2022版高考化学一轮复习第1章化学计量在实验中的应用第1节物质的量气体摩尔体积训练含解析

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A．摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质约含有6.02×1023个分子
B．1 ml氧的质量为16 g
C．0.5 ml He约含有6.02×1023个电子
D．2H既可表示2个氢原子又可表示2 ml氢分子
【答案】C
【解析】作为物质的量的单位，ml可以计量微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团等)，每摩尔物质约含有6.02×1023个“粒子”，这里的“粒子”并不一定是分子，A错误；使用“ml”作单位时，所指粒子必须明确，且粒子种类要用适当的符号或化学式表示，“1 ml氧”的说法错误，B错误；2H只表示1个2H原子和2H这种核素，D错误。
2．下列对溶液物质的量浓度、质量分数的理解正确的是( )
A．用100 mL水吸收0.1 ml HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 ml·L－1
B．1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 ml·L－1
C．将25 g胆矾晶体溶于75 g水中所得溶质的质量分数为25%
D．将40 g SO3溶于60 g水中所得溶质的质量分数为49%
【答案】D
3. (2020·安徽阜阳调研)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．22.4 L(标准状况)氖气含有的电子数为10NA
B．0.4 ml NH3与0.6 ml O2在催化剂的作用下充分反应，得到NO的分子数为0.4NA
C．27 g铝中加入1 ml·L－1足量的NaOH溶液，转移的电子数为3NA
D．常温常压下，水蒸气通过Na2O2使其增重2 g时，反应中转移的电子数为NA
【答案】B
【解析】NH3与足量O2反应生成NO，NO还会与过量O2反应，B错误。
4．(2020·河北邢台月考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A．含2.8 g 硅的SiO2晶体中存在的共价键总数为2NA
B．1 L 0.5 ml·L－1 Na3PO4溶液中含有阳离子的总数为1.5NA
C．标准状况下，2.0 g D2O中含有的质子数和中子数均为NA
D．室温时，pH＝12的Ba(OH)2溶液中，氢氧根离子数目为1.0×10－2NA
【答案】C
【解析】含2.8 g硅的SiO2的物质的量为0.1 ml，所以晶体中含有0.4 ml共价键，A错误；Na3PO4溶液中含有Na＋和H＋，B错误；溶液的体积未知，无法计算，D错误。
5．如图所示，①和②为两个体积相同的固定容器，图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是( )
A．若①中的H2为1 ml，则②中所含原子总数为3.01×1023个
B．①和②中气体的质量之比为1∶8
C．H2、O2均能发生化合反应，但不能发生置换反应
D．两容器的温度和压强均相同
【答案】B
【解析】根据图示可知，①和②中H2与O2的分子个数比为2∶1，若H2为1 ml，则O2为0.5 ml，故O原子数目为6.02×1023个，A错误；①和②中H2与O2的分子个数比为2∶1，其物质的量之比为2∶1，所以其质量之比为1∶8，B正确；H2能发生置换反应，如H2与CuO反应，O2也能发生置换反应，如O2与H2S反应，C错误；根据阿伏加德罗定律，①和②两容器体积相同，但气体分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同，D错误。
6．某温度下，物质X2SO4的饱和溶液密度为ρ g/mL，c(X＋)＝c ml/L，溶质的质量分数为a%，溶质的摩尔质量为M g/ml，溶解度为S g，下列表达式正确的是( )
A．c＝(2 000ρa)/M
B．a%＝c/(2 000ρ)
C．M＝(1 000ρa%)/c
D．S＝(100cM)/(2 000ρ－cM)
【答案】D
【解析】X2SO4的浓度为(1 000ρa%)/M ml/L，则c(X＋)＝(2 000ρa%)/M ml/L＝(20ρa)/M ml/L，a%＝Mc/(2 000ρ)，M＝(2 000ρa%)/c，A，B，C均错误；a%＝Mc/(2 000ρ)＝S/(100＋S)，得出S＝100cM/(2 000ρ－cM)，D正确。
7．(2020·安徽桐城中学月考)将H2、O2、N2三种气体分别装在三个相同容器里，当温度和密度相同时，三种气体压强的大小关系正确的是( )
A．p(H2)＝p(O2)＝p(N2)
B．p(H2)> p(N2)>p(O2)
C．p(O2)> p(N2) > p(H2)
D．p(O2)>p(H2)>p(N2)
【答案】B
【解析】温度、容器容积和密度相同时，说明气体的质量相同，因三种气体的摩尔质量M(H2)＜M(N2)＜M(O2)，故三种气体的物质的量n(H2)＞n(N2)＞n(O2)，据阿伏加德罗定律知，压强关系为p(H2)＞p(N2)＞p(O2)，B正确。
[B组·提高练习]
8．在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g/ml)时，压强为1×104 Pa，如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内的压强增至5×104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为( )
A．33×1025 B．3.3×1024
C．7.5×1023D．7.5×1022
【答案】C
【解析】11 g X气体的物质的量是eq \f(11 g,44 g/ml)＝0.25 ml，同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，容器内的压强增至5×104 Pa时，气体的物质的量是1.25 ml，分子数为1.25 ml×NA≈7.5×1023，C正确。
9．一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是( )
A．气球②中装的是O2
B．气球①和气球③中气体分子数相等
C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
【答案】D
【解析】根据阿伏加德罗定律的推论：同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比。四种气体的摩尔质量的大小关系为MSO2>MCO2>MO2>MCH4，所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4，A错误；同质量的气体，分子数之比等于其物质的量之比，也等于其摩尔质量的反比，气球①和气球③中气体分子数不相等，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，B、C均错误；同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，D正确。
