高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 氧化还原反应第2课时课时练习

　第2课时 气体摩尔体积

一、概念判断(判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”，共5小题，每题1分，共5分)

1．在相同条件下，1 mol任何物质的体积均相同。(　　)

提示：×。同温同压下，1 mol任何气体的体积均相同，固体或液体不相同。

2．同温同压下，1 mol气体的体积均为22.4 L。(　　)

提示：×。同温同压下，1 mol任何气体的体积均相同，但不一定是22.4 L，标准状况下是22.4 L。

3．标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。(　　)

提示：×。标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L，固体或液体则不是。

4．同温同压下，相同物质的量的气体的体积相同。(　　)

提示：√。

5．标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L。(　　)

提示：×。标准状况下H2O为液态，不能应用气体摩尔体积计算其物质的量。

二、选择题(本题包括8小题，每题2分，共16分)

·题组1　影响物质体积大小的因素

1．气体的体积主要是由以下什么因素决定的(　　)

①气体分子的直径　②气体物质的量的多少　③气体分子间的平均距离　④气体分子的相对分子质量

A．①②　　B．①③　　C．②③　　D．②④

【解析】选C。气体体积大小主要受粒子数目和分子间距离影响。

2．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　)

A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距

B．相同条件下，粒子数相同的任何气体都具有相同体积

C．同温同压下，1 mol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

【解析】选C。从微观角度来说，物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定， A正确；粒子数相同的气体的物质的量相同，相同条件下体积也相同， B正确；C项结论只适用于气态物质， C错误；压强越小、温度越高，气体体积越大， D正确。

3．气体体积的大小，与下列因素无关的是(　　)

A．气体分子数目    B．温度

C．压强        D．分子直径

【解析】选D。气体体积的大小主要决定因素是分子数目，气体分子之间的距离(与压强和温度有关)，与气体的分子直径没有关系。

·题组2　气体摩尔体积

4．下列说法正确的是(　　)

A．1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L

B．H2的气体摩尔体积约为22.4 L

C．在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L

D．在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的氮原子的物质的量约为2 mol

【解析】选D。没有明确温度和压强，无法确定气体的体积，A错误；气体摩尔体积的单位不是“L”，而是“L·mol－1”或“m3·mol－1”，另外未指明气体所处的温度和压强，H2的气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol－1，B错误；在标准状况下水不为气态，1 mol水的体积远小于22.4 L，C错误；在标准状况下，22.4 L混合气体的物质的量约为1 mol，再结合N2、N2O的分子构成可知，所含氮原子的物质的量约为2 mol，D正确。

5．有一份气体样品的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是(　　)

A．28.4 g　　　　　　　　B．28.4 g·mol－1

C．71 g·mol－1        D．14.2 g·mol－1

【解析】选C。该气体的物质的量＝4.48 L÷22.4 L·mol－1＝0.2 mol，其摩尔质量＝14.2 g÷0.2 mol＝71 g·mol－1。

【易错警示】使用22.4 L·mol－1时的注意事项

①条件：必须为标准状况。因此一定要看清气体所处的状况。

②物质状态：必须为气体，可以是单一气体，也可为混合气体。如水、酒精、四氯化碳等物质在标准状况下不是气体。

③数值：22.4 L·mol－1是近似值。

6．(2021·泉州高一检测)在25 ℃，1.01×105 Pa的压强下，7.84 L N2的物质的量A．0.35 mol    B．大于0.35 mol

C．小于0.35 mol    D．无法确定

【解析】选C。标准状况下，7.84 L的气体的物质的量是0.35 mol，但是在25 ℃，1.01×105 Pa条件下，气体体积要膨胀，所以物质的量要小于0.35 mol。

·题组3　阿伏加德罗定律

7．现有同温同压下1 mol H2和1 mol O2，下列说法正确的是(　　)

A．质量相同，体积不同

B．分子数相同，质量不同

C．体积相同，分子数不同

D．体积相同，原子数不同

【解析】选B。同温同压下，1 mol H2和1 mol O2的分子数相同，原子数相同，体积也相同，但质量一定不同。

【易错警示】(1)阿伏加德罗定律既适用于单一气体，也适用于混合气体。

(2)同温、同压、同体积和同分子数(或同物质的量)，共同存在，相互制约，只要“三同”成立，“第四同”必定成立。

8．在同温同压下，A容器中盛有H2，B容器中盛有NH3，若使它们所含的原子总数相等，则两个容器的体积之比是(　　)

A．2∶1    B．1∶2    C．2∶3    D．1∶3

【解析】选A。若A容器与B容器中原子总数相等，则其分子数之比为2∶1，根据阿伏加德罗定律，两容器体积比为2∶1。

三、非选择题(本题包括1小题，共9分)

