人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第2课时课后练习题

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第二章 第三节 第2课时





请同学们认真完成 [练案12]


基 础 达 标


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．下列有关气体体积的叙述中，正确的是( B )


A．在一定的温度和压强下，各种气态物质体积的大小由气体分子的大小决定


B．在一定的温度和压强下，各种气态物质体积的大小由物质的量的多少决定


C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数一定不同


D．气体摩尔体积是指1 ml任何气体所占的体积，约为22.4 L


解析：决定物质体积的因素：①微粒数的多少，②微粒本身的大小，③微粒间的距离。对于气体物质，在一定温度和压强下，分子间的距离几乎相等，其体积的大小主要由分子数的多少来决定，A错误、B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化。体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，C错误；气体摩尔体积是指1 ml任何气体所占的体积，其大小是不确定的，会随着温度、压强的变化而变化，22.4 L·ml－1是标准状况下的气体摩尔体积，D错误。


2．下列各气体：①含3.01×1023个O的CO2；②标准状况下6.72 L的HCl；③3.4 g的NH3；④0.5 ml He。四种物质所含的原子总数由少到多的正确顺序是( D )


A．①<③<④<② B．③<①<②<④


C．④<①<②<③D．④<②<①<③


解析：①含3.01×1023个O的CO2的物质的量为eq \f(3.01×1023,6.02×1023×2)＝0.25 ml，所含原子总数为0.25×3NA＝0.75NA；②中HCl的物质的量为n＝eq \f(6.72 L,22.4 L/ml)＝0.3 ml，所含原子总数为0.3×2NA＝0.6NA；③中3.4 g NH3的n＝eq \f(3.4g,17 g/ml)＝0.2，所含原子总数为0.2×4NA＝0.8NA；④中0.5 ml Ne含原子总数为0.5NA，四种物质所含原子总数由少到多的顺序正确的是④<②<①<③，故选D。


3．下列叙述正确的是( D )


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占有的体积一定相等


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气体和氮气，若体积相等，则质量一定相等


解析：阿伏加德罗定律只适用于气体，A错误；同温同压下等物质的量的气体体积才相等，B错误；未说明气体的状态，无法确定1 L CO2和1 L O2的物质的量，也就无法确定两种气体的质量，C错误；相同条件下两种气体的体积相等，则物质的量相等，CO和N2的摩尔质量也相同，可推知两气体质量相等，D正确。


4．关于m g H2和n g He的下列说法正确的是( D )


A．同温同压下，H2和He的体积比为m∶2n


B．同温同压下，若m＝n，则H2与He的物质的量比为1∶1


C．体积相同时，He的质量一定大于H2


D．同温同压下，若二者的物质的量相等，其体积也相等


解析：A选项eq \f(VH2,VHe)＝eq \f(\f(m,2),\f(n,4))＝eq \f(2m,n)。B选项eq \f(nH2,nHe)＝eq \f(\f(m,2),\f(n,4))＝eq \f(2,1)。C选项无法比较，没有给出相同条件。


5．如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系，则X气体可能是( C )





A．C2H4B．CH4


C．CO2D．NO


解析：由图可知，相同温度时，p(O2)>p(X)，在同质量、同体积条件下，气体相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小。只有CO2的相对分子质量大于O2的，故C正确。


6．标准状况下，测得1.92 g某气体的体积是672 mL，则该气体的摩尔质量是( C )


A．64 gB．32 g


C．64 g/mlD．32 g/ml


解析：标准状况下，气体体积为672 mL，该气体的物质的量为eq \f(672×10－3 L,22.4 L·ml－1)＝0.03 ml，根据M＝eq \f(m,n)，则该气体的摩尔质量为eq \f(1.92 g,0.03 ml)＝64 g·ml－1，故C正确。


7．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度可忽略)将容器分成两部分，当左边充入1 ml N2，右边充入CO和CO2的混合气体共8 g时，隔板处于如图位置(左、右两侧温度相同)。右侧CO与CO2分子数之比为 ( B )





