高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量习题

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第三节 物质的量
第2课时 气体摩尔体积
1．（2021·上海师范大学附属中学闵行分校高一期中）关于决定物质体积的因素，说法错误的是
A．物质的体积取决于微粒数目、微粒大小和微粒间距
B．同温同压下，相同体积的任何气体具有相同数目的分子
C．同温同压下，1ml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
【答案】C
【分析】决定物质体积大小的因素有粒子数目、微粒之间的距离和粒子的大小，但决定气体体积大小的因素是粒子数目和微粒之间的距离，决定液体和固体体积大小的因素是粒子数目和微粒大小。
【详解】A．决定物质体积大小的因素有粒子数目、微粒之间的距离和粒子的大小，但气体中气体微粒之间距离越远大于微粒直径，所以微粒直径大小可以忽略不计，则决定气体体积大小的因素是粒子数目和粒子间距离，故A正确；
B．相同条件下，粒子数相同的任何气体，微粒平均距离相同，所以都具有相同体积，故B正确；
C．固体中微粒之间的距离很小，决定固体体积大小的因素是粒子数和粒子的大小，同温同压下，1ml任何气体所占有的体积均相同，故C错误；
D．气态方程分析，PV=nRT，等质量的H2，物质的量相同，压强越小、温度越高，气体所占体积越大，故D正确；
故选：C。
2．（2021·山西朔州·高一期末）下列有关气体的叙述中，错误的是 ( )
A．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数肯定不同
B．在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4L·ml-1
C．当分子数目相同时，气体体积的大小主要取决于气体分子之间的距离
D．气态物质没有固定的形状，且容易被压缩
【答案】A
【详解】A、气体的体积受温度、压强、分子数多少的影响，若未说明气体体积的条件，则无法知道它们所含有的分子数的多少，A错误；
B、对气体来说，影响体积的主要因素是温度、压强、分子数的多少，若气体的分子数是NA个，则影响体积的主要因素就是温度和压强，当温度、压强相同时，气体的体积就相同，若是在标准状况下，则气体的摩尔体积约为22.4L·ml-1，B正确；
C、气体分子在较大的空间运动，通常情况下，分子之间的间隔是它直径的10倍，运动空间是它本身大小的1000倍，故可忽略分子本身的大小，影响气体体积的因素也就是分子数的多少和分子之间的间隔的大小，C正确；
D、气态物质由于分子之间的间隔较大，可以压缩或扩大，因而没有固定的形状，且容易被压缩，D正确；
故选A。
3．（2022·浙江省普陀中学高一阶段练习）标准状况下，2.8g CO的体积约为
A．2.24LB．22.4LC．1.12LD．11.2L
【答案】A
【详解】根据n=，可知2.8g CO的物质的量为=0.1ml，根据n=，可知2.8g CO的体积V=n×Vm=0.1ml×22.4L/ml=2.24L，A符合题意；
故选A。
4．（2021·上海师范大学附属外国语中学高一期中）NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A．在标准状况下，1ml水的体积约为22.4L
B．标准状况下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
C．常温常压下，11.2L氧气所含原子数为NA
D．16g氧气中所含氧分子数为0.5NA
【答案】D
【详解】A．标准状况下，水不是气体，无法利用气体摩尔体积计算其体积，A错误；
B．标准状况下，相同体积的任何气体单质的物质的量相同，但所含原子数不一定相同，如等物质的量的O2和O3，所含原子数不同，B错误；
C．常温常压下，气体摩尔体积未知，无法计算氧气的物质的量，也就无法计算原子数，C错误；
D．16g氧气的物质的量为=0.5ml，所含氧分子数为0.5NA，D正确；
答案选D。
5．（2022·福建省连城县第一中学高一学业考试）下列物质所含分子数最多的是
A．标准状况下3.36L CO2
B．5.1gNH3(NH3的摩尔质量是17g·ml-1)
C．0.2 ml Cl2
D．0.25NA个CO2(NA为阿伏加德罗常数)
【答案】B
【分析】根据公式n=知，气体的分子数与物质的量呈正比，据此分析解答。
