第1章 认识化学科学 分层作业5 气体摩尔体积--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 第1章 认识化学科学 分层作业5 气体摩尔体积--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 336.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 18:43:01 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业5 气体摩尔体积
A级 必备知识基础练
题组1.气体摩尔体积及应用
1.(2024山东新泰一中高一质检)下列叙述错误的个数是( )
①摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
②2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍
③在同温、同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤HCl的摩尔质量是36.5
⑥在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积相等
⑦1 mol氦气的原子数为2NA
A.3 B.4
C.5 D.6
2.(2024山东东营胜利一中模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是( )
A.常温、常压下,11.2 L氧气所含的原子数为NA
B.1.8 g的N中含有的电子数为10NA
C.常温、常压下,48 g O3含有的氧原子数为3NA
D.2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
题组2.气体摩尔体积的有关计算
3.(2024河北唐山一中模拟)标准状况下,4.48 L的C2H4和C2H6混合气体充分燃烧得到CO和CO2混合气体的密度为1.429 g·L-1,则其中CO的体积为( )
A.6.72 L B.3.36 L
C.2.24 L D.1.12 L
4.(2023河北唐山一中模拟)某金属b g与足量的稀硫酸反应,生成该金属的三价正盐和标准状况下V L氢气。则该金属的相对原子质量为( )
A. B.
C. D.
题组3.阿伏加德罗定律及推论
5.(2024福建厦门外国语学校模拟)如图所示,两瓶体积相等的气体,在同温、同压时,瓶内气体(N2O和CO2不发生化学反应)的关系不正确的是( )
A.所含氧原子数相等
B.气体的总质量相等
C.气体所含电子总数相等
D.气体的密度相等
6.某容器真空时,称量其质量为60.4 g,此容器充满N2时总质量为66.0 g,在相同状况下,充满另一气体时,总质量为74.6 g。那么该气体可能是( )
A.Cl2 B.O2
C.SO2 D.HCl
7.(2024山东淄博一中模拟)已知m g A和n g B所含分子数相同,则下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,同体积的气体A、B的质量之比为m∶n
B.25 ℃时,同质量的气体A、B的分子数之比为n∶m
C.同温、同压下,气体A、B的密度之比为n∶m
D.相同状况下,同质量的气体A、B的体积之比为n∶m
8.(2024福建福州四校联盟模拟质量)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)0.25 mol CH4在标准状况下的体积为 L,0.25 mol CH4含有 个氢原子。
(2)同温、同压下,等体积的O2和O3所含分子个数比为 ,原子个数比为 ,密度比为 。
(3)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为 ,该金属元素的相对原子质量为 。
(4)若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 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.(2024山东新泰一中高一质检)下列叙述正确的是( )
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含的分子数一定相等
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.一氧化碳气体和氮气,若温度、压强相同,则这两种气体的密度一定相等
10.(2024河北唐山一中模拟)如图所示,①和②为两个容积相同的固定容器,图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.若②中的O2为2 mol,则①中H2所含原子总数为4NA
B.①和②中气体的质量之比为1∶8
C.H2不能发生置换反应
D.两容器内气体密度相同
11.(2024福建三明一中模拟)标准状况下,有:①6.72 L CH4,②13.6 g H2S,③0.5 mol NH3,④1.204×1023个HCl分子,下列对这四种气体关系的描述不正确的是( )
A.体积:④<①<③<②
B.质量:①<④<③<②
C.密度:④<②<③<①
D.氢原子数:④<②<①<③
12.(2024辽宁实验中学模拟)一定温度和压强下,用质量相等的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中不正确的是( )