A．1∶3 B．3∶1


C．1∶2D．2∶1


解析：隔板不移动，说明两边的压强相等，温度相同，因此体积比等于物质的量之比，即有eq \f(nN2,n混合气体)＝eq \f(\f(4,5),\f(1,5))＝4，解得混合气体物质的量为0.25 ml，混合气体平均摩尔质量为eq \f(8 g,0.25 ml)＝32 g·ml－1，采用十字交叉法，得出CO和CO2的物质的量之比为3∶1，右侧CO与CO2分子数之比等于物质的量之比，即为3∶1，故选项B正确。


二、非选择题


8．(1)同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和CO2分子数之比为__1∶1__，原子总数之比为__5∶3__，质量之比为__4∶11__，密度之比为__4∶11__。


(2)在标准状况下，4 g H2、11.2 L O2、1 ml H2O中，所含分子数最多的是__H2__，含原子数最多的是__H2__，质量最大的是__H2O__，体积最小的是__H2O__。


解析：(1)同温同压下，同体积CH4、CO2的物质的量相同，分子数相等，原子总数之比等于分子中原子个数之比，即5∶3；物质的量相等时，质量之比等于摩尔质量之比，即4∶11；相同状况下，气体密度之比等于相对分子质量之比，即4∶11。


(2)3种物质的物质的量分别为n(H2)＝eq \f(4 g,2 g·ml－1)＝2 ml，n(O2)＝eq \f(11.2 L,22.4 L·ml－1)＝0.5 ml，n(H2O)＝1 ml。物质的量越大，所含分子数越多，故所含分子数最多的是H2；所含原子数分别为2 ml×2＝4 ml,0.5 ml×2＝1 ml，1 ml×3＝3 ml，故所含原子数最多的是H2；质量分别为4 g,0.5 ml×32 g·ml－1＝16 g,1 ml×18 g·ml－1＝18 g，故质量最大的是H2O；体积分别为V(H2)＝22.4 L·ml－1×2 ml＝44.8 L，V(O2)＝11.2 L，而水在标准状况下为液态，其体积只有18 mL，故体积最小的是H2O。


9．一定量的液态化合物XY2，在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为XY2(液)＋3O2(气)eq \(=====,\s\up7(点燃))XO2(气)＋2YO2(气)


冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是672 mL，密度是2.56 g·L－1。


(1)反应前O2的体积是__672__ mL(标准状况下)。


(2)化合物XY2的摩尔质量是__76_g·ml－1__。


(3)若XY2分子中X、Y两元素质量比是3∶16，则X、Y两元素分别为__C__和__S__(填元素符号)。


解析：(1)观察反应方程式，可知反应前后气体体积不变，故V(O2)＝672 mL。


(2)根据质量守恒定律，有m(XY2)＝0.672 L×2.56 g·L－1－32 g·ml－1×eq \f(0.672 L,22.4 L·ml－1)＝0.76 g，物质的量n(XY2)为eq \f(1,3)×n(O2)＝0.01 ml，故M(XY2)＝eq \f(0.76 g,0.01 ml)＝76 g·ml－1。


(3)由eq \f(ArX,2ArY)＝eq \f(3,16)及Ar(X)＋2Ar(Y)＝76，解得：Ar(X)＝12，Ar(Y)＝32，故X为碳元素，Y为硫元素。


10．(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO，分子个数之比为__5∶5∶4__；氧原子个数之比为__10∶5∶4__；相同条件下的体积之比为__5∶5∶4__。


(2)标准状况下，1.7 g NH3的体积为__2.24__L，它与标准状况下__3.36__L H2S含有相同数目的氢原子。


(3)某气体氧化物的化学式为RO2，在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，则该氧化物的摩尔质量为__64_g·ml－1__，R的相对原子质量为__32__。


解析：(1)质量之比为16∶7∶6，说明其物质的量之比为eq \f(16,64)∶eq \f(7,28)∶eq \f(6,30)＝5∶5∶4，所以其分子数之比为5∶5∶4，氧原子数之比为10∶5∶4，相同条件下的体积之比为5∶5∶4。


(2)1.7 g NH3的物质的量为1.7 g÷17 g·ml－1＝0.1 ml，在标准状况下的体积为0.1 ml×22.4 L·ml－1＝2.24 L,0.1 ml NH3含有0.3 ml H，与0.15 ml H2S含有相同数目的氢原子，则标准状况下0.15 ml H2S的体积为0.15 ml×22.4 L·ml－1＝3.36 L。


