高考化学一轮复习第1章物质的量第1讲物质的量气体摩尔体积集训含解析

第1讲 物质的量 气体摩尔体积

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量，下列有关说法正确的是(　　)

A．2 g H2含有1 mol氢分子

B．2 mol氧气的摩尔质量为64 g·mol－1

C．1 mol任何物质都约含有6.02×1023个分子

D．质量相等的CO和CO2，物质的量之比为2∶3

解析：选A。2 g H2的物质的量是1 mol，含有1 mol氢分子，A正确；摩尔质量的单位是g·mol－1，数值上等于物质的相对分子(原子)质量，B错误；1 mol任何物质都约含有6.02×1023个粒子，不一定是分子，也有可能是离子或原子，C错误；设质量均为m，则n(CO)∶n(CO2)＝∶＝11∶7，D错误。

2．(2021·洛阳高三模拟)一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法不正确的是(　　)

A．该温度和压强可能是标准状况

B．标准状况下该纯净物若为气态，其体积约为22.4 L

C．每个该气体分子含有2个原子

D．若O2在该条件下为气态，则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L

解析：选A。标准状况下该物质若为气态物质，则其体积约为22.4 L，故该温度和压强不可能是标准状况，A项错误，B项正确；由分子数和原子数的关系可知，该分子为双原子分子，C项正确；根据题意，在此温度和压强条件下，Vm＝30 L·mol－1，D项正确。

3．(2021·湖北省选考模考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4NA

B．标准状况下，2.24 L环己烷的分子数为0.1NA

C．1 L 0.01 mol·L－1溶液中，的离子数目之和为0.01NA　

D．电极反应LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，每转移1 mol电子释放2NA个Li＋

解析：选A。A.H2S中S的价层电子对数＝2＋＝4，因此1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4NA，A正确；B.标准状况下，环己烷不是气体，因此无法计算，B错误；C.1 L 0.01 mol·L－1溶液中，根据物料守恒可知的总物质的量为0.01 mol，因此的离子数目之和小于0.01NA，C错误；D.由LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4可知，每转移x mol电子，释放x mol Li＋，因此每转移1 mol电子释放NA个Li＋，D错误。

4．据央视新闻报道，在政府工作报告中指出，建设一批光网城市，推进5万个行政村通光纤，让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是(　　)

A．SiO2的摩尔质量为60

B．标准状况下，15 g SiO2的体积为5.6 L

C．SiO2中Si与O的质量比为7∶8

D．相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同

解析：选C。摩尔质量的单位为g·mol－1，A项错误；标准状况下，SiO2为固体，B项错误；SiO2中Si与O的质量比为28∶32＝7∶8，C项正确；SiO2和CO2的摩尔质量不同，故相同质量的SiO2和CO2的物质的量不同，所含氧原子数不同，D项错误。

5．(2021·驻马店高三模拟)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，气体体积之比等于物质的量之比，相同体积的甲、乙两种气体的物质的量相同，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＝17∶14，故M(甲)＝34 g/mol，各选项中只有H2S符合，故选A。

6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述不正确的是(　　)

A．常温常压下，等物质的量的N2和CO所含的分子数目均为NA

B．常温常压下，4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA

C．25 ℃ 1.0 L pH＝13的Ca(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.1NA

D．标准状况下，2.24 L HCl与3.4 g H2S气体分子所含电子数目均为1.8NA

解析：选A。常温常压下，“等物质的量的N2和CO”的物质的量不确定，无法判断所含的分子数目，故A错误；N2O4 的最简式为NO2，4.6 g NO2和N2O4组成的混合气体相当于0.1 mol “NO2”，0.1 mol “NO2”中含有0.2 mol氧原子，混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA，故B正确；pH＝13的Ca(OH)2溶液中OH－的浓度为0.1 mol/L，1 L该溶液中含有0.1 mol OH－，OH－数目为0.1NA，故C正确；标准状况下，2.24 L HCl与3.4 g H2S的物质的量均为0.1 mol，而HCl分子和H2S分子中均含18个电子，故0.1 mol HCl和0.1 mol H2S中含有的电子数目均为1.8NA，故D正确。

7．设NA为阿伏加德罗常数的值，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(　　)

A. B.

C. D.

解析：选D。a g该双原子分子的物质的量＝ mol，该双原子分子的摩尔质量＝＝ g·mol－1，所以b g该气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol－1＝ L。

8．标准状况下，1 L密闭容器中恰好可盛放n个N2分子和m个H2分子组成的混合气体，则阿伏加德罗常数可近似表示为(　　)

A．22.4(m＋n)

B．22.4×6.02×1023(m＋n)

C．22.4(m＋n)/(6.02×1023)

D．m＋n

解析：选A。由阿伏加德罗常数的定义可知，它指的是1 mol任何粒子中所含有的粒子数，由标准状况下22.4 L气体中所含有的分子的物质的量为1 mol、1 L气体中所含有的分子数为(m＋n)可知，阿伏加德罗常数可近似表示为22.4(m＋n)。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

9．(2021·烟台模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．26 g C2H2(乙炔)与C6H6(苯)的混合物中含σ键的数目为3NA

