高中化学第三节 物质的量课后作业题

气体摩尔体积

1．在标准状况下，由22 g CO2和32 g O2组成的混合气体，其体积约为(　　)

A．11.2 L B．22.4 L

C．33.6 L D．44.8 L

解析：选C　22 g CO2的物质的量为＝0.5 mol,32 g O2的物质的量为＝1 mol，则在标准状况下的体积约为(0.5  mol＋1 mol)×22.4 L/mol＝33.6 L。

2．下列说法正确的是(阿伏加德罗常数用NA表示)(　　)

①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L

②0.5 mol H2所占体积为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的混合气体所含的原子数为2NA

⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol

⑥标准状况下，体积相同的气体的分子数相同

A．①③⑤ B．④⑥

C．②④⑥ D．①④⑥

解析：选B　未说分子为气体分子，所以体积不一定是22.4 L，①错误；②没说是在标准状况下，气体摩尔体积不确定，所以体积不一定是11.2 L，②错误；标准状况下，H2O不是气体，所以体积不是22.4 L，③错误；因为CO与N2的相对分子质量均为28，所以28 g混合气体的物质的量为1 mol，又因为每个分子中都含有两个原子，所以所含的原子数为2NA，④正确；未说明是在标准状况下，⑤错误；根据阿伏加德罗定律，同温同压下，体积相同，物质的量相同，分子数也就相同，⑥正确。

3．下列各组物质中，分子数相同的是(　　)

A．5 L Cl2与5 L HCl

B．18 g H2O与标准状况下44.8 L CO2

C．在25 ℃和1.01×105 Pa时，等体积的空气与H2

D．0.2 mol O2与标准状况下2.24 L水

解析：选C　A项，缺少温度和压强的条件，虽然体积相同，但是分子数不一定相同，错误；B项，18 g H2O的物质的量为1 mol，标准状况下44.8 L CO2的物质的量是2 mol，二者分子数不等；C项，同温、同压下，等体积的气体含有相同的分子数；D项，标准状况下，水不是气体，故2.24 L水的物质的量大于0.2 mol，错误。

4．标准状况下，5.6 L某气体的质量为8 g，则该气体的相对分子质量是(　　)

A．64 B．48

C．32 D．16

解析：选C　5.6 L该气体的物质的量为＝0.25 mol，该气体的摩尔质量M＝＝32 g/mol。

5．同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是(　　)

A．同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1

B．等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1

C．同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1

D．甲与乙的相对分子质量之比为1∶1

解析：选B　同温同压下，体积之比等于物质的量之比，：＝1∶2，则M甲∶M乙＝1∶1，同温同压下，密度之比等于其摩尔质量之比，因此甲和乙密度之比为1∶1，故A说法正确；因为不知甲和乙气体分子组成，因此无法判断原子数之比，故B说法错误；同温同体积下，压强之比等于其物质的量之比，即等质量的甲和乙的压强之比为1∶1，故C说法正确；摩尔质量在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量，故D说法正确。

6．下列说法中正确的是(　　)

A．32 g O2占有的体积约为22.4 L

B．22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子

C．在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g

D．22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数

解析：选D　A、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标准状况下水是液体；D项中22 g CO2的物质的量与标准状况下11.2 L HCl的物质的量相等，所含分子数也相等。

7．常温、常压下，等质量的CH4、CO2、O2、SO2分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是(　　)

解析：选D　由V＝Vm可知，等质量时，M越小，则体积越大，CH4、CO2、O2、SO2四种气体的摩尔质量分别为16 g/mol、44 g/mol、32 g/mol、64 g/mol，则CH4的体积最大。

8．CO2和H2组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中CO2与H2的体积比为(　　)

A．13∶8 B．8∶13

C．16∶9 D．9∶16

解析：选A　同温同压下气体密度之比等于其摩尔质量之比，而CO2和H2组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同，则混合气体的平均相对分子质量为28，设二氧化碳的物质的量为x mol，氢气的物质的量为y mol，则M＝＝＝28，解得x∶y＝13∶8，则二氧化碳与氢气的体积比为13∶8。

