　　　D.②④
10.同温同压下,A容器中充满O2,B容器中充满O3。
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是　　　　。 
(2)若两容器中所含气体原子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是　　　　。 
(3)若两容器的容积之比为3∶2,则O2和O3的物质的量之比为　　　　,质量之比为　　　　,密度之比为　　　　。 
11.(2020吉林长春实验中学高一上月考)(1)在标准状况下有①6.72 L CH4,②3.01×1023个HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是　　　　(填字母)。 
a.体积②>①>③>④　　b.密度②>③>④>①
c.质量②>①>③>④　　d.氢原子个数①>③>④>②
(2)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g。则其中CO2为　　　　mol,CO的体积百分数为　　　　(保留一位小数),混合气体的摩尔质量为　　　　(保留一位小数)。 
(3)某混合气体中各气体的质量分数为O2 32%,N2 28%,CO2 22%,CH4 16%,H2 2%,则此混合气体的平均摩尔质量为　　　　(保留两位小数)。 

能力提升练
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.(疑难1,)下列叙述正确的是 (　　)
①标准状况下,0.2 mol任何物质的体积均为4.48 L
②若1 mol气体的体积为22.4 L,则它一定处于标准状况下
③标准状况下,1 L CO和1 L H2O的物质的量相同
④标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同
⑤28 g CO的体积为22.4 L
⑥两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑦在同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
⑧同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③④　　　　　　　　B.②③⑥⑦⑧
C.④⑦⑧　　　　　　　　D.⑤⑥⑦⑧
2.(双选)(2020河北邯郸鸡泽第一中学月考,疑难1,)下列说法正确的是 (　　)
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积在标准状况下都约为22.4 L
B.标准状况下,H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.在标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D.在标准状况下,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
3.(2021吉林汪清六中高三期中,)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.标准状况下,22.4 L CCl4中所含分子数为NA
C.标准状况下,18 g水所含原子数为3NA
D.常温常压下,32 g O2与O3混合物含有的氧原子数为NA
4.(2021重庆万州二中高一月考,疑难2,)如图所示,一密闭气缸被一不漏气但可滑动的活塞隔开分成两部分。反应前,左边充有N2,右边充有H2、O2的混合气体;20 ℃时,将右边混合气体点燃,反应后冷却到20 ℃,若活塞最终静置于气缸的中央(液体体积忽略不计)。则反应前容器中N2和O2的物质的量之比可能为 (　　)

A.3∶5　　　　B.5∶4　　　　C.2∶7　　　　D.2∶5
5.(2020江西南康中学月考,疑难2,)同温同压下,x g的甲气体和y g的乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述错误的是 (　　)
A.x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比
B.y∶x等于等质量的甲与乙的分子个数之比
C.x∶y等于同温同压下甲与乙的密度之比
D.x∶y等于同温同体积下等质量的甲与乙的压强之比
6.(2020吉林省实验中学高一上期中,)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X) A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.相同条件下,同质量的三种气体,气体密度最小的是Z
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和4 g Z气体,则其压强之比为1∶1
7.(疑难1、2,)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　　　　g·mol-1。 
(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下列装置,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　　　　g·mol-1。 
②气球的体积为　　　　L。 
8.(疑难1、2,)(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为　　　　,可能是　　　　气体。 
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为　　　　。 
(3)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
①若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为　　　　。NH4HCO3的摩尔质量为　　　　。(用含m、d的代数式表示) 
②若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为　　　　(用含ρ的代数式表示)。 
③若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为　　　　　　(用含a、b、c的代数式表示)。 
