气体摩尔体积
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分) 1.(2019·广州高一检测)下列说法正确的是 ( ) A.1 mol任何物质的体积都约是22.4 L
B.20 ℃,1.0×10 Pa,同体积的O2、CO2含有相同的分子数 C.1 mol气态物质,当体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况 D.2 mol气体体积约为44.8 L
【解析】选B。A中标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4 L,故A错误;B中根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子,故B正确;C中1 mol气态物质在非标准状况时,体积也有可能等于22.4 L,故C错误;D中缺少标准状况这个条件,故D错误。 【补偿训练】
(2019·宁波高一检测)现有下列四种因素:①温度和压强,②所含微粒数,③微粒本身大小,④微粒间的距离,其中对气体物质体积有显著影响的是 ( ) A.①②③ C.①②④
B.①③④ D.①②③④
5
【解析】选C。对气体物质体积有显著影响的因素包括温度和压强、所含微粒数的多少以及微粒间的距离3个方面,故选项C正确。
2.标准状况下,下列物质中含氢原子个数最多的是 ( ) A.3.01×10个H2S分子 C.23 g C2H5OH
24
24
B.22.4 L H2
D.22.4 L NH3
24
【解析】选A。3.01×10个H2S分子中含氢原子个数为6.02×10;22.4 L H2物质的量为1 mol,含有的氢原子个数为1 mol×2×6.02×10 mol= 1.204×10;23 g C2H5OH中氢原子个数为
×6.02×10 mol×6=1.806×10;22.4 L NH3含氢原子个数为
23
-1
24
23
-1
24
×6.02×10 mol×3=1.806×10。
23-1 24
3.(2019·济宁高一检测)目前科学家已发现一种新型氢分子,其化学式为H3,在相同条件下,等质量的H3和H2相同的是 ( ) A.原子数 C.体积
B.分子数 D.物质的量
【解析】选A。由于H3和H2均由氢原子构成,因此等质量的H3和H2分子中具有相同的原子数,因此它们的分子数一定不同,因而体积不同,物质的量也不同。 【补偿训练】
(2019·湛江高一检测)标准状况下,若V L甲烷中含有的氢原子个数为n,则阿伏加德罗常数可表示为
( )
A. B. C. D.
【解析】选D。1 mol CH4中含氢原子个数为4NA,即含有氢原子个数为n的CH4的物质的量n(CH4)=
,n(CH4)=
,解得NA=
,D正确。
4.(2019·三明高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
( )
A.18 g C含有9NA个电子
B.标准状况下,22.4 L CCl4含有4NA个氯原子
C.标准状况下,33.6 L N2和H2的混合气体中含3NA个原子 D.含2.709×10个原子的水分子含有1.5NA个氧原子 【解析】选B。n(e)=
-24
×6=9 mol,N(e)=9NA,故A项正确;标准状况下的CCl4
-
是液体,n(CCl4)>1 mol,N(Cl)>4NA,故B项错误;n(N、H)= ×2=3 mol,N(N、
H)=3NA,故C项正确;n(O)=【补偿训练】
=1.5 mol,N(O)=1.5NA,故D项正确。
1.(2019·泸州高一检测)下列各组物质中,所含分子数一定相同的是 ( ) A.2 g H2和16 g O2
B.0.1 mol HCl和2.24 L Ar
C.150 ℃ 、1.01×10 Pa时,1 L CO2和1 L H2O D.28 g CO和6.02×10个O3 【解析】选C。A项,n(H2)=
=1 mol,n(O2)=
=0.5 mol,故
225
N(H2)∶N(O2)=2∶1;B项,没有注明2.24 L Ar所处的状况;C项,同温同压下, n(CO2)∶n(H2O)=N(CO2)∶N(H2O)=V(CO2)∶V(H2O);D×NA=6.02×10。
2.(2019·泰安高一检测)下列条件下,两种气体所含原子数一定相等的是
A.同质量、不同密度的N2和CO B.同温度、同体积的H2和N2 C.同体积、同密度的C2H4和C2H6 D.同压强、同体积的N2O和CO2
【解析】选A。A项N2和CO摩尔质量相同,质量相同时,物质的量相同,分子数相同,所含原子数也相同;B项同温度、同体积而压强不同时,H2和N2的物质的量不同,原子数也不同;C项同体积、同密度时两种气体的质量相同,但摩尔质量不同,分子数不同,原子数也不同;D项当同压强、同体积时,其温度和物质的量不一定相同,则原子个数不一定相同。
3.丙烷通常被用来驱动火车、公交车、叉车和出租车,也被用来充当休旅车和露营时取暖和做饭的燃料。下列关于丙烷(C3H8)的说法中正确的是 ( )
( )
23
项,N(CO)=
A.1 mol C3H8的气体体积为22.4 L
B.常温常压下,11.2 L C3H8的物质的量为0.5 mol C.5 L C3H8和5 L CO2的质量相等 D.丙烷在标准状况下的密度为1.96 g·L
【解析】选D。A项未指明状况,无法计算;B项缺常温常压下Vm,无法计算;C项未指明状况,
-1
无法比较其质量;D项由M=ρVm得ρ==≈1.96 g·L,正确。
-1
5.(2019·朝阳区高一检测)只给出表中甲和乙对应的量,不能用来求物质的量的是 ( )
A B C D 甲 物质的微粒数 标准状况下气体摩尔体积 固体体积 非标准状况下物质的质量 乙 阿伏加德罗常数 标准状况下气体体积 固体密度 物质的摩尔质量 【解析】选C。A项对应公式n=,B项对应公式n=;C项只能求出固体的
