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第2课时 气体摩尔体积
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 mol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:_???????????°????¤?_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 mol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·mol-1是标准状况下的气体摩尔体积,D错误。21cnjy.com
2.下列各气体_?????????3.0_1×1023个O的CO2;②标准状况下6.72 L的HCl;③3.4 g的NH3;④0.5 mol 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<③ D.④<②<①<③
解析:①含3._01??102_3个O的CO2的物质的量为=0.25 mol,所含原子总数为0.25×3NA=0.75NA;②中HCl的物质的量为n==0.3 mol,所含原子总数为0.3×2NA=0.6NA;③中3.4 g NH3的n==0.2,所含原子总数为0.2×4NA=0.8NA;④中0.5 mol 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。21教育网
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_é????¨????°???????_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。21·cn·jy·com
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==。B选项==。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 )2·1·c·n·j·y
A.C2H4 B.CH4
C.CO2 D.NO
解析:由图可知,相同温度_??????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。21·世纪*教育网
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 g B.32 g
C.64 g/mol D.32 g/mol
解析:标准状况下,气体体积为6_72_mL???_该气体的物质的量为=0.03 mol,根据M=,则该气体的摩尔质量为=64 g·mol-1,故C正确。
7.一个密闭容器,中间有_??????è????±?????¨_的隔板(厚度可忽略)将容器分成两部分,当左边充入1 mol 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 )2-1-c-n-j-y
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶2 D.2∶1
解析:隔板不移动,说明两边的压强_??????????????????_同,因此体积比等于物质的量之比,即有==4,解得混合气体物质的量为0.25 mol,混合气体平均摩尔质量为=32 g·mol-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。21*cnjy*com
二、非选择题
8.(1)同温同压下,同体积的_?????·(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__。21教育名师原创作品
(2)在标准状况下,4 g H2_???11.2__L O2、1 mol 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_????????????????§?_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_é???????????n(_H2)==2 mol,n(O2)==0.5 mol,n(H2O)=1 mol。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 mol×2=4 mol,0.5 mol×2=1 mol,1 mol×3=3 mol,故所含原子数最多的是H2;质量分别为4 g,0.5 mol×32 g·mol-1=16 g,1 mol×18 g·mol-1=18 g,故质量最大的是H2O;体积分别为V(H2)=22.4 L·mol-1×2 mol=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)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·mol-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,_???m(XY2_)=0.672 L×2.56 g·L-1-32 g·mol-1×=0.76 g,物质的量n(XY2)为×n(O2)=0.01 mol,故M(XY2)==76 g·mol-1。
(3)由=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。【出处:21教育名师】
10.(1)质量之_??????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?????¨???_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·mol-1__,R的相对原子质量为__32__。
解析:(1)_è?¨é???????????1_6∶7∶6,说明其物质的量之比为∶∶=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_???é?????1.7_ g÷17 g·mol-1=0.1 mol,在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,0.1 mol NH3含有0.3 mol H,与0.15 mol H2S含有相同数目的氢原子,则标准状况下0.15 mol H2S的体积为0.15 mol×22.4 L·mol-1=3.36 L。
(3)在标准状况下,1.28 _gè???°§?????????_体积为448 mL,其物质的量为0.448 L÷22.4 L·mol-1=0.02 mol,摩尔质量为1.28 g÷0.02 mol=64 g·mol-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_??????????????????_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???_物质的量不是1 mol,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 mol;C项正确;标准状况下,1.12 L CO2和1.12 L O2均含有0.1 mol 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。【版权所有:21教育】
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.③②④⑤① B.③②④①⑤
C.①④⑤②③ D.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 g B.物质的量为6 mol
C.体积为22.4 L D.物质的量为12 mol
解析:12 g H2的物质的_é?????6_mo_l,与其体积相等的N2的物质的量也为6 mol,质量为28 g·mol-1×6 mol=168 g,体积为22.4 L·mol-1×6 mol=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 mol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 _???é?????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 mol 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 mol,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 mol气态物质的体积均约为22.4 L
D.1 mol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_???è?¨é???????????_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 mol气态物质的体积都约为22.4 L,C项正确;1 mol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?????·??????3_.01×1023个氯化氢分子;③13.6 g硫化氢;④0.2 mol 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<③ B.密度:①<④<③<②
C.质量:④<①<③<② D.氢原子数:②<④<③<①
解析:①n(CH4)==0.3 mol,
②n(HCl)==0.5 mol,
③n(H2S)==0.4 mol,
④n(NH3)=0.2 mol。
在标准状况下,根据=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=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。21*cnjy*com
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,_??????????????????_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,_????????¨??????O_2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.28 B.60
C.32 D.44
解析:方法一_?????????è§????è·?_,设容器的质量为m。同温同压下,=,因为容器体积不变,所以有=,得m=100 g,然后由=,得M(某)=28 g·mol-1,即相对分子质量为28,选A。
方法二:差量法。同温同压下,_?°????è?¨é??????·?_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:=,解得M(某)=28 g·mol-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·mol-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. L B. L
C. L D. L
解析:a g气体的物质的量:n= mol
该气体的摩尔质量:M= g·mol-1
c g气体的物质的量:n′= mol
c g气体在标准状况下的体积:
V= mol×22.4 L·mol-1= L。
11.在一定条件下,某化_??????X?????????_解:2XA↑+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.11.43 B.22.85
C.80.01 D.160.02
解析:根据质量守恒定律,2 mol X生成7 mol混合气体,X的摩尔质量为=80.01 g·mol-1。21世纪教育网版权所有
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 )【来源:21·世纪·教育·网】
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_?????·????????????_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·mol-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。www-2-1-cnjy-com
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∶4 B.4∶3
C.2∶1 D.1∶2
解析:根据CO和CO2中C与O_??????????????°???_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×44 g·mol-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???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__ mol-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=== mol,
则NA=== mol-1。
15.如图所示,一密闭容器被无摩_?????????è????±???_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 mol,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。【来源:21cnj*y.co*m】
(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_???????????????___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__。www.21-cn-jy.com
解析:(1)相同条件下,气体的_???è?¨???é????????_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 mol NH3,所以甲室中气体的物质的量为0.8 mol,因为乙室气体质量为0.4 mol×17 g·mol-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 mol,N2的物质的量为y mol,根据其物质的量、质量列方程组:x mol+y mol=0.8 mol,36.5 g·mol-1×x mol+28 g·mol-1×y mol=24.1 g,解得x=0.2,y=0.6,因此HCl、N2的质量之比为(0.2 mol×36.5 g·mol-1)∶(0.6 mol×28 g·mol-1)=73∶168。
(2)乙室中NH3_??????è?¨???é?????_0.4 mol,甲中HCl的物质的量为0.2 mol,所以反应生成0.2 mol NH4Cl固体,剩余NH3的物质的量为0.2mol,剩余的气体总物质的量为0.8 mol,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 mol,其活塞b在“6”处,现在气体总物质的量为0.8 mol,所以活塞b将会左移至“4”处;体系的平均摩尔质量M===25.25 g·mol-1。
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