9．(金榜原创题)(素养新思维)为了更好地理解阿伏加德罗定律，某学习小组对

1 mol不同气体在不同条件下的体积进行分析探究，得到表格：

(1)从上表分析得出的结论：

①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为

___________________________________________________________________。

②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积______________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。

③某条件下，1 mol任何气体的体积为22.4 L，该条件__________(填“一定”“一定不”或“不一定”)是标准状况。

(2)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是①_________________________________________________________________，

②_________________________________________________________________。

(3)应用：在标准状况下，4 g O2的体积为多少升？(写出计算过程)

【解析】(1)从表中的数据可以看出：1 mol 任何气体在标准状况下，体积都约为22.4 L；1 mol不同气体，在不同条件下，体积不一定相同；在273 ℃，202 kPa下，1 mol 气体体积也约为22.4 L。

(2)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间的平均距离几乎相同且1 mol气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等。

(3)4 g O2的物质的量n(O2)＝＝0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8 L。

答案：(1)①22.4 L　②不一定　③不一定

(2)①气体分子数目相等　②相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等

(3)V(O2)＝n×22.4 L·mol－1＝×22.4 L·mol－1＝×22.4 L·mol－1＝

2.8 L 

一、选择题(共15题，每小题3分，共45分)

1．(2021·绵阳高一检测)下列说法正确的是(　　)

①标准状况下，6.02×1023个气体分子所占的体积约为22.4 L

②0.5 mol N2的体积为11.2 L

③标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L

④常温常压下，28 g CO与N2的混合气体所含原子数为2NA

⑤任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1

⑥标准状况下，体积相同的两种气体的分子数一定相同

A．①③⑤　　    B．④⑥

C．③④⑥　　    D．①④⑥

【解析】选D。①6.02×1023个气体分子物质的量为1 mol，标准状况下占有的体积约是22.4 L，故①正确；②氮气不一定处于标准状况下，0.5 mol N2的体积不一定为11.2 L，故②错误；③标准状况下，水不是气体，1 mol H2O的质量为18 g，其体积远小于22.4 L，故③错误；④CO与N2的摩尔质量都是28 g·mol－1，28 g CO与N2的混合气体物质的量为1 mol，均为双原子分子，故混合气体含有2 mol原子，即混合气体所含原子数为2NA，故④正确；⑤任何气体的气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol－1，与温度、压强有关，故⑤错误；⑥相同条件下，气体的体积相等，含有的分子数目相同，故⑥正确。

2．瓦斯中甲烷与氧气的体积比为1∶2 时极易爆炸，此时甲烷与氧气的质量比为(　　)

A．1∶1　    B．1∶2    C．1∶3　    D．1∶4

【解析】选D。相同条件下，甲烷与氧气的体积比为1∶2，则甲烷与氧气的物质的量之比为1∶2，此时甲烷与氧气的质量比为(1 mol×16 g·mol－1)∶(2 mol×

32 g·mol－1)＝1∶4。

3．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是(　　)

A．H2S　    B．HCl

C．NH3　    D．Cl2

【解析】选A。同温同压下，同体积的甲、乙两种气体物质的量相同，质量比是17∶14，根据m＝nM可知，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，若乙气体是CO，则M(甲)∶28 g·mol－1＝17∶14，故M(甲)＝34 g·mol－1，各选项中只有H2S符合。

4．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 mol NH3。下列对这四种气体的关系从小到大排序不正确的是(　　)

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】选A。①6.72 L CH4物质的量为＝0.3 mol，②3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol，③13.6 g H2S的物质的量为＝0.4 mol，④0.2 mol NH3。相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以体积②>③>①>④，A错误；各物质的摩尔质量分别为①CH4为16 g·mol－1，②HCl为36.5 g·mol－1，③H2S为34 g·mol－1，④NH3为17 g·mol－1，相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比，所以密度②>③>④>①，B正确；各物质的质量分别为①CH4为0.3 mol×16 g·mol－1＝4.8 g，②HCl为0.5 mol×36.5 g·mol－1＝18.25 g，③H2S 13.6 g，④NH3为0.2 mol×17 g·mol－1＝3.4 g，所以质量②>③>①>④，C正确；各物质中H原子的物质的量分别为①CH4为0.3 mol×4＝1.2 mol，②HCl为0.5 mol，③H2S为0.4 mol×2＝0.8 mol，④NH3为0.2 mol×3＝0.6 mol，所以氢原子个数①>③>④>②，D正确。

5．2021年1月20日0时25分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03星发射升空。卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功，中国航天发射迎来2021年开门红。卫星的发射需要用到运载火箭，偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大能量，可作为航天运载火箭的推动力来源。下列叙述中正确的是(　　)