A.气球②中装的是CO2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球②中原子数之比为11∶16
D.气球③和气球④中气体体积之比为1∶2
13.(2024河北唐山一中模拟)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”相关的计算正确的是( )
A.现有CO、CO2、O3三种气体,它们分别都含有1 mol O,则三种气体的物质的量之比为3∶2∶1
B.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等
C.标准状况下,11.2 L X气体分子的质量为16 g,则X气体的摩尔质量是32
D.a g Cl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为
14.请回答下列问题。
(1)同温、同压下,等物质的量的两种气体SO2和CO2,分子个数之比为 ;氧原子个数之比为 ;密度之比为 ;相同条件下的体积之比为 。
(2)在标准状况下,1.7 g NH3所占的体积为 L,它与标准状况下 L H2S含有相同数目的氢原子。
(3)某气态氧化物的化学式为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 ,R的相对原子质量为 。
(4)标准状况下,NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L-1,该混合气体的平均摩尔质量为 ,该气体与氢气的相对密度为 ,NH3的体积分数为 。
(5)在标准状况下,CO和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CO2为 mol,CO占总体积的 (精确至0.1%),混合气体的摩尔质量为 (保留到小数点后一位)。
C级 学科素养拔高练
15.根据要求进行计算:
(1)a mol HClO4中含b个氧原子,则阿伏加德罗常数NA= mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)某含氯化合物X在标准状况下为气体,7.3 g X在标准状况下的体积为4.48 L,则X的摩尔质量是 。
(3)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的挡板(厚度可忽略)隔成A、B两室,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气,此时活塞的位置如图所示。
①A室混合气体的物质的量为 。
②实验测得A室混合气体的质量为34 g,若将A室H2、O2的混合气体点燃,恢复原温度后,最终挡板停留的位置在 刻度,容器内气体压强与反应前气体压强之比为 。
答案：
1.C 解析 摩尔是衡量微观粒子多少的物理量(物质的量)的单位,①错误;摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,2 mol H2O的摩尔质量与1 mol H2O的摩尔质量相同,②错误;在同温、同体积时,气体的物质的量越大,则单位体积内气体分子数越多,气体的压强就越大,③正确;两种物质的物质的量相同,若它们的存在状态都不是气体,则它们在标准状况下的体积不相同,④错误;HCl的摩尔质量是36.5 g·mol-1,⑤错误;在一定的温度和压强下,气体分子之间距离相同,则各种气体的摩尔体积相等,⑥正确;氦气是单原子分子,所以1 mol氦气的原子数为NA,⑦错误;则叙述中错误的是①②④⑤⑦,共5个。
2.C 解析 常温、常压下,气体摩尔体积不是22.4 L·mol-1,因此11.2 L氧气物质的量不是1 mol,所含的原子数不是NA,故A错误;1.8 g的N物质的量为n==0.1 mol,含有的电子数N=n×10×NA mol-1=0.1 mol×10×NA mol-1=NA,故B错误;质量与所处状态无关,48 g O3物质的量为n==1 mol,含有的氧原子数为N=n×3×NA mol-1=1 mol×3×NA mol-1=3NA,故C正确;2.4 g金属镁物质的量为n==0.1 mol,2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为N=n×2×NA mol-1=0.1 mol×2×NA mol-1=0.2NA,故D错误。
3.A 解析 标准状况下,4.48 L的C2H4和C2H6混合气体,其物质的量为0.2 mol,燃烧生成CO和CO2混合气体的物质的量之和为0.4 mol,CO和CO2混合气体的=1.429 g·L-1×22.4 L·mol-1≈32 g·mol-1,设CO的物质的量为x mol,则CO2的物质的量为(0.4-x) mol,由此可建立如下等量关系式:28x+44(0.4-x)=32×0.4,x=0.3,CO的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。也可通过十字交叉法进行CO物质的量的求算。
4.D 解析 n(H2)= mol,设金属为A,根据题意写出反应方程式:2A+3H2SO4A2(SO4)3+3H2↑,可知n(H2)∶n(A)=3∶2,故n(A)=,该金属的摩尔质量M= g·mol-1,金属的相对原子质量和摩尔质量的数值相等,故D正确。