【详解】A．标准状况下气体摩尔体积为22.4L/ml，3.36L CO2的物质的量为：=0.15ml；
B．NH3的摩尔质量是17g·ml-1，5.1gNH3的物质的量为：=0.3ml；
C．Cl2的物质的量为0.2 ml；
D．0.25NA个CO2的物质的量为：0.25 ml；
所以上述四种物质中含有分子数最多的是B，答案选B。
6．（2021·湖南师大附中高一期末）最近，全国的雾霾天气对环境造成了严重影响，C市开展了臭氧的监测。下列有关说法正确的是
A．臭氧的摩尔质量是48g
B．常温常压下，1ml臭氧体积为22.4L
C．48g臭氧中含有3×6.02×1023个氧原子
D．1ml臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023
【答案】C
【详解】A．摩尔质量的单位是g⋅ml−1，臭氧的摩尔质量是48g⋅ ml−1，A错误；
B．常温常压，不能根据22.4L/ml计算气体的体积，B错误；
C．48g臭氧的物质的量为=1ml，1mlO3中含有3×6.02×1023个氧原子，C正确；
D．一个臭氧分子含有8×3=24个电子，1.00ml臭氧中含有电子总数为24×6.02×1023，D错误；
故选D。
7．（2021·上海师范大学附属外国语中学高一期中）标准状态下，与19.6g硫酸所含氧原子数相等的二氧化硫气体的体积是
A．4.48LB．8.96LC．11.2LD．22.4L
【答案】B
【详解】19.6g硫酸的物质的量n==0.2ml，氧原子的物质的量为0.8ml，而二氧化硫所含氧原子数与19.6g硫酸所含氧原子数相等，则二氧化硫中氧原子的物质的量也为0.8ml，二氧化硫的物质的量为=0.4ml，标准状况下0.4ml二氧化硫的体积为，
答案选B。
8．（2021·云南省昆明市第十中学高一阶段练习）以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础。下列与物质的量相关的计算正确的为
A．现有CO、CO2、O3种气体，它们分别都含有，则三种气体的物质的量之比3∶2∶1
B．和中含有碳原子数一定相等
C．标准况下，气体分子质量为32g，则X气体的摩尔质量为64
D．中有b个氯原子，则阿伏加德罗常数的数值可以表示为
【答案】D
【详解】A．设一氧化碳、二氧化碳和臭氧的物质的量分别为xml、yml、zml，由三种气体含有的氧原子个数都为1ml可得：x=2y=3z，则三种气体的物质的量之比3∶2∶1=6：3：2，故A错误；
B．缺标准状况，无法计算4.48L二氧化碳的物质的量和含有的碳原子数，故B错误；
C．摩尔质量的单位为g/ml，则X气体的摩尔质量为64g/ml，故C错误；
D．ag氯气的物质的量为ml，含有的原子个数为ml×NAml—1=b，则阿伏加德罗常数NA的数值可以表示为，故D正确；
故选D。
9．（2021·上海市曹杨中学高一期中）下列说法正确的是
A．在常温常压下，11.2 L氦气含有的分子数为0.5NA
B．在常温常压下，1 ml氦气含有的原子数为2NA
C．32 g氧气所含的原子数为NA
D．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的分子数目相同
【答案】D
【详解】A．在常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L/ml，11.2 L氦气的物质的量小于0.5 ml，则其中含有的分子数小于0.5NA，A错误；
B．氦气分子是单原子分子，则在常温常压下，1 ml氦气含有的原子数为NA，B错误；
C．32 g氧气的物质的量是1 ml，由于O2是双原子分子，则其中所含的原子数为2NA，C错误；
D．根据阿伏伽德罗定律可知：在同温同压下，气体摩尔体积相同，若任何气体单质体积相同，则其中所含的分子数目相同，D正确；
故合理选项是D。
10．（2021·上海·南洋中学高一期中）下列各组数据中，前者刚好是后者两倍的是
A．2 ml水的摩尔质量和1 ml水的摩尔质量
B．32 gN2O4的氮原子的物质的量和32 gNO2氮原子的物质的量
C．32 g二氧化硫中氧原子数和标准状况下11.2 L一氧化碳中氧原子数
D．22.4LN2的分子数和11.2LO2的分子数
【答案】C
【详解】A．摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量，2 ml水的摩尔质量和1 ml水的摩尔质量都是18g/ml，A不符合题意；
B．32 gN2O4的氮原子的物质的量为ml，32 gNO2氮原子的物质的量ml，二者相等，B不符合题意；