质量,不知摩尔质量,无法求其物质的量;D项对应公式n=【补偿训练】
。
1.(2019·湛江高一检测)同温同压下,等质量的N2O4和NO2两种气体相比较,下列叙述正确的是 ( ) A.体积之比为2∶1 B.分子个数之比为1∶1 C.原子个数之比为1∶1 D.氮原子个数之比为2∶1
【解析】选C。同温同压下,气体的Vm相同,且M(N2O4)=2M(NO2),n(N2O4)∶n(NO2) =∶=1∶2,
气体的Vm相同,由n=可知,体积之比为1∶2,A错误;物质的量之比为1∶2,则分子数之比
为1∶2,B错误;分子数之比为1∶2,则原子数之比为(1×6)∶(2×3)=1∶1,C正确;分子数之比为1∶2,则氮原子个数之比为1∶1,D错误。
2.(2019·龙岩高一检测)如图所示是表示物质分子的示意图,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 mol,则①中所含氢原子个数为6.02×10 B.若①中的H2为1 mol,则它的体积约为22.4 L C.①和②中气体的质量比为1∶8 D.①和②中气体的物质的量比为1∶2
【解析】选C。 1 mol H2所含氢原子个数为2×6.02×10,A项错误;没有指明①处于标准状况下,B项错误;由图可知,①和②中H2与O2的个数比为2∶1,所以物质的量比为2∶1,质量比为1∶8,C项正确,D项错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.(2019·深圳高一检测)(1)现有34 g某气体,摩尔质量为17 g·mol,则: ①该气体的物质的量为________ mol。 ②该气体所含分子数为________NA。 ③该气体在标准状况下的体积为________L。
(2)________ g H2O中的氧原子数目与标准状况下22.4 L CO2中的氧原子数目相同。 【解析】(1)该气体的物质的量为为22.4 L·mol×2 mol=44.8 L。
(2)标准状况下22.4 L CO2是1 mol,氧原子的物质的量是2 mol,故水是2 mol,即36 g。 答案:(1)①2 ②2 ③44.8 (2)36 【补偿训练】
1.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数为NA,则:
(1)该气体的物质的量为________mol,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。 (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。 【解析】(1)气体的物质的量为n=
=
mol,在标准状况下,
-1
-1
-1
-1
2323
=2 mol,分子数为2NA,在标准状况下的体积
Vm=22.4 L·mol,V=n·Vm=
-1
mol×22.4 L·mol=
-1
L;(2)标准状况下,
ρ=== g·L;(3)气体中含有的原子数为
-1
mol×2×NA=
;(4)一个分子的质量为=g。
答案:(1) (2) (3) (4)
2.(2019·邢台高一检测)(1)相同物质的量的CO2和O2,其分子数之比为________,原子数之比为________,氧原子数之比为________;质量相同的CO2和O2,其物质的量之比为________。
(2)气体A在标准状况下的密度为1.25 g·L,则气体A的相对分子质量为________。若气体A为空气的主要成分,则气体A的化学式为________;若气体A为有毒的双原子分子,则其化学式为________。
【解析】(1)分子数与物质的量成正比,即分子数之比为1∶1,1个CO2和1个O2分子分别含3个原子和2个原子,因分子数相同,故原子数之比为3∶2;1个CO2和1个O2分子均含2个氧原子,因分子数相同,故氧原子数之比为1∶1;质量相同的CO2与O2的物质的量之比为
-1
∶=8∶11。
-1
-1
-1
(2)根据M=ρ×Vm,该气体的摩尔质量为1.25 g·L×22.4 L·mol=28 g·mol,即该气体的相对分子质量为28;若气体A为空气的主要成分,则气体A的化学式为N2;若气体A为有毒的双原子分子,则其化学式为CO。 答案:(1)1∶1 3∶2 1∶1 8∶11 (2)28 N2 CO
一、选择题(本题包括1小题,共5分)
7.(2019·海口高一检测)如图两瓶体积相等的气体,在同温同压下瓶内气体的关系一定正确的是
( )
A.原子数相等 C.质量相等
B.密度相等 D.摩尔质量相等
可得两瓶内分子的物质的量相同,又
【解析】选A。由同温同压可得Vm相同,再由公式n=
都是双原子分子,所以原子的物质的量相同,由个数之比等于物质的量之比可得两瓶内分子所含原子数相同,A项正确;两瓶内分子的物质的量相等,由m=nM,M不一定相等,故m不一定相等,同时由ρ=【补偿训练】
1.(2019·济南高一检测)同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列说法错误的是
( )
也可得ρ不一定相等。
A.所占的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2 B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2 C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2 D.所含的电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2 【解析】选D。根据n=