5.A 解析 同温、同压下,体积之比等于物质的量之比,由于两瓶中气体体积相等,则两瓶气体的物质的量相等,N2O和CO2含有的O原子数目不同,所以虽然两瓶中气体物质的量相等,但是二者所含氧原子数不同,故A符合题意;N2O和CO2的摩尔质量都是44 g·mol-1,两瓶气体物质的量相等,则二者气体的总质量相等,故B不符合题意;N2O和CO2的分子都含有22个电子,两瓶气体的物质的量相等,则含有电子数相等,故C不符合题意;两瓶气体的体积相等,质量相等,则根据ρ=可以知道,二者气体的密度相等,故D不符合题意。
6.A 解析 氮气的质量为66.0 g-60.4 g=5.6 g,充满另一气体时,总质量为74.6 g,该气体的质量为74.6 g-60.4 g=14.2 g,相同条件下相同体积的不同气体其物质的量相等,根据n=可知,相同物质的量时,其质量之比等于摩尔质量之比,气体的摩尔质量(以g·mol-1为单位)在数值上等于其相对分子质量。设该气体的相对分子质量为Mr,由,解得Mr=71,A选项符合题意。
7.C 解析 m g气体A和n g气体B所含分子数相等,则物质的量相等,相同状况下体积相等,二者的摩尔质量之比为m∶n。m g气体A和n g气体B体积相等,则相同体积的气体A、B的质量之比为m∶n,故A正确;由n=可知,相同质量时气体的分子数之比与摩尔质量呈反比,则相同质量的气体A、B的分子数之比为n∶m,故B正确;结合ρ=可知,同温、同压下,气体A、B的密度之比为m∶n,故C错误;由n=可知,相同质量的气体A、B的体积之比与摩尔质量呈反比,为n∶m,故D正确。
8.答案 (1)5.6 6.02×1023(或NA) (2)1∶1 2∶3 2∶3 (3)95 g·mol-1 24 (4) L
解析 (1)0.25 mol CH4在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L,0.25 mol CH4含有的氢原子数为0.25 mol×4×6.02×1023 mol-1=6.02×1023或0.25 mol×4×NA mol-1=NA。
(2)同温、同压下,气体体积比等于分子数比,密度比等于摩尔质量比,所以同温、同压下,等体积的O2和O3所含分子个数比为1∶1,原子个数比为2∶3,密度比为2∶3。
(3)二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,则该氯化物的物质的量为0.1 mol,由M==95 g·mol-1,该金属元素的相对原子质量为95-71=24。
(4)a g该气体的物质的量为 mol,该气体的摩尔质量为 g·mol-1,则c g该气体在标准状况下的体积为 mol×22.4 L·mol-1= L。
9.BD 解析 虽然同温、同压下,气体摩尔体积相同,但该物质不一定是气体,所以其物质的量不一定相同,A错误;物质的量和分子数成正比,因此物质的量相同,气体分子数一定相等,B正确;温度和压强未知,所以气体摩尔体积不一定相同,导致无法比较两种气体的质量,C错误;根据pV=nRT可知,温度和压强相同,气体体积与物质的量成正比,即Vm是定值,根据质量公式推导,气体密度ρ=,因两气体摩尔质量相等,所以一氧化碳气体和氮气气体密度相等,D正确。
10.B 解析 为便于分析,设②中气体为2 mol,则①中气体为4 mol。若②中的O2为2 mol,则①中H2为4 mol,所含原子总数为8NA,A不正确;①和②中气体的质量之比为4 mol×2 g·mol-1∶(2 mol×32 g·mol-1)=1∶8,B正确;H2与CuO可发生置换反应,所以H2能发生置换反应,C不正确;两容器的容积相同,则气体密度之比等于气体的质量之比,即为1∶8,D不正确。
11.AC 解析 ①6.72 L CH4是0.3 mol,②13.6 g H2S的物质的量为=0.4 mol,③中NH3的物质的量是0.5 mol,④1.204×1023个HCl分子的物质的量是0.2 mol。同温、同压条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积:④<①<②<③,A错误;①中CH4的质量为0.3 mol×16 g·mol-1=4.8 g,②中H2S质量为13.6 g,③中NH3质量为0.5 mol×17 g·mol-1=8.5 g,④中HCl的质量为0.2 mol×36.5 g·mol-1=7.3 g,所以质量:①<④<③<②,B正确;依据ρ=可知,同温、同压条件下,密度与M成正比,①CH4的摩尔质量为16 g·mol-1,②H2S的摩尔质量为34 g·mol-1,③NH3的摩尔质量为17 g·mol-1,④HCl的摩尔质量为36.5 g·mol-1,所以密度:①<③<②<④,C错误;①②③④中H原子的物质的量分别是1.2 mol、0.8 mol、1.5 mol、0.2 mol,氢原子数:④<②<①<③,D正确。
12.B 解析 同温、同压、同质量下,气体体积比与摩尔质量成反比,所以体积的大小顺序是CH4>O2>CO2>SO2,②中装的是CO2,选项A正确;根据A的分析,④、③、②、①四个球中分别是CH4、O2、CO2、SO2,气球①和气球③中气体分子数之比等于体积之比,等于相对分子质量的反比,即为32∶64=1∶2,选项B不正确;气球①和气球②中气体分子数之比等于体积之比,等于摩尔质量的反比,即为44∶64=11∶16,又因为两者都是三原子分子,所以原子数之比也为11∶16,选项C正确;气球③和气球④中气体体积比与摩尔质量成反比,即为16∶32=1∶2,选项D正确。
