考点规范练4　物质的量　气体摩尔体积

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考点规范练4　物质的量　气体摩尔体积
一、选择题
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。
A.18 g D2O(重水)中含有10NA个质子
B.78 g苯中含有3NA个碳碳双键
C.1 L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中含有0.1NA个 HCO3-
D.a g某气体含分子数为b,则该气体的摩尔质量为aNAb g·mol-1
2.在标准状况下,m g气体A与n g气体B的分子数目一样多,以下说法不正确的是(　　)。
A.在任意条件下,若两种分子保持原组成,则其相对分子质量之比为m∶n
B.25 ℃、1.05×105 Pa时,两气体的密度之比为n∶m
C.同质量的A、B在非标准状况下,其分子数之比为n∶m
D.相同状况下,同体积的气体A与B的质量之比为m∶n
3.(2021湖南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。
A.18 g H218O含有的中子数为10NA
B.0.1 mol·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA
C.2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
4.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。
A.0.1 mol的氮原子中,含有0.5NA个电子
B.常温常压下,22.4 L甲烷中含4NA个C—H
C.通入1 mol Cl2的新制氯水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
5.(2021重庆育才中学高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)。
A.32 g O2和O3混合物中,含有的氧原子数目一定为2NA
B.11.2 L CH4和O2的混合气体中所含的分子数为0.5NA
C.1 mol·L-1的氨水中,NH3、NH3·H2O、NH4+的总量为NA
D.1 mol Fe和一定量稀硝酸反应,得到的Fe3+数目为NA
6.新装修房屋会释放有毒的甲醛(HCHO)气体,银-Ferrozine法检测甲醛的原理如下:
原电
池中
Ag2OHCHO
　　　　　　　　　　　　　　↓
测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)
下列说法正确的是(　　)。
A.22.4 L CO2中含共价键数目为4NA
B.30 g HCHO被氧化时转移电子数目为2NA
C.该电池总反应的化学方程式为2Ag2O+HCHO4Ag+CO2+H2O
D.理论上,消耗HCHO和消耗Fe3+的物质的量之比为4∶1
7.下列各选项中两种气体所含原子数一定相等的是(　　)。
A.温度相同、体积相同的O2和N2
B.压强相同、体积相同的H2和O2
C.质量相等、密度不等的N2和CO
D.体积相等、密度相等的CO和C2H4
8.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述不正确的是(　　)。
A.10 g质量分数为46%的乙醇溶液中,氢原子的总数为1.2NA
B.5.6 g铁与足量硫加热充分反应转移电子数为0.2NA
C.50 mL 12 mol·L-1浓盐酸与足量二氧化锰加热反应,转移电子数为0.3NA
D.标准状况下,含有1 mol硫原子的SO2与SO3的混合物,其体积小于22.4 L
9.(2021广西南宁高三三模)用次氯酸钠处理氨氮废水的主要化学方程式为3NaClO+2NH3·H2O3NaCl+N2 ↑+5H2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。
A.1 L 1 mol·L-1的NaClO溶液中,ClO-的数目小于NA
B.若反应转移电子6NA,则生成22.4 L N2
C.1 mol氮气中含有共价键数为2NA
D.1 mol重水(2H2O)中含有中子数为12NA
10.(2021广东华南师大附中高三模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(　　)。
A.常温下,在pH=3,体积为2 L的H3PO4溶液中,H+的数目为2×10-3NA
B.电解硫酸铜溶液时,若阳极收集到22.4 L气体,电路中通过电子的数目为4NA
C.1 mol SiC晶体中含有的共价键为2NA
D.0.5 mol KO2中阴离子数为NA
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　)。