10．在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体为13.44 L，质量为20 g，此混合气体中C和O两种原子的物质的量之比是( )
A．3∶7 B．3∶4
C．4∶7D．1∶2
【答案】B
【解析】标准状况下，CO和CO2组成的混合气体13.44 L，它们总的物质的量为eq \f(13.44 L,22.4 L/ml)＝0.6 ml，令CO和CO2的物质的量分别为x ml、y ml，则：有x＋y＝0.6,28x＋44y＝20，解得：x＝0.4，y＝0.2，所以混合气体中C和O两种原子的物质的量之比为(0.4＋0.2)∶(0.4＋2×0.2)＝3∶4，B正确。
11．(2020·广东汕头调研)设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A．标准状况下，2.24 L NO与1.12 L O2混合后所含分子数为0.1NA
B．常温下，1 L pH＝1的H2SO4溶液中含有的H＋数目为0.2NA
C．常温常压下，2 g氦气含有的质子数和电子数均为NA
D．相同条件下，等物质的量的乙醇比乙二醇少NA个氧原子
【答案】C
【解析】标准状况下，2.24 L NO与1.12 L O2的物质的量分别为0.1 ml和0.05 ml，根据反应2NO＋O2===2NO2，二者恰好完全反应生成0.1 ml NO2，由于体系中还存在可逆反应：2NO2＋O2N2O4，则混合后所含分子数小于0.1NA，A错误；常温下，pH＝1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.1 ml/L,1 L该溶液中含有的H＋数目为0.1NA，B错误；氦气是单原子分子，每个氦气中含有2个质子和2个电子，2 g氦气的物质的量为0.5 ml，则含有的质子数和电子数均为NA，C正确；相同条件下，1 ml乙醇(C2H6O)比乙二醇(C2H6O2)少NA个氧原子，但等物质的量不一定是1 ml，D错误。
12．(1)________ml H2O中含有的氧原子数与1.5 ml CO2中含有的氧原子数相等。
(2)将等物质的量的NH3和CH4混合，混合气体中NH3与CH4的质量比为__________。
(3)要使NH3与CH4含相同数目的H原子，则NH3和CH4的物质的量之比为____________。
(4)臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2eq \(――→,\s\up7(放电))2O3。
① 若在上述反应中有30 %的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为____________g/ml(保留一位小数)。
②将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为__________L。
③实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L (标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后(气态全部参加反应)，粉末的质量变为21.6 g，则原混合气中臭氧的体积分数为__________，该混合气体对氢气的相对密度为__________。
【答案】(1)3 (2)17∶16 (3)4∶3
(4)①35.6 ②3 ③50% 20
【解析】 (4)①设原有1 mlO2 ，发生反应的O2为1 ml×30%＝0.3 ml，由反应3O2eq \(――→,\s\up7(放电))2O3知：生成的O3为0.2 ml，故反应后所得混合气体的物质的量为0.2 ml＋(1－0.3)ml＝0.9 ml，因此平均摩尔质量＝eq \f(0.7 ml×32 g/ml＋0.2 ml×48 g/ml,0.7 ml＋0.2 ml)≈35.6 g/ml。②由反应3O2eq \(――→,\s\up7(放电))2O3知反应每消耗3体积O2，会产生2体积的O3，气体体积减少1 L。现在气体体积由反应前8 L变为反应后的6.5 L，气体体积减少8 L－6.5 L＝1.5 L，则其中含有臭氧为1.5 L×2＝3 L。③混合气体的物质的量n＝eq \f(V,Vm)＝eq \f(0.896 L,22.4 L/ml)＝0.04 ml，设臭氧的体积分数为a，根据氧原子守恒：0.04 ml×a×3＋0.04 ml×(1－a)×2＝eq \f(21.6－20,16) ml，解得a＝50%，即其中含有O2、O3的物质的量分别是0.02 ml、0.02 ml，则混合气体的平均相对分子质量＝eq \f(32＋48,2) g/ml＝40 g/ml，该混合气体对氢气的相对密度为D＝M(混)∶M(H2)＝40∶2＝20。
13．欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积为标准状况下的体积)。
填写下列各项(气流从左到右)：
(1)各种仪器连接的先后顺序是________接________、________接________、________接________、________接________(用小写字母表示)。
(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是______________(填序号)。
①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为Va mL；
②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水Vb mL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为__________。
(4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)仔细分析上述实验装置后，经讨论认为结果会有误差，于是又设计了如下图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是__________
__________。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为________mL。
【答案】(1)a h g b c f e d (2)③②④①
(3)eq \f(22.4×1 000m,Va－Vb) (4)偏小
(5)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1－V2
【解析】(1)根据实验目的及各装置的特点分析后可知：利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)综合考虑各实验步骤可知，操作先后顺序为③②④①。
(3)由题意知：
Mg ～ H2
M 22.4 L
m (Va－Vb)×10－3 L
所以M＝eq \f(22.4×1 000m,Va－Vb)。
(4)由于试管B未冷却至室温，导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量偏小。