13.D 解析 根据原子守恒知,三种气体CO、CO2、O3分别都含有1 mol O,则三种气体的物质的量分别为1 mol、0.5 mol、 mol,所以三种气体物质的量之比=1∶0.5∶=6∶3∶2,故A错误;气体摩尔体积受温度和压强影响,温度和压强未知,无法确定气体摩尔体积,导致无法计算22.4 L二氧化碳的物质的量,所以无法比较二者中碳原子数是否相等,故B错误;摩尔质量的单位是g·mol-1,则该气体摩尔质量是32 g·mol-1,故C错误;a g氯气的物质的量= mol,每个Cl2分子中含有2个氯原子,所以Cl2分子个数为0.5b,因此NA= mol-1,故D正确。
14.答案 (1)1∶1 1∶1 16∶11 1∶1 (2)2.24 3.36
(3)64 g·mol-1 32 (4)16.8 g·mol-1 8.4 80%
(5)1.75 0.75 57.1% 34.9 g·mol-1
解析 (1)SO2和CO2的物质的量相等,则其分子数之比为1∶1;氧原子数之比为1∶1;同温、同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,故密度之比为64∶44=16∶11;相同条件下的体积之比等于物质的量之比,为1∶1。
(2)1.7 g NH3的物质的量为=0.1 mol,标准状况下,其体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1 =2.24 L,设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子,则0.1 mol×3=×2,解得V=3.36。
(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=0.02 mol,摩尔质量为=64 g·mol-1,则R的相对原子质量为64-16×2=32。
(4)标准状况下,NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L-1×22.4 L·mol-1=16.8 g·mol-1。相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比,则该气体与氢气的相对密度为=8.4。设混合气体中NH3和CH4的物质的量分别为x mol、y mol,则=16.8,解得x∶y=4∶1,所以NH3的体积分数为80%。
(5)混合气体物质的量==1.75 mol;则混合气体的摩尔质量M=≈34.9 g·mol-1;设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则有,解得x=1.0,y=0.75,同温、同压下,体积之比等于物质的量之比,故CO占总体积的百分数为×100%≈57.1%。
15.答案 (1) (2)36.5 g·mol-1 (3)①2 mol ②2 1∶2
解析 (1)a mol HClO4中含b个氧原子,氧原子物质的量是4a mol,则NA= mol-1。
(2)设气体X的摩尔质量是M,7.3 g X在标准状况下的体积为4.48 L,则,M=36.5 g·mol-1。
(3)①根据阿伏加德罗定律的推论,同温、同压下,气体的体积比等于物质的量比,B室内有1 mol气体,则A室混合气体的物质的量为2 mol;②设混合气体中氢气的物质的量是x mol、混合气体中氧气的物质的量是(2-x) mol,实验测得A室混合气体的质量为34 g,即2x+32(2-x)=34,解得x=1,若将A室H2、O2的混合气体点燃,剩余0.5 mol氧气,恢复原温度后,最终挡板停留的位置在2刻度,容器内气体压强与反应前气体压强之比为1∶2。
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业5 气体摩尔体积
A级 必备知识基础练
题组1.气体摩尔体积及应用
1.(2024山东新泰一中高一质检)下列叙述错误的个数是( )
①摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
②2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍
③在同温、同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤HCl的摩尔质量是36.5
⑥在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积相等
⑦1 mol氦气的原子数为2NA
A.3 B.4
C.5 D.6
2.(2024山东东营胜利一中模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是( )
A.常温、常压下,11.2 L氧气所含的原子数为NA
B.1.8 g的N中含有的电子数为10NA
C.常温、常压下,48 g O3含有的氧原子数为3NA
D.2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
题组2.气体摩尔体积的有关计算
3.(2024河北唐山一中模拟)标准状况下,4.48 L的C2H4和C2H6混合气体充分燃烧得到CO和CO2混合气体的密度为1.429 g·L-1,则其中CO的体积为( )
A.6.72 L B.3.36 L
C.2.24 L D.1.12 L
4.(2023河北唐山一中模拟)某金属b g与足量的稀硫酸反应,生成该金属的三价正盐和标准状况下V L氢气。则该金属的相对原子质量为( )
