人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第2课时习题

第2课时　气体摩尔体积　物质的量浓度

课后训练巩固提升

基础巩固

1.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(　　)。

A.两种气体的压强相等

B.O2比O3的质量小

C.两种气体的分子数相等

D.两种气体的氧原子数相等

答案:D

解析:体积和密度相等时,O2和O3的质量相同,两者物质的量之比为3∶2,所以O2与O3的压强之比为3∶2,分子数目之比为3∶2,但两种气体的氧原子数相等。

2.下列说法正确的是(　　)。

A.1 mol任何气体的气体摩尔体积都约是22.4 L·mol-1

B.20 ℃、1.0×105 Pa,同体积的O2与CO2含有相同的分子数

C.1 mol气态物质,当体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况

D.2 mol气体的体积约为44.8 L

答案:B

解析:A项和D项没有说明气体所处的温度和压强;1mol气态物质在标准状况下的体积为22.4L,非标准状况下也可能是22.4L,C项错误;同温、同压下,相同体积的任何气体具有相同的分子数,B项正确。

3.下列两种气体的分子数一定相等的是(　　)。

A.体积相等、质量不等的CO和N2

B.等温、等体积的O2和N2

C.等体积、等密度的CO和N2

D.等压、等体积的O2和N2

答案:C

解析:气体的物质的量相等时,其分子数一定相等。A项中CO和N2的质量不等,物质的量不相等;B项中压强未知,不能确定O2和N2的物质的量是否相等;C项中等体积、等密度的CO和N2的质量相等,物质的量相等,分子数一定相等;D项中温度未知,不能确定O2和N2的物质的量是否相等。

4.下列溶液中溶质的物质的量浓度为1 mol·L-1的是(　　)。

A.将40 g NaOH溶于1 L水所得的溶液

B.将22.4 L HCl溶于水配成1 L溶液

C.1 L含2 mol K+的K2SO4溶液

D.将0.5 mol·L-1 NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水后的溶液

答案:C

解析:A项、D项中最终溶液的体积不能确定;B项中HCl的物质的量不能确定。

5.将5 mol·L-1的盐酸10 mL稀释到200 mL,从中取出5 mL,这5 mL溶液中HCl的物质的量浓度为(　　)。

A.0.5 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1

C.0.1 mol·L-1 D.1 mol·L-1

答案:B

解析:稀释后溶液中c(HCl)==0.25mol·L-1。

6.下列溶液中,c(Cl-)最大的是(　　)。

A.100 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液

B.150 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液

C.200 mL 1 mol·L-1的HCl溶液

D.10 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液

答案:D

解析:c(Cl-)与溶液的体积无关。选项中的4种溶液,溶质的物质的量浓度相同,其中1molAlCl3可电离出3molCl-,c(Cl-)最大。

7.(1)质量之比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO、NO,分子个数之比为　　　　　;氧原子个数之比为　　　　　;相同条件下的体积之比为　　　　　。  

(2)标准状况下,1.7 g NH3的体积为　　　　 L,它与标准状况下　　　　 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,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,则该氧化物的摩尔质量为　　　　,R的相对原子质量为　　　　。 

答案:(1)5∶5∶4　10∶5∶4　5∶5∶4　(2)2.24    3.36　(3)64 g·mol-1　32

解析:(1)质量之比为16∶7∶6的SO2、CO、NO,其物质的量之比为=5∶5∶4,分子个数之比等于物质的量之比,为5∶5∶4,氧原子个数之比为(5×2)∶(5×1)∶(4×1)=10∶5∶4,相同条件下的体积之比等于物质的量之比,为5∶5∶4。

(2)1.7gNH3的物质的量为0.1mol,标准状况下的体积为2.24L。0.1molNH3含有0.3mol 氢原子,所以H2S的物质的量为0.15mol,标准状况下的体积为3.36L。

(3)n(RO2)==0.02mol,M(RO2)==64g·mol-1。R的相对原子质量为64-16×2=32。

能力提升

1.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(其质量忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是(　　)。