A.1 mol铁在1 mol Cl2中燃烧,最终转移的电子数为2NA
B.50 g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子总数为6NA
C.1 mol雄黄(主要成分为As4S4,结构为)中含有8NA个S—As
D.标准状况下,22.4 L CHCl3中含有氯原子的数目为3NA
二、非选择题
12.现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为　　　　 mol。 
(2)该气体所含原子总数为　　　　　　。 
(3)该气体在标准状况下的体积为　　　　　L。 
(4)该气体溶于1 L水中(不考虑反应),形成的溶液中溶质质量分数为　　　　。 
(5)该气体溶于水形成V L溶液,其溶液的物质的量浓度为　　　 mol·L-1。 
13.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下列如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定,装置中溶液足量)。

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。 
14.(1)配制100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸,需要用量筒量取浓硫酸(密度为1.84 g· mL-1,质量分数为98%)的体积为　　　 mL。 
(2)等温等压下,等体积的CO2和O3所含分子个数比为　　 　,原子个数比为　 　　,密度比为　　 　。 
(3)12.4 g Na2R含Na+为0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为　　　　　 　　,R的相对原子质量为　　　　。 
(4)在标准状况下1.7 g氨气所占的体积为　　　 L,它与同条件下　　　 mol H2S含有相同的氢原子数。 
(5)100 mL 0.5 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中含有SO42-　　　　 mol,这些SO42-中所含有的电子数为　　　　。 
15.在面粉中禁止添加过氧化钙(CaO2)等食品添加剂。过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒物质,带有结晶水,通常还含有CaO。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品,灼热时发生如下反应:
2[CaO2·xH2O]2CaO+O2↑+2xH2O,所得O2在标准状况下体积为672 mL,该样品中CaO2的物质的量为　　　　　　　。 
(2)另取同一样品5.42 g,溶于适量稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①样品中CaO的质量为　　　　。 
②样品中CaO2·xH2O的x值为　　　　。 
16.(1)质量相等的两种物质SO2和SO3,两种物质的物质的量之比为　　　,所含氧原子个数之比为　。 
(2)在标准状况下,4.8 g甲烷所占的体积为　　　 L,它与标准状况下　　　 L硫化氢(H2S)含有相同数目的氢原子。 
(3)中和浓度为4 mol·L-1、体积为25 mL的H2SO4溶液,需要NaOH的质量为　　　 g。 
(4)已知8 g A能与32 g B恰好完全反应,生成22 g C和一定量D,现将16 g A与70 g B的混合物充分反应后,生成2 mol D和一定量C,则D的摩尔质量为　　　　 g·mol-1。 

考点规范练4　物质的量　气体摩尔体积
1.D　1 mol D2O(重水)含有10 mol质子,18 g D2O(重水)物质的量小于1 mol,故A项错误。苯分子中不含碳碳双键,B项错误。溶液中的HCO3-存在着水解和电离,故1 L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中含有HCO3-、CO32-和H2CO3分子共0.1NA个,C项错误。a g气体物质的量为bNA mol,则气体摩尔质量为aNAb g·mol-1,D项正确。
2.B　分子数相同的气体,物质的量相同,即mMA=nMB,则MAMB=mn,A项正确。温度压强相同,Vm相同,两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比,即为m∶n,B项错误。A与B相对分子质量之比为m∶n,同质量时分子数之比等于n∶m,C项正确。相同状况下,同体积A与B的物质的量相同,则质量之比等于摩尔质量之比,即为m∶n,D项正确。