9．下列物质中，在标准状况下体积最大的是(　　)

A．28 g N2 B．71 g Cl2

C．48 g O2 D．1 000 g H2O

解析：选C　因标准状况下气体体积V＝×22.4 L，气体的物质的量越大，体积越大。N2、Cl2、O2的物质的量分别为1 mol、1 mol、1.5 mol，此时水不是气体。

10．同温、同压下，同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是一氧化碳，则甲气体可能是(　　)

A．H2S B．HCl

C．NH3 D．Cl2

解析：选A　同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，摩尔质量与质量成正比，同体积的甲、乙两种气体的物质的量相同，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，则甲气体的摩尔质量为34 g/mol，只有硫化氢符合。

11．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表示不正确的是(　　)

A．体积：④<①<③<②

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D　①n(CH4)＝＝0.3 mol；

②n(HCl)＝＝0.5 mol；

③n(H2S)＝＝0.4 mol；

④n(NH3)＝0.2 mol。

在标准状况下气体的物质的量越大，则体积越大，四种气体的体积由小到大的顺序为④<①<③<②；密度大小与摩尔质量成正比，故密度由小到大的顺序为①<④<③<②；根据m＝nM可知质量由小到大的顺序为④<①<③<②；根据每种气体的物质的量及分子组成可知氢原子个数由少到多的顺序为②<④<③<①。

12．同温、同压下相同体积的任何气体中含有的分子数相同。在一定温度和压强下，50 mL A2气体与75 mL B2气体恰好化合生成50 mL某气体化合物，则该化合物的化学式为(　　)

A．AB2 B．AB

C．A3B D．A2B3

解析：选D　由于同温同压下气体体积之比等于气体的分子数之比可知，A2、B2及产物的物质的量之比为2∶3∶2，再由质量守恒定律可知，生成物的化学式为A2B3。

13．(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为______L。

(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________g。

(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________L。

(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为______个。

(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________L。

解析：(1)V＝0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L。

(2)标准状况下，44.8 L H2的物质的量为＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g/mol＝

4 g。

(3)n(O2)＝＝0.5 mol，V(O2)＝0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L。

(4)n(O2)＝＝1.5 mol，

N(O2)＝1.5 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1023。

(5)n(O2)＝＝0.5 mol，n(N2)＝＝1.5 mol，故标准状况下混合气体的体积为(0.5＋1.5)mol×22.4 L/mol＝44.8 L。

答案：(1)11.2　(2)4　(3)11.2

(4)9.03×1023　(5)44.8

14．Ⅰ.填写序号空白处。

Ⅱ.(1)1.204×1024个分子的O2，在标准状况下的体积为________L。

(2)19 g某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4 mol Cl－，ACl2的摩尔质量是________

g/mol，A的相对原子质量是________。

(3)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，请回答下列问题：

①该混合气体的平均摩尔质量为________________g/mol；

②该混合气体中，CO和CO2的物质的量之比为________。

解析：Ⅰ.①氮气的物质的量为n＝＝＝0.25 mol；③CaCO3的摩尔质量为100 g/mol；②CaCO3的质量为m＝n·M＝×100 g/mol＝50 g；④CH4的分子数为N＝NA·n＝6.02×1023mol－1×0.5 mol＝3.01×1023；⑤CH4的质量为m＝M·n＝16 g/mol×0.5 mol＝8 g；Ⅱ.(1)V＝Vm·n＝Vm×＝22.4 L/mol×＝44.8 L。(2)n(ACl2)＝＝0.2 mol，M(ACl2)＝＝＝95 g/mol；A的相对原子质量是95－35.5×2＝24。(3)①M＝＝＝＝36 g/mol；

②设CO和CO2的物质的量分别为n1、n2，则n1×28 g/mol＋n2×44 g/mol＝14.4 g，n1＋n2＝，联立解得n1＝0.2 mol，n2＝0.2 mol，则n1∶n2＝1∶1。