A. B.
C. D.
题组3.阿伏加德罗定律及推论
5.(2024福建厦门外国语学校模拟)如图所示,两瓶体积相等的气体,在同温、同压时,瓶内气体(N2O和CO2不发生化学反应)的关系不正确的是( )
A.所含氧原子数相等
B.气体的总质量相等
C.气体所含电子总数相等
D.气体的密度相等
6.某容器真空时,称量其质量为60.4 g,此容器充满N2时总质量为66.0 g,在相同状况下,充满另一气体时,总质量为74.6 g。那么该气体可能是( )
A.Cl2 B.O2
C.SO2 D.HCl
7.(2024山东淄博一中模拟)已知m g A和n g B所含分子数相同,则下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,同体积的气体A、B的质量之比为m∶n
B.25 ℃时,同质量的气体A、B的分子数之比为n∶m
C.同温、同压下,气体A、B的密度之比为n∶m
D.相同状况下,同质量的气体A、B的体积之比为n∶m
8.(2024福建福州四校联盟模拟质量)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)0.25 mol CH4在标准状况下的体积为 L,0.25 mol CH4含有 个氢原子。
(2)同温、同压下,等体积的O2和O3所含分子个数比为 ,原子个数比为 ,密度比为 。
(3)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为 ,该金属元素的相对原子质量为 。
(4)若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 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.(2024山东新泰一中高一质检)下列叙述正确的是( )
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含的分子数一定相等
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.一氧化碳气体和氮气,若温度、压强相同,则这两种气体的密度一定相等
10.(2024河北唐山一中模拟)如图所示,①和②为两个容积相同的固定容器,图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.若②中的O2为2 mol,则①中H2所含原子总数为4NA
B.①和②中气体的质量之比为1∶8
C.H2不能发生置换反应
D.两容器内气体密度相同
11.(2024福建三明一中模拟)标准状况下,有:①6.72 L CH4,②13.6 g H2S,③0.5 mol NH3,④1.204×1023个HCl分子,下列对这四种气体关系的描述不正确的是( )
A.体积:④<①<③<②
B.质量:①<④<③<②
C.密度:④<②<③<①
D.氢原子数:④<②<①<③
12.(2024辽宁实验中学模拟)一定温度和压强下,用质量相等的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中不正确的是( )
A.气球②中装的是CO2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球②中原子数之比为11∶16
D.气球③和气球④中气体体积之比为1∶2
13.(2024河北唐山一中模拟)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”相关的计算正确的是( )
A.现有CO、CO2、O3三种气体,它们分别都含有1 mol O,则三种气体的物质的量之比为3∶2∶1
B.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等
C.标准状况下,11.2 L X气体分子的质量为16 g,则X气体的摩尔质量是32
D.a g Cl2中有b个氯原子,则阿伏加德罗常数NA的数值可表示为
14.请回答下列问题。
(1)同温、同压下,等物质的量的两种气体SO2和CO2,分子个数之比为 ;氧原子个数之比为 ;密度之比为 ;相同条件下的体积之比为 。
(2)在标准状况下,1.7 g NH3所占的体积为 L,它与标准状况下 L H2S含有相同数目的氢原子。
(3)某气态氧化物的化学式为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 ,R的相对原子质量为 。