C．32 g二氧化硫中氧原子数为，标准状况下11.2 L一氧化碳中氧原子数为，前者刚好是后者两倍，C符合题意；
D．没有指明温度和压强，不能计算N2和O2的分子数比值，D不符合题意；
故选C。
11．（2021·上海·南洋中学高一期中）O2在放电条件下发生下列反应：3O2 2O3，最初有氧气1ml，放电后有60%O2转化为O3，则放电后混合气体在标准状况下的密度(g/L)约是
A．1.6B．1.79C．20D．17.8
【答案】B
【详解】由质量守恒定律可知，放电前后气体的质量相等，则放电后混合气体的质量为1ml×32g/ml=32g，物质的量为(1ml—1ml×60%)+1ml×60%×=0.8ml，则放电后混合气体在标准状况下的密度为≈1.79 g/L，故选B。
12．（2022·重庆市巫山大昌中学校高一期末）NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．0.5 ml/LCuCl2溶液中，含有个数为NA
B．常温常压下，16 g氧气中所含原子数为NA
C．标准状况下，22.4 L水中所含分子数为NA
D．等物质的量的N2和CO所含有原子数均为2NA
【答案】B
【详解】A．只有溶液浓度，缺少溶液体积，不能计算溶液中微粒数目，A错误；
B．O原子相对原子质量是16，则常温常压下，16 g氧气中所含O原子的物质的量为1 ml，因此其中含有的原子数为NA，B正确；
C．标准状况下水不是气体，不能使用气体摩尔体积进行有关计算，C错误；
D．N2和CO都是双原子分子，二者的物质的量相等，则其中含有的原子数目也相等，但不一定就是2NA，D错误；
故合理选项是B。
13．（2021·四川·什邡中学高一阶段练习）NA为阿伏加德罗常数的数值，下列叙述不正确的是
A．20℃时，1.01×105Pa，64gSO2中含有的原子数为3NA
B．0.1mlMg变成镁离子时失去了0.2NA个电子
C．在标准状况下，11.2LH2O含有的分子数为0.5NA
D．16g氧气和16g臭氧所含的原子数均为NA
【答案】C
【详解】A．二氧化硫含有3个原子，64g二氧化硫的物质的量为，含有3ml原子，含有的原子数为3NA，故A正确；
B．镁原子失去2个电子变成镁离子，0.1mlMg变成镁离子时失去了0.2NA个电子，故B正确；
C．标况下，水不是气体，不能使用标况下的气体摩尔体积计算11.2L水的物质的量及分子数，故C错误；
D．16gO2的物质的量，故含有的氧原子数N=0.5ml×2×NA=NA；16gO3的物质的量 ml，故含有的氧原子数N=ml×3NA=NA，故D正确；
故选：C。
14．（2022·湖北·华中师大一附中高一期末）在两个容积相同的容器中，一个盛有气体，另一个盛有和CO的混合气体。在同温同压下，两容器内的气体一定相同的物理量有几项：
(1)分子数 (2)原子数 (3)质量
(4)中子数 (5)密度 (6)气体摩尔体积
A．4项B．5项C．6项D．3项
【答案】A
【详解】(1)在同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，则相同体积的与和CO的分子数目相同，故(1)符合题意；
(2)在同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，物质的量相等，CO、N2是双原子分子、C2H4是6原子分子，则相同体积的与和CO的原子数一定不相等，故(2)不符合题意；
(3)CO、N2和C2H4的摩尔质量都是28g/ml，的物质的量与和CO的总物质的量相等时，质量一定相等，故(3)符合题意；
(4)CO的中子数为14，N2的中子数为14，C2H4的中子数为12，故相同体积的N2与C2H4和CO气体的中子数一定不相等，故(4)不符合题意；
(5)C2H4和CO的相对分子质量都是28，故混合气体平均相对分子质量为28，N2的相对分子质量为28，同温同压下，气体密度之比等于相对分子质量之比，故两容器内气体的密度相等，故(5)符合题意；
(6)在相同温度和压强下，气体的摩尔体积相等，故(6)符合题意；
综上所述，正确的有4项；
故答案选A。
15．（2022·黑龙江·大庆中学高一期末）同温同压下，等质量的氧气和二氧化碳相比较，下列叙述正确的是
A．质子数之比为1∶1B．氧原子数比为8∶11
C．物质的量之比为8∶11D．原子个数比1∶1
【答案】A
【分析】等质量的氧气和二氧化碳，设质量均为mg，则氧气和二氧化碳的物质的量分别是。
【详解】A. 质子数之比为1∶1，故A正确；
B. 氧原子数比11∶8，故B错误；