9.(疑难1、2,)计算并填写以下空白:
(1)在25 ℃、101 kPa的条件下,等质量的CH4和A气体的体积之比为15∶8,则A的摩尔质量为　　　　。 
(2)相同条件下,H2和O2的体积比为a∶b和质量比为a∶b的混合气体,其平均相对分子质量分别是　　　　和　　　　。 


答案全解全
基础过关练
1.C　物质的体积大小由粒子数目、粒子大小和粒子之间的距离决定,故A正确;分子数相同的气体的物质的量相同,则相同条件下分子数相同的任何气体的体积基本相同,故B正确;该结论只适用于气态物质,故C错误;等质量的H2,压强越小、温度越高,气体体积越大,故D正确。
2.C　16 g甲烷的物质的量是1 mol,甲烷是气体,在气体物质的量不变的条件下,影响气体体积的主要因素是气体所处的温度和压强,故选C。
3.B　气体所处的状况不确定,气体摩尔体积不一定是22.4 L/mol,在标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L/mol,A错误;气体的体积与气体分子的数目、温度、压强有关,分子数不同的气体的体积有可能相同,B正确;气体摩尔体积只适用于各种气体,摩尔质量对固体、液体、气体都适用,C错误;物质的量是国际单位制中的基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,D错误。
4.D　未指明标准状况,1 mol O2和1 mol N2所占的体积不一定为22.4 L,A错误;适当改变温度和压强,非标准状况下气体摩尔体积也可以为22.4 L/mol,所以1 mol CH4的体积约为22.4 L时,不一定处于标准状况下,B错误;标准状况下,水不是气体,不能使用标准状况下气体摩尔体积计算水的体积,C错误;标准状况下,11.2 L N2的物质的量为11.2 L22.4 L/mol=0.5 mol,含有1 mol N原子,D正确。
5.答案　(1)22.4mM　(2)M22.4　(3)2mNAM　(4)MNA
解析　(1)该气体的物质的量为mgMg·mol-1=mM mol,在标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,V=n·Vm=mM mol×22.4 L·mol-1=22.4mM L。
(2)标准状况下,ρ=MVm=Mg·mol-122.4 L·mol-1=M22.4 g·L-1。
(3)气体中含有的原子数为mM×2×NA=2mNAM。
(4)一个分子的质量为MNA g。
6.A　根据题意可知,氮气的质量为66.0 g-60.4 g=5.6 g,充满另一气体时,总质量为74.6 g,则该气体的质量为74.6 g-60.4 g=14.2 g,相同条件下相同体积的不同气体的物质的量相等,设该气体的摩尔质量为M,则5.6 g28 g/mol=14.2 gM,解得M=71 g/mol,故选A。
7.答案　(1)7　(2)5.6　(3)1.61　(4)36
解析　CO燃烧发生反应:2CO+O2 2CO2,相同条件下,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28x+44y=18x+y=0.5,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)混合气体中,CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。
(3)混合气体在标准状况下的密度=18 g11.2 L≈1.61 g·L-1。
(4)解法一:M=ρ×22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1。
解法二:M=18 g11.222.4mol=36 g·mol-1;
解法三:M=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。
8.D　同温同压下,相同体积的气体的物质的量相等,选项A错误;根据N=nNA,可知等物质的量的甲烷和一氧化碳的分子数一定相等,但原子数之比为5∶2,选项B错误;未知两种气体的压强和温度,无法比较,选项C错误;相同条件下的一氧化碳和氮气,两者摩尔质量都为28 g/mol,若体积相等,物质的量相等,则质量也相等,选项D正确。
9.D　①同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体分子个数之比=n(SO2)∶n(CO2)=m(SO2)M(SO2)∶m(CO2)M(CO2)=11∶16,①错误;②密度之比为ρ(SO2)∶ρ(CO2)=M(SO2)Vm(SO2)∶M(CO2)Vm(CO2)=16∶11,②正确;③体积之比为V(SO2)∶V(CO2)=n(SO2)∶n(CO2)=11∶16,③错误;④原子个数之比为11∶16,④正确。
10.答案　(1)1∶1　(2)3∶2　(3)3∶2　1∶1　2∶3
解析　(1)根据阿伏加德罗定律的推论知,同温同压下,气体的分子数相等,即气体的物质的量相等,则其体积一定相等。
(2)若两容器中所含气体原子总数相等,则O2和O3的分子数之比为3∶2,即物质的量之比为3∶2,故同温同压下气体的体积之比为3∶2。
(3)根据阿伏加德罗定律的推论知,同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,即O2和O3的物质的量之比为3∶2;此时O2和O3的原子数相等,则O2和O3的质量相等;密度与气体体积成反比,则密度之比为2∶3。
11.答案　(1)bd　(2)0.75　57.1%　34.9 g/mol　(3)22.22 g/mol
解析　(1)结合n=mM、n=VVm、ρ=MVm及分子构成计算。
(2)根据n=VVm计算混合气体物质的量总和,设CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol,根据二者总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量,气体的体积分数等于物质的量分数,根据M=m总n总计算混合气体的摩尔质量。
(3)设气体总质量为100 g,根据质量分数计算各自质量,再根据n=mM计算各自物质的量,根据M=mn计算混合气体的平均摩尔质量。
能力提升练