(3)在标准状况下，1.28 g该氧化物的体积为448 mL，其物质的量为0.448 L÷22.4 L·ml－1＝0.02 ml，摩尔质量为1.28 g÷0.02 ml＝64 g·ml－1，R的相对原子质量为64－16×2＝32。


11．(2019·安康高一检测)同温、同压下，若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容器的体积之比是__1∶1__。


(2)若两容器中所含原子总数相等，则A容器和B容器的体积比是__3∶2__。


(3)若两容器的体积比是3∶2，则O2和O3物质的量之比为__3∶2__，质量之比为__1∶1__，密度之比为__2∶3__。


解析：(1)根据阿伏加德罗定律：同温同压同体积的气体具有相同的分子数，故A容器和B容器的体积比是1∶1。(2)原子总数相等，则分子总数之比为3∶2，物质的量之比为3∶2，故两容器体积比是3∶2。(3)两容器的体积比为3∶2，则两气体的物质的量之比为3∶2，质量之比为(3×32)∶(2×48)＝1∶1，密度之比为(1÷3)∶(1÷2)＝2∶3。


能 力 提 升


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．下列说法正确的是( CD )


A．常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子


B．标准状况下，22.4 L CCl4中含有NA个CCl4分子


C．标准状况下，22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子


D．标准状况下，1.12 L O2和CO2的混合气体中含有0.1NA个氧原子


解析：常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 ml，所含CO2分子数不是NA，A项错误；标准状况下，CCl4是液体，B项错误；标准状况下，22.4 L气体为1 ml；C项正确；标准状况下，1.12 L CO2和1.12 L O2均含有0.1 ml O原子，所以1.12 L CO2和O2的混合气体中含有的氧原子数为0.1NA，D项正确。


2．在标准状况下，相同质量的下列气体：①Cl2 ②H2 ③N2


④CO2 ⑤O2，体积由大到小的顺序是( D )


A．③②④⑤①B．③②④①⑤


C．①④⑤②③D．②③⑤④①


解析：同温同压下，相同质量的气体，体积比等于摩尔质量的反比。因此，题述气体体积由大到小的顺序实际上是摩尔质量由小到大的顺序。


3．下列情况中，气体分子数不一定相同的是( AD )


A．相同体积的CO和CO2


B．同温同压下1 L CO和1 L CO2


C．常温常压下1 g CO和1 g N2


D．在0 ℃时，同压下等体积的CO2和H2O


解析：根据“三同定一同”，A项没有指明气体所处的温度和压强，只知体积相同，无法确定分子数是否相同，0 ℃时H2O是固体或液体。


4．在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2的( B )


A．质量为12 gB．物质的量为6 ml


C．体积为22.4 LD．物质的量为12 ml


解析：12 g H2的物质的量为6 ml，与其体积相等的N2的物质的量也为6 ml，质量为28 g·ml－1×6 ml＝168 g，体积为22.4 L·ml－1×6 ml＝134.4 L，A、C、D项错误，B项正确。


5．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( AC )


A．273 ℃、1.01×105 Pa时，1 ml气体体积大于22.4 L


B．1 NA个H2分子的体积为22.4 L


C．在标准状况下，以任何比例混合的CO和CO2的混合物22.4 L，所含的分子数为NA


D．11.2 L氢气所含的原子数为NA


解析：A选项中，273 ℃高于0 ℃，温度升高，气体分子间的距离增大，气体体积增大，故A正确；B选项中，未指明温度和压强，1 ml H2的体积不一定等于22.4 L，B错误；C选项中，22.4 L CO和CO2混合气体在标准状况下的物质的量为1 ml，所含分子数为NA，C项正确；D项，未指明气体所处状况，无法确定气体摩尔体积，也就无法确定其分子数，D项错误。


6．下列说法正确的是( BC )