A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g

B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g

C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1

D．6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子

【解析】选B。偏二甲肼的摩尔质量为60 g·mol－1，A错误；6.02×1023个偏二甲肼分子的物质的量为1 mol，其质量为1 mol×60 g·mol－1＝60 g，B正确；1 mol偏二甲肼的质量为60 g，C错误；6 g偏二甲肼的物质的量为＝

0.1 mol，含有偏二甲肼分子的数目为0.1 mol×NA mol－1＝0.1NA，D错误。

6．(金榜原创题)(双选)如图是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　　　    B．物质的量相等

C．质量相等　    D．平均摩尔质量相等

【解析】选A、B。根据阿伏加德罗定律可知，同温同压同体积的气体具有相同的分子数，气体的物质的量相等，又因为瓶内气体均为双原子分子，故原子数相等，A、B正确；由于N2、O2的相对含量不确定，混合气体的质量不确定，两瓶气体的质量和平均摩尔质量不一定相等，C、D错误。

7．在体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(　　)

A．两种气体的压强相等

B．O2比O3质量小

C．两种气体的分子数目相等

D．两种气体的氧原子数目相等

【解析】选D。容器体积相同、密度相同，则质量相同，根据阿伏加德罗定律推论，同温、同体积时气体压强之比等于物质的量之比，n(O2)∶n(O3)＝∶＝3∶2，故A、B、C错误； D项由于气体质量相等，O2、O3均由O组成，即氧原子物质的量相等，故正确。

8．(2021·宿州高一检测)在同温、同压下，相同质量的气体X和Y，已知此时Y的体积大于X的体积，则它们的相对分子质量关系是(　　)

A．MX＞MY    B．MX＜MY

C．MX＝MY    D．无法确定

【解析】选A。同温同压下，气体摩尔体积相同，此时Y的体积大于X的体积，则n(Y)＞n(X)，又知m(X)＝m(Y)，则MX∶MY＝∶＝n(Y)∶n(X)＞1，所以MX＞MY。

9．如图中两条曲线分别表示1 g C3H6、1 g M气体在相同体积的容器中压强和温度的关系图，试据图形判断M气体可能是(　　)

A．CO    B．SO2

C．C3H8    D．Cl2

【解析】选A。同温同压下，气体的摩尔体积相等，在体积相等的容器中，气体的物质的量越大，则压强越大，1 g C3H6的物质的量为 mol，由图可知在温度为50 ℃时，两种气体的压强之比为1.2∶0.8，则物质的量之比为1.2∶0.8，设气体M的相对分子质量为x，则∶＝0.8∶1.2，x＝28，只有A符合，故选A。

10．下列说法中正确的是(　　)

A．1 mol H2O含有的原子数目为3NA

B．1 mol S和O2的摩尔质量都是32 g

C．1 mol任何气体中都含有相同的原子数

D．22.4 L CO2气体中含有3NA个原子

【解析】选A。1 mol H2O含有的原子数目为3NA ，故A正确；S和O2的摩尔质量与物质的量大小无关，二者摩尔质量都是32 g·mol－1，故B错误；构成气体分子可以是单原子、双原子和多原子分子，则1 mol气体中含有原子数不一定相等，故C错误；不是标准状况下，22.4 L CO2气体的物质的量不一定是1 mol，故D错误。

11．(金榜原创题)如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在甲、乙、丙内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，甲、乙、丙内的气体密度相等。下列说法不正确的是(　　)

A.物质的量：n(X)＝n(Y)＝n(CO2)

B．分子数目：N(X)＝N(Y)＝N(CO2)

C．气体的体积：V(X)＝V(Y)＝V(CO2)

D．摩尔质量：M(X)＝M(Y)＝44

【解析】选D。由信息可知，甲、乙、丙内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，甲、乙、丙内的气体密度和压强相等，可知X、CO2、Y的体积相同、物质的量相同。n(X)＝n(Y)＝n(CO2)，A项正确；由N＝nNA可知，分子数目N(X)＝N(Y)＝N(CO2)，B项正确；由V＝可知，气体的体积V(X)＝V(Y)＝V(CO2)，C项正确；n(X)＝n(Y)，由M＝可知，摩尔质量M(X)＝M(Y)＝M(CO2)＝44 g·mol－1，缺少单位，D项错误。

12．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子的结构如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．N4属于一种新型化合物

B．N4与N2的摩尔质量相等

C．等质量的N4与N2所含原子的个数比为1∶1

D．等质量的N4与N2所含分子的个数比为2∶1

【解析】选C。N4属于单质，A错误；N4与N2的摩尔质量分别为56 g·mol－1和28 g·mol－1，B错误；等质量的N4与N2的物质的量之比为1∶2，所含原子的个数比为1∶1，C正确；等质量的N4与N2的物质的量之比为1∶2，所含分子的个数比为1∶2，D错误。