1.C　①标准状况下,0.2 mol任何气体物质的体积均为4.48 L,故①错误;②若1 mol气体的体积为22.4 L,由于温度、压强未知,则它可能处于标准状况下,也可能不是标准状况下,故②错误;③标准状况下,CO为气体,而H2O不是气体,二者的物质的量不相等,故③错误;④1 g H2的物质的量为1 g2 g/mol=0.5 mol,14 g N2的物质的量为14 g28 g/mol=0.5 mol,二者物质的量相等,标准状况下,二者体积相等,故④正确;⑤28 g CO为1 mol,但不一定处于标准状况下,CO的体积不一定为22.4 L,故⑤错误;⑥标准状况下,两种物质不一定都是气体,它们的物质的量相等,体积不一定相等,故⑥错误;⑦在同温同体积时,气体压强与物质的量成正比,则气体的物质的量越大,压强越大,故⑦正确;⑧同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,也等于相对分子质量之比,即气体的密度与气体的相对分子质量成正比,故⑧正确。
2.AD　在标准状况下,1 mol O2和1 mol N2所占有的体积都约为22.4 L,故A正确;气体摩尔体积的单位是L/mol,标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol,故B错误;标准状况下水不是气体,1 mol H2O的体积不是22.4 L,故C错误;标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L/mol,22.4 L由N2和N2O组成的混合气体物质的量为1 mol,每个N2、N2O分子中都含有2个氮原子,则所含有的氮原子的物质的量为2 mol,故D正确。
3.C　常温常压下Vm不等于22.4 L/mol,所以常温常压下,11.2 L CO2的物质的量不为0.5 mol,所含的原子数不是1.5NA,A错误;标准状况下,CCl4不是气体,不能利用气体摩尔体积计算其物质的量,故B错误;18 g水的物质的量为18 g18 g/mol=1 mol,而1个水分子含有3个原子,则1 mol水中含3NA个原子,故C正确;氧气和臭氧均由氧原子构成,32 g O2与O3混合物中含有的氧原子的物质的量n(O)=32 g16 g/mol=2 mol,氧原子数为2NA,故D错误。
4.A　若N2的物质的量为1 mol,反应前,左右两室的体积之比为1∶3,则反应前右室中H2和O2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,根据反应2H2+O2 2H2O,设H2、O2的物质的量分别为x mol、y mol,若氢气过量,则x-2y=1x+y=3,解得x=73,y=23;若氧气过量,则y-0.5x=1x+y=3,解得x=43,y=53,则反应前容器中N2和O2的物质的量之比可能为3∶5或3∶2,故选A。
5.D　同温同压下,x g的甲气体和y g的乙气体占有相同的体积,由n=VVm可知甲、乙两种气体的物质的量相同,由m=nM可知x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比,故A正确;由A可知,x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比,等质量的甲与乙的分子个数之比应为1x∶1y=y∶x,故B正确;同温同压下,甲与乙的体积相同,质量之比为x∶y,则密度之比为x∶y,故C正确;同温同体积下等质量的甲与乙的物质的量之比为1x∶1y=y∶x,则压强之比为y∶x,故D错误。
6.D　根据题意知三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X) 7.答案　(1)36　(2)0.4NA　(3)①28　②4.48
解析　(1)混合气体的物质的量为8.96 L22.4 L·mol-1=0.4 mol,M=14.4 g0.4mol=36 g·mol-1。
(2)0.4 mol CO和CO2的混合气体中,所含碳原子的物质的量为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,CO的摩尔质量是28 g·mol-1。
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n1+n2=0.428n1+44n2=14.4,解得n1=n2=0.2,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。
8.答案　(1)64　SO2　(2)64　(3)①m2d mol　6d g· mol-1
②22.4ρ g· mol-1　③17a%+44b%+18c%
解析　(1)M=ρVm=(2.857×22.4) g· mol-1≈64 g· mol-1。
(2)M=1.92 g0.672 L22.4 L·mol-1=64 g· mol-1。
(3)因为NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O↑
①根据题意知,M(混)=2d g·mol-1,则n(混)=m2d mol;M(NH4HCO3)=2d×3 g· mol-1=6d g· mol-1。
②M(混)=22.4ρ g· mol-1。
③n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,M(混)=17a%+44b%+18c%。
9.答案　(1)30 g· mol-1　(2)2a+32ba+b　32a+32b16a+b
解析　(1)T、p相同时,气体的体积之比等于物质的量之比,即V(CH4)V(A)=n(CH4)n(A)=158,质量相同,则n(CH4)·M(CH4)=n(A)·M(A),M(A)=n(CH4)n(A)×M(CH4)=158×16 g· mol-1=30 g· mol-1。
(2)相同条件下,若V(H2)∶V(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a∶b,则M=m(总)n(总)=2a+32ba+b g· mol-1,平均相对分子质量为2a+32ba+b;若m(H2)∶m(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a2∶b32,则M=m(总)n(总)=a+ba2+b32 g· mol-1=32a+32b16a+b g· mol-1,平均相对分子质量为32a+32b16a+b。