高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 物质的化学计量第2课时练习题

气体摩尔体积

(建议用时：25分钟)

[合格过关练]

1．下列物质的体积约为22.4 L的是(　　)

A．标准状况下1 mol H2O

B．20 ℃、101 kPa时36.5 g HCl

C．常温常压下17 g NH3

D．标准状况下0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合气体

D　[A项中水在标准状况下不是气态，B、C中气体都为1 mol，但不处于标准状况下。]

2．1 g氮气所占有的体积为V L，则氮气的摩尔体积为(　　)

A．22.4 L·mol－1　　 B．28V L·mol－1

C. L·mol－1   D. L·mol－1

B　[氮气的摩尔体积＝V L÷(1 g÷28 g·mol－1)＝28V L·mol－1。]

3．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　)

A．常温常压下，71 g Cl2中含有的Cl2数目为NA

B．在标准状况下，22.4 L CCl4中含有的C数目为4NA

C．在标准状况下，22.4 L的CO2和O2组成的混合气体中，含氧原子数为2NA

D．2.1 g O2和2.7 g O3的混合气体所含氧原子数为0.3NA

B　[71 g Cl2物质的量为1 mol，所含Cl2数目为NA，A项正确；在标准状况下，CCl4呈液态，B项不正确；在标准状况下，22.4 L的CO2和O2的混合气体即1 mol混合气体，无论是1个CO2还是1个O2中都含有2个O，故1 mol 混合气体中含氧原子数为2NA，C项正确；2.1 g O2和2.7 g O3的混合气体即共有4.8 g氧原子，氧原子的物质的量为0.3 mol，故含氧原子数为0.3NA，D项正确。]

4．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

D　[容器体积相同、密度相同，则质量相同，根据阿伏加德罗推论，同温、同容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项错误；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。]

5．下列四种气体：①含3.01×1023个O的CO2；②在标准状况下，6.72 L的HCl；③3.4 g的NH3；④0.5 mol He。所含的原子总数由少到多的顺序正确是(　　)

A．①<③<④<②   B．③<①<②<④

C．④<①<②<③   D．④<②<①<③

D　[①含0.75 mol原子；②为0.3 mol HCl，含0.6 mol 原子；③为0.2 mol NH3，含0.8 mol原子；④含0.5 mol原子。]

6．等物质的量的氮气和一氧化碳，下列说法不正确的是(　　)

A．同温同压下体积相同

B．在任何条件下所含微粒个数相同

C．只有在标准状况下，体积、质量、微粒数才相等

D．在任何条件下质量都相同

C　[同温同压下，气体摩尔体积相同，气体物质的量相等时体积必定相等，A正确；等物质的量的N2和CO所含的分子数必相等，B正确；等物质的量的氮气和一氧化碳无论是否在标准状况，质量、微粒数一定相等，气体体积在同温同压下相等，C错误；N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol－1，等物质的量的N2和CO的质量相同，D正确。]

7．在一定温度和压强下，30L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，下列有关说法中不正确的是(　　)

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，其体积约是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

A　[若该物质为气态物质，则其在标准状况下的体积为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，且其物质的量为1 mol，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。]

8．在相同的温度和压强下，4个容积相同的容器中分别装有4种气体：a.CO2；b.O2；c.N2；d.CH4。则4个容器中气体的质量由大到小的顺序是(　　)

A．c>d>b>a   B．b>a>d>c

C．a>b>c>d   D．d>c>a>b

C　[同温、同压、同体积的气体具有相同的物质的量，其质量的大小与四种气体的摩尔质量成正比，因摩尔质量大小顺序为M(CO2)>M(O2)>M(N2)>M(CH4)，C项正确。]

9．同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为        ；同质量的氨气和硫化氢气体体积比为        ，其中含有的氢原子数目比为        ；若二者氢原子数相等，则它们的体积比为        。

[解析]　同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的物质的量相等，故质量比为17∶34＝1∶2；同质量的氨气和硫化氢气体物质的量之比为∶＝2∶1，氢原子数目之比为(2×3)∶(1×2)＝3∶1；二者氢原子数相等时，物质的量之比为∶＝2∶3，故同温同压下体积之比为2∶3。

[答案]　1∶2　2∶1　3∶1　2∶3

10．现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为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        个。