3.D　A项,一个H218O分子中含有10个中子,而H218O的摩尔质量是20 g·mol-1,所以20 g H218O含有的中子数为10NA,A项错误;B项,由于没有给出高氯酸溶液的体积,所以无法计算氢离子的个数,B项错误;C项,2 mol一氧化氮和1 mol氧气可完全反应生成2 mol二氧化氮,但二氧化氮和四氧化二氮之间又存在平衡2NO2N2O4,所以最后气体的分子数小于2NA,C项错误;在标准状况下,11.2 L甲烷的物质的量为0.5 mol,22.4 L氯气的物质的量为1 mol,反应前物质的量之和为1.5 mol。根据氯气和甲烷发生取代反应的过程和原理可知无论反应如何进行,分子总数保持不变,即生成物的物质的量之和始终为1.5 mol,D项正确。
4.D　1个N原子含有7个电子,则0.1 mol氮原子中,含有0.7NA个电子,A项错误。常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 L·mol-1,不能用22.4 L·mol-1计算22.4 L甲烷的物质的量,B项错误。新制氯水中,1 mol Cl2未完全溶解,故溶液中HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA,C项错误。H2+I22HI,反应前后分子总数不变,故0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA,D项正确。
5.A　32 g O2和O3混合物中,含有的氧原子数目为32 g×NAmol-116 g·mol-1=2NA,故A项正确;混合气体没有指明标准状况下,因此无法计算物质的量,故B项错误;1 mol·L-1的氨水中,没有说溶液的体积,无法计算物质的量,故C项错误;1 mol Fe和一定量稀硝酸反应,硝酸是否过量没有说,故D项错误。
6.C　A项,未指明标准状况,CO2结构式为OCO,22.4 L CO2中含共价键数目不是4NA;B项,HCHO被氧化生成CO2,30 g HCHO(即1 mol)转移电子数目为4NA;D项,银-Ferrozine法原理为水合氧化银能氧化甲醛并被还原为Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,根据电子守恒定律,消耗HCHO和消耗Fe3+的物质的量之比为1∶4。
7.C　温度、体积相同条件下,压强不一定相等,则两气体的物质的量不一定相等,二者都是双原子分子,故含有的原子数目不一定相等,A项错误。压强、体积相同条件下,二者所处温度不一定相等,则原子数不一定相等,B项错误。氮气和一氧化碳的摩尔质量相等,质量相等时二者物质的量相等,二者都是双原子分子,故原子数一定相等,C项正确。体积和密度相等,则两气体的质量相等,由于二者摩尔质量相等,故二者的物质的量相等,由于二者分子中原子数之比为1∶3,故含有原子数目之比为1∶3,D项错误。
8.C　乙醇溶液中除乙醇含有氢原子外,溶剂水中也含有氢原子,即氢原子总数等于乙醇中的氢原子数和水中的氢原子数之和,共1.2NA,A项正确。5.6 g铁为0.1 mol,与足量的硫反应,生成0.1 mol FeS,转移电子0.2NA,B项正确。50 mL 12 mol·L-1浓盐酸的物质的量为0.6 mol,随反应的进行浓盐酸变稀,反应停止,即0.6 mol浓盐酸不能完全反应,转移电子数小于0.3NA,C项错误。在标准状况下SO3为固态,所以SO2的物质的量小于1 mol,混合物体积小于22.4 L,D项正确。
9.A　1 L 1 mol·L-1的NaClO溶液中含有溶质NaClO的物质的量为1 mol,由于ClO-会发生水解,所以其物质的量小于1 mol,则ClO-的数目小于NA,A项正确;未指明外界条件是在标准状况下,因此不能确定体积为22.4 L N2的物质的量是1 mol,B项错误;氮气分子中含有N≡N,所以1 mol氮气中含有共价键数为3NA,C项错误;2H2O分子中含有中子数目是10,则1 mol 2H2O中含有中子数为10NA,D项错误。
10.A　常温下,在pH=3,体积为2 L的H3PO4溶液中,c(H+)=1×10-3 mol·L-1,H+的物质的量为1×10-3 mol·L-1×2 L=2×10-3 mol,数目为2×10-3NA,故A项正确;没有说明是否为标准状况,无法计算22.4 L气体的物质的量,故B项错误;SiC晶体中1个Si原子与4个C原子形成4条共价键,故1 mol SiC晶体中含有4 mol共价键,故C项错误;KO2由O2-和K+构成,故0.5 mol KO2中阴离子的数目为0.5NA,故D项错误。
11.D　1 mol铁在1 mol Cl2中燃烧,铁过量,1 mol Cl2完全反应全部变成Cl-,所以转移2NA电子,故A项正确。50 g质量分数为46%的乙醇水溶液中乙醇有50 g×46%46 g·mol-1=0.5 mol,另外还有50 g×(1-46%)18 g·mol-1=1.5 mol水,故氢原子总数为(0.5 mol×6+1.5 mol×2)×NA=6NA,故B项正确。一个分子中含有8个S—As,所以1 mol雄黄含有8NA个S—As,故C项正确。标准状况下,CHCl3为液态,22.4 L CHCl3的物质的量不是1 mol,故D项错误。