B．13.35 g AlCl3水解形成的Al(OH)3胶体粒子数为0.1NA

C．电解精炼铜时，当电路中转移NA个电子时，阴极析出32 g铜

D．标准状况下，11.2 L Cl2溶于水，溶液中Cl－、ClO－和HClO的粒子数之和为NA

解析：选C。A.26 g C2H2的物质的量为＝1 mol，含σ键的数目为3NA，26 g C6H6的物质的量为 mol，含σ键的物质的量为 mol×12＝4 mol，含σ键的数目为4NA，则26 g二者的混合物中含σ键的数目大于3NA，小于4NA，A项错误；B.13.35 g AlCl3的物质的量为＝0.1 mol，其水解得到Al(OH)3胶体，但Al(OH)3胶体粒子是由许多Al(OH)3聚集而成的，胶体粒子数小于0.1NA，B项错误；C.电解精炼铜时，阴极铜离子放电，发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，当电路中转移NA个电子时，有0.5 mol Cu生成，其质量为0.5 mol×64 g·mol－1＝32 g，C项正确；D.标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量是0.5 mol，Cl2溶于水，与水的反应是可逆反应，不能完全转化为生成物，所以溶液中Cl－、ClO－和HClO的粒子数之和小于NA，D项错误。

10．某硫原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，若NA表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法中正确的是(　　)

A．该硫原子的相对原子质量为

B．m g该硫原子的物质的量为  mol　

C．该硫原子的摩尔质量是aNA g

D．a g该硫原子所含的电子数为16NA

解析：选AB。该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的，即，A项正确；m g该硫原子的个数为 ，其物质的量为  mol，B项正确；该硫原子的摩尔质量是aNA g/mol，C项错误；一个硫原子所含电子数为16，则16NA为1 mol硫原子所含电子数，D项错误。

11．肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料，常温下为液体，其球棍模型如图所示。肼能与双氧水发生反应：N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．标准状况下，11.2 L N2中所含电子总数为5NA

B．标准状况下，22.4 L N2H4中所含原子总数为6NA

C．标准状况下，3.2 g N2H4中含有共价键的总数为0.6NA

D．若生成3.6 g H2O，则上述反应转移电子的数目为0.2NA

解析：选D。1个N2分子含有14个电子，标准状况下，11.2 L N2的物质的量为0.5 mol，则所含电子总数为7NA，A项错误；标准状况下肼为液体，22.4 L N2H4的物质的量远大于1 mol，故所含原子总数远大于6NA，B项错误；1个肼分子含有5个共价键，3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol，则所含共价键的数目为0.5NA，C项错误；反应N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O中，生成4 mol H2O时转移4 mol电子，故生成3.6 g(即0.2 mol)H2O时，转移电子的数目为0.2NA，D项正确。

12．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分，当左边充入1 mol N2，右边充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是(　　)

A．左边与右边分子数之比为4∶1

B．右侧CO的质量为5.6 g

C．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍

D．若改变右边CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应再充入0.2 mol CO

解析：选AC。左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量(分子数)之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体的物质的量(分子数)之比为4∶1，A正确；右侧气体的物质的量＝ mol＝0.25 mol，质量为7 g，B错误；相同条件下密度之比等于摩尔质量之比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍，C正确；隔板处于容器正中间，则左右气体的物质的量相同，应再充入0.75 mol CO，D错误。

三、非选择题

13．Ⅰ.现有m g某气体(双原子分子)，其摩尔质量为M g·mol－1，若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则：

(1)该气体的物质的量为________mol。

(2)该气体所含原子总数为________。

(3)该气体在标准状况下的体积为________L。

Ⅱ.臭氧层是地球生命的保护层，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3，将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。

解析：Ⅱ.存在如下关系：

3O22O3　　　　ΔV

3体积　2体积　　　1体积

　 V　　　　　(8－6.5)L＝1.5 L

可得V＝3 L。

答案：Ⅰ.(1)　(2)　(3)　Ⅱ.3

14．某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，他们以教材中相关科学探究为基础，设计了如下实验装置并记录相关实验数据。

【实验装置】

【部分实验数据】

请回答下列问题：

(1)4 min时，H2、O2的物质的量分别是________mol、________mol。

(2)该温度下，气体摩尔体积是________________________________________________________________________。

(3)下列叙述不正确的是________。

A．气体摩尔体积与气体的温度相关

B．在该实验条件下，3 mol O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol－1

C．同温同压下，2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同

D．该实验条件下，O2的密度为1.287 g·L－1

解析：(1)4 min时水槽中H2O减轻的质量为300 g－298.2 g＝1.8 g，根据反应：2H2O2H2↑＋O2↑可知，消耗1.8 g(0.1 mol)H2O得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。(2)0.05 mol O2的体积为1.243 L，所以气体摩尔体积为＝24.86 L·mol－1。(3)在其他条件不变时，一定物质的量的气体，温度越高，其体积越大，故温度越高，气体摩尔体积也越大，A项正确；气体摩尔体积限定气体的物质的量为1 mol，所以该实验条件下O2的气体摩尔体积为24.86 L·mol－1，B项错误；同温同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同，C项正确；该实验条件下，1 mol O2的体积为24.86 L，质量为32 g，则O2的密度为≈1.287 g·L－1，D项正确。

答案：(1)0.1　0.05　 (2)24.86 L·mol－1　 (3)B

15．某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。

Ⅰ.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。

(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于________________________________________________________________________。

(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响？________(填“有”“没有”或“不能判断”)，简述理由：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后认为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2所示的实验装置。

实验中准确测定出4个数据，如下表：

利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm＝________________________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。

(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。

(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到水的体积近似等于生成氢气的体积。

(4)装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等，所以没有影响。

Ⅱ. 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

2 mol　　　　　　　　3 mol

 mol　　　　　

Vm＝ L/mol。

答案：Ⅰ.(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大

(3)收集到水的体积

(4)没有　相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等

Ⅱ. L/mol