(3)该气体在标准状况下的体积为        L。

(4)该气体在标准状况下的密度为        g·L－1。

[解析]　(1)由n＝m/M可求。(2)由物质的量可求得该气体的分子数，进一步可求得原子数。(3)由V＝nVm可求得该气体在标准状况下的体积。(4)由质量和已求得的标准状况下的体积可求得密度，也可以由M＝Vm·ρ求得密度。

[答案]　(1)m/M　(2)2mNA/M　(3)22.4m/M  (4)M/22.4

[素养培优练]

11．在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，下列说法中正确的是(　　)

A．若M(甲)＜M(乙)，则分子数：甲＜乙

B．若M(甲)>M(乙)，则气体摩尔体积：甲＜乙

C．若M(甲)＜M(乙)，则气体的压强：甲>乙

D．若M(甲)>M(乙)，则气体的体积：甲＜乙

C　[等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比，若M(甲)＜M(乙)，则分子数：甲>乙，A项错误；若M(甲)>M(乙)，则物质的量：甲＜乙，又气体体积相等，故气体摩尔体积：甲>乙，B项错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，C项正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D项错误。]

12．下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是(　　)

A　 　  B　　   C    D

A　[等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)∶n(He)＝2∶1，相同条件下气体的物质的量与体积成正比，所以其体积关系为V(H2)∶V(He)＝2∶1，C、D项均错误；B项中氦气应为单原子分子。]

13．(1)0.25 mol某固体A的质量是15 g，A的相对分子质量为        。

(2)在同温、同压、同体积的条件下，H2与气体A的质量之比是1∶8，A的摩尔质量为                           。

(3)在25 ℃、101 kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，A的摩尔质量为                               。

(4)两个同容积的密闭容器A、B，在25 ℃下，A中充入a g A气体，B中充入a g CH4气体，A与B内的压强之比是4∶11，A的摩尔质量为                                              。

(5)在同温、同压下，相同体积的CH4与气体A的密度之比为1∶4，A的摩尔质量为                                    。

[解析]　(1)M(A)＝15 g÷0.25 mol＝60 g·mol－1，Mr(A)＝60。

(2)同温、同压、同体积的两种气体物质的量相同，物质的量相同时，质量与摩尔质量成正比，则m(H2)∶m(A)＝M(H2)∶M(A)，即1∶8＝2 g·mol－1∶M(A)，解得M(A)＝16 g·mol－1。

(3)同温、同压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则V(CH4)∶V(A)＝M(A)∶M(CH4)，即15∶8＝M(A)∶16 g·mol－1，解得M(A)＝30 g·mol－1。

(4)同温、同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，质量相同时，物质的量与摩尔质量成反比，则p(A)∶p(CH4)＝M(CH4)∶M(A)，即4∶11＝16 g·mol－1∶M(A)，解得M(A)＝44 g·mol－1。

(5)同温、同压、同体积下，气体密度与摩尔质量成正比，即ρ(CH4)∶ρ(A)＝M(CH4)∶M(A)，即1∶4＝16 g·mol－1∶M(A)，解得M(A)＝64 g·mol－1。

[答案]　(1)60　(2)16 g·mol－1　(3)30 g·mol－1　　(4)44 g·mol－1　(5)64 g·mol－1

14．[素养题]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        。

(2)该混合气体中碳原子的个数为        (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

(3)将该混合气体依次通过如下图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。

①气球中收集到的气体的摩尔质量        。

②气球中收集到的气体的电子总数为        (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

③标准状况下气球中收集到的气体的体积为           L。

[解析]　(1)气体的物质的量为8.96 L/22.4 L·mol－1＝0.4 mol，该混合气体的平均摩尔质量为M＝14.4 g/0.4 mol＝36 g·mol－1。(2)设混合气体中CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，则x＋y＝0.4，根据混合物的质量为14.4 g可得：28x＋44y＝14.4；解得：x＝0.2 mol、y＝0.2 mol，由于CO和CO2中均含1个碳原子，故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol碳原子即0.4NA。(3)将混合气体依次通过题图装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO，摩尔质量为28 g·mol－1。②一个CO含有14个电子，由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol，则电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为2.8NA。③气球中的气体为CO，其体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。

[答案]　(1)36 g·mol－1　(2)0.4NA　(3)①28 g·mol－1　②2.8NA　③4.48