(4)标准状况下,NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L-1,该混合气体的平均摩尔质量为 ,该气体与氢气的相对密度为 ,NH3的体积分数为 。
(5)在标准状况下,CO和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CO2为 mol,CO占总体积的 (精确至0.1%),混合气体的摩尔质量为 (保留到小数点后一位)。
C级 学科素养拔高练
15.根据要求进行计算:
(1)a mol HClO4中含b个氧原子,则阿伏加德罗常数NA= mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)某含氯化合物X在标准状况下为气体,7.3 g X在标准状况下的体积为4.48 L,则X的摩尔质量是 。
(3)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的挡板(厚度可忽略)隔成A、B两室,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气,此时活塞的位置如图所示。
①A室混合气体的物质的量为 。
②实验测得A室混合气体的质量为34 g,若将A室H2、O2的混合气体点燃,恢复原温度后,最终挡板停留的位置在 刻度,容器内气体压强与反应前气体压强之比为 。
答案：
1.C 解析 摩尔是衡量微观粒子多少的物理量(物质的量)的单位,①错误;摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,2 mol H2O的摩尔质量与1 mol H2O的摩尔质量相同,②错误;在同温、同体积时,气体的物质的量越大,则单位体积内气体分子数越多,气体的压强就越大,③正确;两种物质的物质的量相同,若它们的存在状态都不是气体,则它们在标准状况下的体积不相同,④错误;HCl的摩尔质量是36.5 g·mol-1,⑤错误;在一定的温度和压强下,气体分子之间距离相同,则各种气体的摩尔体积相等,⑥正确;氦气是单原子分子,所以1 mol氦气的原子数为NA,⑦错误;则叙述中错误的是①②④⑤⑦,共5个。
2.C 解析 常温、常压下,气体摩尔体积不是22.4 L·mol-1,因此11.2 L氧气物质的量不是1 mol,所含的原子数不是NA,故A错误;1.8 g的N物质的量为n==0.1 mol,含有的电子数N=n×10×NA mol-1=0.1 mol×10×NA mol-1=NA,故B错误;质量与所处状态无关,48 g O3物质的量为n==1 mol,含有的氧原子数为N=n×3×NA mol-1=1 mol×3×NA mol-1=3NA,故C正确;2.4 g金属镁物质的量为n==0.1 mol,2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为N=n×2×NA mol-1=0.1 mol×2×NA mol-1=0.2NA,故D错误。
3.A 解析 标准状况下,4.48 L的C2H4和C2H6混合气体,其物质的量为0.2 mol,燃烧生成CO和CO2混合气体的物质的量之和为0.4 mol,CO和CO2混合气体的=1.429 g·L-1×22.4 L·mol-1≈32 g·mol-1,设CO的物质的量为x mol,则CO2的物质的量为(0.4-x) mol,由此可建立如下等量关系式:28x+44(0.4-x)=32×0.4,x=0.3,CO的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。也可通过十字交叉法进行CO物质的量的求算。
4.D 解析 n(H2)= mol,设金属为A,根据题意写出反应方程式:2A+3H2SO4A2(SO4)3+3H2↑,可知n(H2)∶n(A)=3∶2,故n(A)=,该金属的摩尔质量M= g·mol-1,金属的相对原子质量和摩尔质量的数值相等,故D正确。
5.A 解析 同温、同压下,体积之比等于物质的量之比,由于两瓶中气体体积相等,则两瓶气体的物质的量相等,N2O和CO2含有的O原子数目不同,所以虽然两瓶中气体物质的量相等,但是二者所含氧原子数不同,故A符合题意;N2O和CO2的摩尔质量都是44 g·mol-1,两瓶气体物质的量相等,则二者气体的总质量相等,故B不符合题意;N2O和CO2的分子都含有22个电子,两瓶气体的物质的量相等,则含有电子数相等,故C不符合题意;两瓶气体的体积相等,质量相等,则根据ρ=可以知道,二者气体的密度相等,故D不符合题意。