可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,则体积也越小,质
量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,所占的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,选项A正确;根据n=
可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,则分子数越少,同温
同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2,分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,选项B正确;同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体摩尔质量由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2,密度的大小顺序为SO2>CO2>O2>CH4>H2,选项C正确;取m g五种气体,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体含电子数分别为
×22,
×2,错误。
×16,×10,×32,所含的电子数由多到少的顺序是H2>CH4>CO2= O2=SO2,选项D
【延伸探究】(1)若将题目中的 “质量相等”改为“物质的量相等”,判断各选项的正误。 提示:物质的量相同,因此在相同条件下气体的体积相同,A项说法错误;物质的量相同,分子数必然相同,B项说法错误;根据阿伏加德罗定律,气体的密度之比等于相对分子质量之比,因此C项说法错误;CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体所含电子数分别为22、2、16、10、32,因此物质的量相等的五种气体所含的电子数由多到少的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2,故D项说法正确。
(2)若同温同压下,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体所含有的原子数相同,则它们的体积之比为多少?
提示:::::。
2.(2019·东莞高一检测)在三个相同体积的密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是
( )
A.p(Ne)>p(H2)>p(O2) B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)
【解析】选D。依据阿伏加德罗定律,同温度、同体积的气体的压强与气体的物质的量成正比,解题的关键是比较三种气体的物质的量。三个密闭容器体积相同,当密度都相同时,由m=ρV可知三种气体的质量相同,设每种气体的质量都是1 g,则其物质的量分别为n(Ne)=
,n(H2)=
,n(O2)=
,则n(H2)>n(Ne)>n(O2),
所以p(H2)>p(Ne)>p(O2)。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
8.(2019·晋江高一检测)(1)在标准状况下,CO与CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g。则两种气体的物质的量之和为______ mol,其中CO的体积分数是______,CO2的质量分数是__________________________________。
(2)同温同压下的氧气和氢气,两种气体的密度之比为________;若质量相等,两种气体的体积之比为______。
【解析】(1)标准状况下,CO与CO2混合气体的物质的量为=1.75 mol;假设
-1
CO的物质的量为x,则CO2的物质的量为1.75 mol-x,由此可得质量关系如下:28 g·mol·x+44 g·mol·(1.75 mol-x)=61 g,求得x=1 mol,即CO为1 mol,CO2为0.75 mol;相同条件下体
-1
积分数等于物质的量分数,所以CO的体积分数为×100%≈57.1%;CO2的质量分数
为×100%≈54.1%。
(2)同温同压下氧气和氢气的密度之比等于它们的摩尔质量之比,即为16∶1;当质量相等时,体积之比等于物质的量之比,即为1∶16。 答案:(1)1.75 57.1% 54.1% (2)16∶1 1∶16 【补偿训练】
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)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)。 (2)将混合气体依次通过如图所示装置,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____________________。
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。
【解析】(1) 0.4 mol CO和CO2的混合气体中,碳原子为0.4 mol,即0.4NA。
(2)①将混合气体依次通过NaOH溶液和浓硫酸,则最后收集到的气体是CO。②设原混合气体中CO的物质的量为n1,CO2的物质的量为n2。
则
解得
因此气球中收集到0.2 mol CO,含有2.8 mol电子。③0.2 mol CO在标准状况下的体积为4.48 L。 答案:(1) 0.4NA
(2)①28 g·mol ②2.8NA ③4.48
-1
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