C. 物质的量之比为=11∶8，故C错误；
D. 原子个数比22∶24，故D错误。
16．（2022·上海交大附中高一开学考试）在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的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的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D．若将压强相同改为体积相同，则甲容器中的压强比乙容器的压强大
【答案】D
【分析】由于M(CO)＜M(CO2)，所以m相同时，n(CO)＞n(CO2)。
【详解】A．由分析知，n(CO)＞n(CO2)，则充入的CO分子数比CO2分子数多，Ａ不正确；
B．两容器的温度和压强相同，则两容器内气体的体积与气体的总物质的量成正比，由于n(CO)＞n(CO2)，所以甲容器的体积比乙容器的体积大，Ｂ不正确；
C．温度、压强相同时，气体的摩尔体积相同，所以CO的摩尔体积与CO2的摩尔体积相同，C不正确；
D．根据阿伏伽德罗定律及推论可知，同温同体积的气体下，压强与气体的总物质的量成正比，由于n(CO)＞n(CO2)，所以甲容器中的压强比乙容器的压强大，D正确；
故答案为：D。
17．（2021·黑龙江·大庆外国语学校高一期中）完成下列问题
(1)2 ml CO2中含有_______个 C原子。
(2)49 g H2SO4中含有_______ml H。
(3)3.01×1022个OH- 的质量为_______g， 含有电子的物质的量为_______ml。
(4)标准状况下，32 g某气体氧化物RO2的体积为11.2 L，该气体的物质的量为_______ ml，摩尔质量是_______。
(5)等温、等压下，等体积的CO和CO2所含原子个数比为_______。
【答案】(1)1.204×1024
(2)1
(3) 0.85 0.5
(4) 0.5 64g/ml
(5)2：3
【解析】(1)2mlCO2中含有2mlC原子，C原子数为2NA=26.021023=1.204×1024。
(2)49gH2SO4的物质的量为=0.5ml，含有H原子0.5ml2=1ml。
(3)3.01×1022个OH-的物质的量为=0.05ml，质量为0.05ml17g/ml=0.85g，含有电子的物质的量为0.05ml10=0.5ml。
(4)标准状况下，32g某气体氧化物RO2的体积为11.2L，该气体的物质的量为=0.5ml，摩尔质量为=64g/ml。
(5)PV=nRT，等温、等压下，等体积的CO和CO2的物质的量相等，物质的量之比等于分子个数之比，一个一氧化碳分子中含2个原子，一个二氧化碳分子中含3个原子，则所含原子个数比为：2:3。
18．（2021·河南·安阳县高级中学高一期中）标准状况下有以下四种气体：①②个HBr分子③④。回答下列问题：
(1)的摩尔质量是___________，其与___________gO2的物质的量相同。
(2)标准状况下分子中所含氢原子数为___________个，与___________个分子中所含氢原子数相等。
(3)以上四种气体中，密度最大的是___________(填序号，下同)，物质的量由小到大的顺序是___________，体积由小到大的顺序是___________。
【答案】(1) 34g/ml 12.8
(2) (或) (或)
(3) ② ④＜①＜③＜② ④＜①＜③＜②
【解析】(1)的相对分子质量为34，摩尔质量是34g/ml；0.4ml氧气的质量为0.4ml×32g/ml=12.8g。
(2)标准状况下的物质的量为=0.3ml，故所含氢原子数为(或)，氢原子数相等的氨气的物质的量为0.4ml，氨气分子的个数为(或)。
(3)同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，故密度最大的为②；物质的量分别为①=0.3ml；②=0.5ml；③；④=0.2ml；故物质的量由小到大的顺序是④＜①＜③＜②；同温同压下，体积之比等于物质的量之比，故体积由小到大的顺序是④＜①＜③＜②。
19．（2021·河北·武安市第一中学高一阶段练习）填空。
(1)4.5gH2O与_____gH2SO4所含的分子数相等，它们所含氧原子数之比是_______。
(2)14g氮气在标准状况下的体积为________，含有的原子的数目为_______。
(3)现有标况下CO和CO2混合气体6.72L，其质量为10.8g，则此混合气体中，CO和CO2的物质的量之比为______。