A．同温同压下，相同质量的气体都具有相同的体积


B．同温同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子


C．在标准状况下，1 ml气态物质的体积均约为22.4 L


D．1 ml某气体的体积约为22.4 L，该气体所处的状况一定是标准状况


解析：同温同压下，质量相同的不同气体的物质的量不一定相同，所以不一定具有相同的体积，A项错误；由阿伏加德罗定律知，B项正确；标准状况下，1 ml气态物质的体积都约为22.4 L，C项正确；1 ml某气体若处于高温、高压或低温、低压的情况下，气体体积也可能约为22.4 L，D项错误。


7．标准状况下有①6.72 L甲烷；②3.01×1023个氯化氢分子；③13.6 g硫化氢；④0.2 ml NH3。下列对这四种气体的相关量的关系叙述不正确的是( A )


A．体积：④＜①＜②＜③B．密度：①＜④＜③＜②


C．质量：④＜①＜③＜②D．氢原子数：②＜④＜③＜①


解析：①n(CH4)＝eq \f(6.72 L,22.4 L·ml－1)＝0.3 ml，


②n(HCl)＝eq \f(3.01×1023,6.02×1023 ml－1)＝0.5 ml，


③n(H2S)＝eq \f(13.6 g,34 g·ml－1)＝0.4 ml，


④n(NH3)＝0.2 ml。


在标准状况下，根据eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)知，四种气体的体积按从小到大的顺序是④①③②；在相同条件下，根据eq \f(ρ1,ρ2)＝eq \f(M1,M2)知，四种气体密度按从小到大的顺序是①④③②；根据m＝n·M可知，质量按从小到大的顺序是④①③②；根据每种气体的物质的量及分子的构成可知，氢原子个数按由少到多的顺序是②④③①。


8．在容积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是( BD )


A．两种气体的压强相等B．O2和O3的质量相等


C．两种气体的分子数目相等D．两种气体所含的氧原子数目相等


解析：根据题意，因等温度、等体积、等密度，则两者等质量，B项正确；等质量的O2和O3物质的量不相等，则压强和分子数不相等，则A、C项错误；O2和O3都只由氧元素组成，所以等质量的O2和O3所含的氧原子数目相等，D项正确。


9．同温同压下，某容器充满O2后的质量为116 g，若充满CO2后的质量为122 g，现充满某气体后的质量为114 g，则该气体的相对分子质量为( A )


A．28B．60


C．32D．44


解析：方法一：按常规思路，设容器的质量为m。同温同压下，eq \f(V1,V2)＝eq \f(n1,n2)，因为容器体积不变，所以有eq \f(116 g－m,32 g·ml－1)＝eq \f(122 g－m,44 g·ml－1)，得m＝100 g，然后由eq \f(116 g－100 g,32 g·ml－1)＝eq \f(114 g－100 g,M某)，得M(某)＝28 g·ml－1，即相对分子质量为28，选A。


方法二：差量法。同温同压下，气体质量之差和相对分子质量之差之间存在着正比关系，因此可以不计算容器的质量，直接由气体质量差和相对分子质量差的正比关系求得。即：eq \f(122 g－116 g,44 g·ml－1－32 g·ml－1)＝eq \f(122 g－114 g,44 g·ml－1－M某)，解得M(某)＝28 g·ml－1，选A。


方法三：估算法。由阿伏加德罗定律可知n(O2)＝n(CO2)＝n(气体)，m＝n·M，m与M成正比。


故M(某)＜M(O2)，M(某)＜M(CO2)，即M(某)＜32 g·ml－1，选A。


10．如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为阿伏加德罗常数的值)( A )


A．eq \f(22.4bc,aNA) LB．eq \f(22.4ab,cNA) L


C．eq \f(22.4ac,bNA) LD．eq \f(22.4b,acNA) L


解析：a g气体的物质的量：n＝eq \f(b,NA) ml


该气体的摩尔质量：M＝eq \f(aNA,b) g·ml－1


c g气体的物质的量：n′＝eq \f(bc,aNA) ml


c g气体在标准状况下的体积：


V＝eq \f(bc,aNA) ml×22.4 L·ml－1＝eq \f(22.4bc,aNA) L。


11．在一定条件下，某化合物X受热分解：2Xeq \(=====,\s\up7(△))A↑＋2B↑＋4C↑，测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43，在相同条件下，X的相对分子质量是( C )