6.A 解析 氮气的质量为66.0 g-60.4 g=5.6 g,充满另一气体时,总质量为74.6 g,该气体的质量为74.6 g-60.4 g=14.2 g,相同条件下相同体积的不同气体其物质的量相等,根据n=可知,相同物质的量时,其质量之比等于摩尔质量之比,气体的摩尔质量(以g·mol-1为单位)在数值上等于其相对分子质量。设该气体的相对分子质量为Mr,由,解得Mr=71,A选项符合题意。
7.C 解析 m g气体A和n g气体B所含分子数相等,则物质的量相等,相同状况下体积相等,二者的摩尔质量之比为m∶n。m g气体A和n g气体B体积相等,则相同体积的气体A、B的质量之比为m∶n,故A正确;由n=可知,相同质量时气体的分子数之比与摩尔质量呈反比,则相同质量的气体A、B的分子数之比为n∶m,故B正确;结合ρ=可知,同温、同压下,气体A、B的密度之比为m∶n,故C错误;由n=可知,相同质量的气体A、B的体积之比与摩尔质量呈反比,为n∶m,故D正确。
8.答案 (1)5.6 6.02×1023(或NA) (2)1∶1 2∶3 2∶3 (3)95 g·mol-1 24 (4) L
解析 (1)0.25 mol CH4在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L,0.25 mol CH4含有的氢原子数为0.25 mol×4×6.02×1023 mol-1=6.02×1023或0.25 mol×4×NA mol-1=NA。
(2)同温、同压下,气体体积比等于分子数比,密度比等于摩尔质量比,所以同温、同压下,等体积的O2和O3所含分子个数比为1∶1,原子个数比为2∶3,密度比为2∶3。
(3)二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,则该氯化物的物质的量为0.1 mol,由M==95 g·mol-1,该金属元素的相对原子质量为95-71=24。
(4)a g该气体的物质的量为 mol,该气体的摩尔质量为 g·mol-1,则c g该气体在标准状况下的体积为 mol×22.4 L·mol-1= L。
9.BD 解析 虽然同温、同压下,气体摩尔体积相同,但该物质不一定是气体,所以其物质的量不一定相同,A错误;物质的量和分子数成正比,因此物质的量相同,气体分子数一定相等,B正确;温度和压强未知,所以气体摩尔体积不一定相同,导致无法比较两种气体的质量,C错误;根据pV=nRT可知,温度和压强相同,气体体积与物质的量成正比,即Vm是定值,根据质量公式推导,气体密度ρ=,因两气体摩尔质量相等,所以一氧化碳气体和氮气气体密度相等,D正确。
10.B 解析 为便于分析,设②中气体为2 mol,则①中气体为4 mol。若②中的O2为2 mol,则①中H2为4 mol,所含原子总数为8NA,A不正确;①和②中气体的质量之比为4 mol×2 g·mol-1∶(2 mol×32 g·mol-1)=1∶8,B正确;H2与CuO可发生置换反应,所以H2能发生置换反应,C不正确;两容器的容积相同,则气体密度之比等于气体的质量之比,即为1∶8,D不正确。
11.AC 解析 ①6.72 L CH4是0.3 mol,②13.6 g H2S的物质的量为=0.4 mol,③中NH3的物质的量是0.5 mol,④1.204×1023个HCl分子的物质的量是0.2 mol。同温、同压条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,所以体积:④<①<②<③,A错误;①中CH4的质量为0.3 mol×16 g·mol-1=4.8 g,②中H2S质量为13.6 g,③中NH3质量为0.5 mol×17 g·mol-1=8.5 g,④中HCl的质量为0.2 mol×36.5 g·mol-1=7.3 g,所以质量:①<④<③<②,B正确;依据ρ=可知,同温、同压条件下,密度与M成正比,①CH4的摩尔质量为16 g·mol-1,②H2S的摩尔质量为34 g·mol-1,③NH3的摩尔质量为17 g·mol-1,④HCl的摩尔质量为36.5 g·mol-1,所以密度:①<③<②<④,C错误;①②③④中H原子的物质的量分别是1.2 mol、0.8 mol、1.5 mol、0.2 mol,氢原子数:④<②<①<③,D正确。