13．(2021·昆明高一检测)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相同的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的气体摩尔体积比CO2的气体摩尔体积小

D．甲中CO的密度比乙中CO2的密度小

【解析】选D。A.根据N＝nNA知，二者的分子数之比等于其物质的量之比为11∶7，所以CO分子数多，故A错误；B.根据V＝nVm知，相同条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，所以甲的体积比乙大，故B错误；C.温度和压强相等，其气体摩尔体积相等，所以二者的气体摩尔体积相等，故C错误；D.ρ＝知，相同条件下，其密度之比等于摩尔质量之比，所以甲中CO的密度比乙中CO2的密度小，故D正确。

14．(2021·济南高一检测)如果a g某气体中含b个分子，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)(　　)

A． L    B． L

C． L    D． L

【解析】选A。a g该气体中含b个分子，则知n＝ mol，M＝＝ g·

mol－1，则c g该气体的物质的量为 mol＝ mol，其体积为V＝n·Vm＝ L。

15．(2021·长春高一检测)在一定条件下，1体积气体A2和2体积气体B2完全反应生成了2体积气体X(体积在相同条件下测定)，则X的化学式是(　　)

A．AB    B．A2B3

C．AB2    D．AB3

【解析】选C。相同条件、同一化学反应中，各物质的体积之比等于其计量数之比，A2、B2和X的计量数之比＝1∶2∶2，所以其方程式为A2＋2B2===2X，根据原子守恒知，X化学式为AB2，故选C。

二、非选择题(本题包括2小题，共25分)

16．(14分)(2021·沈阳高一检测)在标准状况下，

①5 g H2；②11.2 L O2；③2 mol H2O；④6.02×1023个CO2分子。

(1)5 g H2的物质的量是________，体积是________；

(2)6.02×1023个CO2分子的物质的量是____________，质量是__________；

(3)所含分子数最多的是__________(请用序号回答，下同)；

(4)所含原子数最多的是__________；

(5)质量最大的是__________；

(6)体积最大的是__________；

(7)相同条件下，气体密度最大的是__________。

【解析】①5 g H2物质的量为＝2.5 mol；含分子个数为2.5NA，含有原子个数为5NA；质量为5 g；标准状况下体积为2.5Vm；②11.2 L O2物质的量为＝0.5 mol；含分子个数为0.5NA，原子个数为NA；质量为

0.5 mol×32 g·mol－1＝16 g；标准状况下体积为0.5Vm；③2 mol H2O含分子个数为2NA，原子个数为6NA；质量为2 mol×18 g·mol－1＝36 g；体积为36 mL；④6.02×1023个CO2分子物质的量为＝1 mol；分子个数为NA，原子个数为3NA；质量为3 mol×44 g·mol－1＝132 g；标准状况下体积为Vm；所以：(1)5 g H2的物质的量是2.5 mol，体积是56 L；(2)6.02×1023个CO2分子的物质的量是1 mol，质量是 44 g；(3)所含分子数最多的是①；(4)所含原子数最多的是③；(5)质量最大的是④；(6)体积最大的是 ①；(7)相同条件下，气体密度之比等于摩尔质量之比，所给气体中二氧化碳摩尔质量最大，密度最大。

答案：(1)2.5 mol　56 L　(2)1 mol　44 g　(3)①　(4)③　(5)④　(6)①　(7)④

17．(11分)(素养新思维)如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入0.4 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图所示。已知乙室中气体的质量比甲室多7.0 g。

(1)甲室中气体的质量为________g。

(2)甲室中NH3、H2的物质的量之比为____________。

(3)将隔板a去掉，当HCl与NH3充分反应生成NH4Cl固体后，隔板b将位于刻度“__________”(填数字，不考虑固体物质产生的压强)处。

【解析】根据密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板分隔成甲、乙两室，故两室中可视为同温、同压状况，根据阿伏加德罗定律及推论，甲室中气体物质的量为n(NH3)＋n(H2)＝2n(HCl)＝0.8 mol。

(1)甲室中气体的质量m＝36.5 g·mol－1×0.4 mol－7.0 g＝7.6 g。

(2)设甲室中含有x mol NH3，y mol H2。

⇒⇒x∶y＝1∶1。

(3)隔板a去掉后，0.4 mol NH3和0.4 mol HCl恰好完全反应生成NH4Cl固体，此时容器中气体只有0.4 mol H2。活动隔板b所处位置即气体体积数，气体体积之比等于物质的量之比，即＝＝＝，V＝2。

答案：(1)7.6　(2)1∶1　(3)2

 (九层之台，起于累土——难点知识从基础练起)

写出下列反应的化学方程式。

①钠在氯气中燃烧：2Na＋Cl22NaCl。

②漂白粉在空气中失效：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO；2HClO2HCl＋O2↑。

③Cl2与FeCl2溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。