A．11.43B．22.85


C．80.01D．160.02


解析：根据质量守恒定律，2 ml X生成7 ml混合气体，X的摩尔质量为eq \f(11.43×2 g·ml－1×7 ml,2 ml)＝80.01 g·ml－1。


12．在两个容积相同的容器中，一个盛有NH3气体，另一个盛有H2和O2的混合气体。同温同压下，两容器内的气体不可能具有相同的( A )


A．原子数B．分子数


C．质量D．电子数


解析：同温同压下，相同体积的气体具有相同的物质的量和分子数；由于NH3、H2、O2含有原子数不等，故同温同压下，两容器内的气体含有的原子数不可能相同；NH3、H2、O2的相对分子质量分别为17、2、32，H2、O2的混合气体的平均摩尔质量可能为17 g·ml－1，故同温同压下，两容器内的气体的质量可能相同；NH3、H2、O2含有的电子数分别为10、2、16，H2、O2混合气体中分子含有电子数的平均数可能为10，故同温同压下，两容器内的气体可能具有相同的电子数。


13．在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体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为( A )


A．3∶4B．4∶3


C．2∶1D．1∶2


解析：根据CO和CO2中C与O的原子个数比可知B、C项不合题意。若为D项， 则气体全部由CO2组成，标准状况下13.44 L CO2的质量为eq \f(13.44 L,22.4 L·ml－1)×44 g·ml－1＝26.4 g≠20 g，故D项错误。


二、非选择题


14．(1)同温同压下，同体积的CO2和CO，它们的分子数之比为_1∶1__，原子数之比为__3∶2__，物质的量之比为__1∶1__，质量之比为__11∶7__，密度之比为__11∶7__。


(2)若1 g CO2中含有x个原子，则阿伏加德罗常数可表示为__eq \f(44x,3) ml－1__。


解析：(1)可先求出两气体的物质的量之比，再求其他量之比。


(2)由于n＝eq \f(m,M)＝eq \f(1 g,44 g·ml－1)＝eq \f(1,44) ml，


则NA＝eq \f(N,n)＝eq \f(x×\f(1,3),\f(1,44) ml)＝eq \f(44x,3) ml－1。


15．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可自由滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入NH3 0.4 ml，甲室中充入HCl、N2的混合气体，静止时隔板位置如图所示。已知甲、乙两室中气体的质量差为17.3 g。





(1)甲室中HCl、N2的质量之比为__73∶168__。


(2)将隔板a去掉，当HCl与NH3充分反应生成NH4Cl固


体后(仅发生此反应)，隔板b将位于刻度“__4__”处(填数字，不考虑固体物质产生的压强)，此时体系的平均相对分子质量为__25.25__。


解析：(1)相同条件下，气体的物质的量之比等于其体积之比，看图可知甲、乙两室气体的体积比为2∶1，故其物质的量之比为2∶1，在乙室中充入0.4 ml NH3，所以甲室中气体的物质的量为0.8 ml，因为乙室气体质量为0.4 ml×17 g·ml－1＝6.8 g，且甲、乙两室中气体质量差为17.3 g，所以甲中气体的质量为24.1 g，设HCl的物质的量为x ml，N2的物质的量为y ml，根据其物质的量、质量列方程组：x ml＋y ml＝0.8 ml,36.5 g·ml－1×x ml＋28 g·ml－1×y ml＝24.1 g，解得x＝0.2，y＝0.6，因此HCl、N2的质量之比为(0.2 ml×36.5 g·ml－1)∶(0.6 ml×28 g·ml－1)＝73∶168。


(2)乙室中NH3的物质的量为0.4 ml，甲中HCl的物质的量为0.2 ml，所以反应生成0.2 ml NH4Cl固体，剩余NH3的物质的量为0.2ml，剩余的气体总物质的量为0.8 ml，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，开始时气体总物质的量为1.2 ml，其活塞b在“6”处，现在气体总物质的量为0.8 ml，所以活塞b将会左移至“4”处；体系的平均摩尔质量M＝eq \f(m,n)＝eq \f(0.2 ml×17 g·ml－1＋0.6 ml×28 g·ml－1,0.2 ml＋0.6 ml)＝25.25 g·ml－1。