12.B 解析 同温、同压、同质量下,气体体积比与摩尔质量成反比,所以体积的大小顺序是CH4>O2>CO2>SO2,②中装的是CO2,选项A正确;根据A的分析,④、③、②、①四个球中分别是CH4、O2、CO2、SO2,气球①和气球③中气体分子数之比等于体积之比,等于相对分子质量的反比,即为32∶64=1∶2,选项B不正确;气球①和气球②中气体分子数之比等于体积之比,等于摩尔质量的反比,即为44∶64=11∶16,又因为两者都是三原子分子,所以原子数之比也为11∶16,选项C正确;气球③和气球④中气体体积比与摩尔质量成反比,即为16∶32=1∶2,选项D正确。
13.D 解析 根据原子守恒知,三种气体CO、CO2、O3分别都含有1 mol O,则三种气体的物质的量分别为1 mol、0.5 mol、 mol,所以三种气体物质的量之比=1∶0.5∶=6∶3∶2,故A错误;气体摩尔体积受温度和压强影响,温度和压强未知,无法确定气体摩尔体积,导致无法计算22.4 L二氧化碳的物质的量,所以无法比较二者中碳原子数是否相等,故B错误;摩尔质量的单位是g·mol-1,则该气体摩尔质量是32 g·mol-1,故C错误;a g氯气的物质的量= mol,每个Cl2分子中含有2个氯原子,所以Cl2分子个数为0.5b,因此NA= mol-1,故D正确。
14.答案 (1)1∶1 1∶1 16∶11 1∶1 (2)2.24 3.36
(3)64 g·mol-1 32 (4)16.8 g·mol-1 8.4 80%
(5)1.75 0.75 57.1% 34.9 g·mol-1
解析 (1)SO2和CO2的物质的量相等,则其分子数之比为1∶1;氧原子数之比为1∶1;同温、同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,故密度之比为64∶44=16∶11;相同条件下的体积之比等于物质的量之比,为1∶1。
(2)1.7 g NH3的物质的量为=0.1 mol,标准状况下,其体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1 =2.24 L,设它与标准状况下V L硫化氢含有相同数目的氢原子,则0.1 mol×3=×2,解得V=3.36。
(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=0.02 mol,摩尔质量为=64 g·mol-1,则R的相对原子质量为64-16×2=32。
(4)标准状况下,NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L-1,则该混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L-1×22.4 L·mol-1=16.8 g·mol-1。相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比,则该气体与氢气的相对密度为=8.4。设混合气体中NH3和CH4的物质的量分别为x mol、y mol,则=16.8,解得x∶y=4∶1,所以NH3的体积分数为80%。
(5)混合气体物质的量==1.75 mol;则混合气体的摩尔质量M=≈34.9 g·mol-1;设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则有,解得x=1.0,y=0.75,同温、同压下,体积之比等于物质的量之比,故CO占总体积的百分数为×100%≈57.1%。
15.答案 (1) (2)36.5 g·mol-1 (3)①2 mol ②2 1∶2
解析 (1)a mol HClO4中含b个氧原子,氧原子物质的量是4a mol,则NA= mol-1。
(2)设气体X的摩尔质量是M,7.3 g X在标准状况下的体积为4.48 L,则,M=36.5 g·mol-1。
(3)①根据阿伏加德罗定律的推论,同温、同压下,气体的体积比等于物质的量比,B室内有1 mol气体,则A室混合气体的物质的量为2 mol;②设混合气体中氢气的物质的量是x mol、混合气体中氧气的物质的量是(2-x) mol,实验测得A室混合气体的质量为34 g,即2x+32(2-x)=34,解得x=1,若将A室H2、O2的混合气体点燃,剩余0.5 mol氧气,恢复原温度后,最终挡板停留的位置在2刻度,容器内气体压强与反应前气体压强之比为1∶2。
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