(4)NO和O2发生反应：2NO+O2=2NO2，现有amlNO和bmlO2充分反应后氮原子与氧原子的个数比为______。
【答案】(1) 24.5 1∶4
(2) 11.2L NA
(3)1：1
(4)a∶(a+2b)
【解析】(1)4.5gH2O的分子数为 ，与H2SO4所含的分子数相等的质量为 ；所含氧原子数之比是 ；
(2)14g氮气在标准状况下的体积为；含有的原子的数目为 ；
(3)设一氧化碳的物质的量为x，二氧化碳的物质的量为y，则有 ，28x+44y=10.8，解得x=0.15，y=0.15，故CO和CO2的物质的量之比为1：1；
(4)反应前后原子的数目、质量不变，故amlNO和bmlO2充分反应后氮原子与氧原子的个数比为a∶(a+2b)。
20．（2021·江西·兴国县将军中学高一期中）现有 16.0 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)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，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质量为_______。
②气球中收集到的气体中，电子总数为_______(用 NA 表示，假设气体全部进入气球中)。
③气球的体积为_______L(忽略气球弹性的影响)。
④若将混合气体通入足量的 Na2O2 中，转移的电子数为_______ (用 NA 表示)
【答案】(1)40g/ml
(2)0.4NA
(3) 2.8g 1.4NA 2.24L 0.3NA
【分析】16.0 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L，则混合气体的总物质的量是=0.4ml，设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为xml、yml，根据C原子守恒可知x+y=0.4，根据质量守恒可得28x+44y=16，联立解得x=0.1、y=0.3。
(1)该混合气体的平均摩尔质量为=40g/ml；
(2)CO和CO2分子中都只含1个碳原子，混合气体的总物质的量是0.4ml，所以混合气体中碳原子的个数为0.4 NA；
(3)①二氧化碳被氢氧化钠吸收，气球中收集到的气体是CO，CO的摩尔质量为28 g·ml-1；
②1个CO分子中有14个电子，气球中收集到的气体是0.1mlCO，电子总数为1.4NA；
③气球中收集到的气体是0.1mlCO，标准状况下，气球的体积为0.1ml×22.4L/ml=2.24L；
④若将混合气体通入足量的 Na2O2中，发生反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑，该反应为过氧化钠的歧化反应，0.3mlCO2参与反应，生成0.15ml氧气，转移0.3NA电子。
21．（2022·河北邢台·高一期末）我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献.该法利用的原理为。根据要求回答下列问题：
(1)同温同压下，等物质的量的和，前者与后者的分子数之比为_______，原子总数之比为_______，密度之比为_______。
(2)与标准状况下中所含的氧原子数相等的的质量为_______g，与该质量的水中所含的氢原子数相等的在标准状况下的体积为_______L。
(3)将一定量和混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为，则该混合气体中与物质的量之比为_______，该混合气体的密度是同温同压下氢气密度的_______倍。
【答案】(1)
(2) 10.8 8.96
(3) 13
【解析】(1)同温同压下，等物质的量的和，分子数比等于物质的量比，前者与后者的分子数之比为1:1，原子总数之比为3:4，密度比等于摩尔质量的比，密度之比为44:17；
(2)标准状况下的物质的量是，所含的氧原子的物质的量是0.6ml，则的物质的量是0.6ml，质量为0.6ml×18g/ml=10.8g，该质量的水中所含1.2ml氢原子，则物质的量为0.4ml，在标准状况下的体积为0.4ml×22.4L/ml=8.96L。
(3)将一定量和混合测得混合气体中碳元素与氮元素的质量之比为，碳元素与氮元素的物质的量比，则该混合气体中与物质的量之比为2:1，该混合气体的平均摩尔质量是，同温同压，密度比等于摩尔质量之比，密度是同温同压下氢气密度的倍。