12.答案 (1)mM　(2)2mNAM　(3)22.4mM　(4)100mm+1 000%　(5)mMV
解析 (1)m g该气体的物质的量n=mM mol。
(2)含有原子的物质的量为mM mol×2=2mM mol,该气体所含原子总数为N=2mM×NA=2mNAM。
(3)m g该气体在标准状况下的体积为V=n×22.4 L·mol-1=22.4 L·mol-1×mM mol=22.4mM L。
(4)该气体溶于1 L水中(不考虑反应),1 L水的质量约为1 000 g,则该溶液中溶质质量分数为w=mm+1 000×100%=100mm+1 000%。
(5)该气体溶于水后形成V L溶液,其溶液中溶质的物质的量浓度为c=nV=mMV mol·L-1=mMV mol·L-1。
13.答案 (1)36 g·mol-1　(2)0.4NA　(3)①28 g·mol-1　②2.8NA　③4.48
解析 (1)标准状况下混合气体物质的量n=8.96 L22.4 L·mol-1=0.4 mol,则混合气体的平均摩尔质量=14.4 g0.4mol=36 g·mol-1。
(2)CO2和CO分子中都含有1个C原子,混合气体的物质的量为0.4 mol,则C原子的物质的量为0.4 mol,所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。
(3)①混合气体通过NaOH溶液时CO2气体被吸收,再通过浓硫酸干燥,气球中收集到的气体为纯净的CO气体,其摩尔质量为28 g·mol-1。
②设混合气体中CO的物质的量为n,则CO2物质的量为0.4 mol-n,根据混合气体的质量可得28 g·mol-1×n+44 g·mol-1(0.4 mol-n)=14.4 g,解得n=0.2 mol,CO分子中含有14个电子,所以0.2 mol CO含有2.8NA个电子。
③气球收集的CO物质的量为0.2 mol,标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1 =4.48 L。
14.答案 (1)5.4　(2)1∶1　1∶1　 11∶12
(3)62 g·mol-1　16　(4)2.24　0.15　(5)0.05
2.5NA或1.505×1024
解析 (1)配制100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸,需要用量筒量取浓硫酸(密度为1.84 g· mL-1,质量分数为98%)的体积为0.1 L×1mol·L-1×98 g·mol-11.84 g·mL-1×98%=5.4 mL。
(2)等温等压下,等体积的CO2和O3的物质的量相等,则所含分子个数比为1∶1,根据分子式可知原子个数比为3∶3=1∶1,密度比为摩尔质量之比,即为44∶48=11∶12。
(3)12.4 g Na2R含Na+为0.4 mol,则Na2R物质的量是0.2 mol,Na2R摩尔质量为12.4 g0.2mol=62 g·mol-1,R的相对原子质量为62-2×23=16。
(4)在标准状况下1.7 g氨气所占的体积为1.7 g17 g·mol-1×22.4 L·mol-1=2.24 L;其中氢原子的物质的量是0.3 mol,它与同条件下0.3 mol÷2=0.15 mol H2S含有相同的氢原子数。
(5)100 mL 0.5 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中含有SO42-的物质的量是0.1 L×0.5 mol·L-1=0.05 mol,1个SO42-含有50个电子,则这些SO42-中所含有的电子数为2.5NA或1.505×1024。
15.答案 (1)0.06 mol　(2)①0.56 g　②12
解析 (1)n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=2n(O2)=2×672 mL22 400 mL·mol-1=0.06 mol。
(2)①n(Ca2+)总=n(CaCO3)=7.0 g100 g·mol-1=0.07 mol。
m(CaO)原=(0.07 mol-0.06 mol)×56 g·mol-1=0.56 g
②x=5.42 g-0.56 g-0.06mol×72 g·mol-118 g·mol-1×0.06 mol=12。
16.答案 (1)5∶4　5∶6　(2)6.72　13.44　(3)8.0　(4)18
解析 (1)SO2和SO3的摩尔质量之比为4∶5,则质量相同时其物质的量之比为5∶4。(4)根据质量守恒定律,8 g A与32 g B恰好完全反应,生成22 g C和18 g D;则16 g A与70 g B(过量)充分反应后,生成36 g D,2 mol D的质量为36 g,则D的摩尔质量是18 g·mol-1。