答案：Ⅰ.①0.25　②50　③100　④3.01×1023　⑤8　Ⅱ.(1)44.8　(2)95　24　(3)①36　②1∶1

15．二硫化碳(CS2，标准状况下为液体)能够在氧气中完全燃烧生成CO2和SO2，现有0.228 g CS2在448 mL O2(标准状况下)中完全燃烧，反应后气体混合物在标准状况下的体积是(　　)

A．112 mL B．224 mL

C．336 mL D．448 mL

解析：选D　反应的化学方程式为CS2＋3O2CO2＋2SO2，这说明反应前后气体的体积不变，因此反应后气体的体积就是反应前氧气的体积448 mL。

16．设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下O2和N2的混合气体m g含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积应是(　　)

A. L B. L

C. L D. L

解析：选A　令混合气体的平均摩尔质量为M g/mol，根据物质的量和粒子数之间的关系可知，M＝ g/mol，因此n g混合气体的体积为n× L＝ L。

17．填写下列空白：

(1)将等物质的量的NH3和CH4混合，混合气体中NH3与CH4的质量比为________。

(2)要使NH3与CH4含相同数目的H原子，则NH3和CH4的物质的量之比为________。

(3)标准状况下，密度为0.75 g/L的NH3与CH4组成的混合气体中，NH3的体积分数为________。

(4)已知 a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和 d g D，则C的摩尔质量为________________________________________________________________________。

(5)同温、同压下，已知O2的密度为ρ g/L，则CO2的密度为________g/L。

解析：(1)将等物质的量的NH3和CH4混合，设NH3与CH4的物质的量均为1 mol，则m(NH3)＝17 g，m(CH4)＝16 g，二者的质量比为17∶16。(2)要使NH3与CH4含有相同数目的H原子，设NH3和CH4的物质的量分别为a mol、b mol，则有a mol×3＝4 mol×b，a∶b＝4∶3。(3)标准状况下，混合气体的平均摩尔质量为0.75 g/L×22.4 L/mol＝16.8 g/mol，设NH3物质的量为x，CH4物质的量为y，则＝16.8，x∶y＝4∶1，所以NH3的体积分数为×100%＝80%。(4)已知a g A和b g B恰好完全反应生成0.2 mol C和d g D，由质量守恒定律可知，C的质量为m(C)＝(a＋b－d)g，则M(C)＝＝5(a＋b－d)g/mol。(5)同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，设CO2的密度为a g/L，则＝＝，a＝ g/L。

答案：(1)17∶16　(2)4∶3　(3)80%　(4)5(a＋b－d)g/mol　(5)

18．某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制O2。

实验步骤如下：

①连接好实验装置，检查装置的气密性。

②把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为16.0 g。

③加热，开始反应，直到不再有气体产生为止。

④测量排入量筒中水的体积为284.3 mL，换算成标准状况下氧气的体积为279.0 mL。

⑤准确称量试管和残留物的质量为15.6 g。

根据上述实验过程，回答下列问题：

(1)如何检查装置的气密性？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：

①调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同

②使试管和广口瓶内气体都冷却至室温

③读取量筒内液体的体积

这三步操作的正确顺序是________(请填写步骤序号)。

进行③的实验操作时，若仰视读数，则读取氧气的体积________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)实验过程中产生氧气的物质的量是________ mol；实验测得标准状况下的气体摩尔体积是________(保留小数点后两位)。

解析：(1)利用压强差检验装置气密性。(2)分解生成的氧气温度较高，气体体积有热胀冷缩的性质，为防止产生误差，应该冷却气体；水能产生压强，对测量结果有影响，所以要调整液面高度；最后读取数值，视线要与凹液面最低处相平，所以操作顺序为②①③，仰视会导致读数偏小，生成氧气的体积与水的体积相等，所以导致测量气体体积偏小；(3)氧气的质量＝16.0 g－15.6 g＝0.4 g，物质的量＝＝＝0.012 5 mol，标准状况下氧气的体积为279.0 mL，则气体摩尔体积Vm＝＝22.32 L/mol。

答案：(1)向广口瓶中注满水，塞紧橡胶塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后，过一会儿长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气

(2)②①③　偏小

(3)0.012 5　22.32 L/mol