答案:A

解析:氦气是由单原子分子构成的,B项错误;等质量的氢气与氦气的物质的量之比为2∶1,D项错误;相同条件下其体积之比为2∶1,C项错误。

2.(双选)由H2、N2和O2组成的混合气体在同温、同压下与CO的密度相同,则该混合气体中H2、N2和O2的体积之比可能为(　　)。

A.1∶1∶1

B.2∶4∶13

C.13∶1∶2

D.2∶1∶13

答案:BD

解析:同温、同压下,气体的密度只与摩尔质量有关。N2与CO的摩尔质量相同,所以N2的体积可以是任意值。只需要考虑H2和O2 的体积之比(或物质的量之比)。设H2的物质的量为x,O2的物质的量为y,则有:=28g·mol-1,化简,得13x=2y,即x∶y=2∶13,故H2、N2、O2的体积之比是2∶任意值∶13,B项和D项符合。

3.(双选)下列叙述正确的是(　　)。

A.1 L 0.6 mol·L-1的食盐水中,氯化钠的物质的量为0.6 mol

B.0.5 mol碳酸钠溶于水配成0.5 L溶液,所得溶液物质的量浓度为1 mol·L-1

C.标准状况下,44.8 L氯化氢气体溶于1 L水中,所得溶液物质的量浓度为2 mol·L-1

D.物质的量浓度为1 mol·L-1的氢氧化钠溶液中,含氢氧化钠40 g

答案:AB

解析:n(NaCl)=cV=1L×0.6mol·L-1=0.6mol,A项正确;c==1mol·L-1,B项正确;不知道溶液的体积,无法计算所得溶液物质的量浓度,C项错误;只有浓度,没有体积,无法计算溶质的物质的量和质量,D项错误。

4.下列关于物质的量浓度表述正确的是(　　)。

A.0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液中含有Na+和S总物质的量为0.9 mol

B.1 L水吸收22.4 L(标准状况)氨时所得氨水的浓度是1 mol·L-1

C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S的物质的量浓度相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同

D.10 ℃时,0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液100 mL,蒸发5 g水,冷却到10 ℃时过滤,其滤液中溶质的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1

答案:D

解析:溶液体积未知,不能计算离子的物质的量,A项错误;标准状况下22.4L氨为1mol,溶于水配成1L溶液,所得溶液浓度为1mol·L-1,但1L水吸收22.4L(标准状况)氨所得氨水的体积不是1L,B项错误;根据电荷守恒,溶液中c(Na+)+c(K+)=2c(S)+c(Cl-),Na+与S的物质的量浓度相等,则c(K+)>c(Cl-),C项错误;KCl饱和溶液蒸发水分再冷却到原来温度,剩余溶液仍是饱和溶液,溶质的物质的量浓度不变,D项正确。

5.(1)设NA表示阿伏加德罗常数的值。如果a g某气体中含b个分子,则标准状况下c g该气体的体积是　　　　。 

(2)同温、同压下,某容器充满O2质量为116 g,若充满CO2质量为122 g,现充满某气体质量为114 g,则该气体的摩尔质量为　　　　　　　　　。 

答案:(1) L　(2)28 g·mol-1

解析:(1)根据ag气体含b个分子,则cg该气体所含分子个数为,物质的量为mol,cg该气体在标准状况下的体积是L。

(2)根据题意,三种气体的体积相等,故其物质的量相等,设容器的质量为m,未知气体的摩尔质量为M,则有:(116g-m)∶32g·mol-1=(122g-m)∶44g·mol-1=(114g-m)∶M,解得M=28g·mol-1。

6.(1)某学生准备用12 mol·L-1的浓盐酸配制0.10 mol·L-1的稀盐酸500 mL,则他需用量筒量取浓盐酸的体积为　　　 mL。 

(2)实验室使用的浓硫酸的溶质质量分数为98%,密度为1.84 g·cm-3,则该浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度是　　　　　　。 

(3)100 mL 0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中S的物质的量浓度为　　　　　　(设混合前后溶液的体积不变)。 

答案:(1)4.2　(2)18.4 mol·L-1　(3)0.4 mol·L-1

解析:(1)用量筒量液体时,精确到0.1mL。根据溶液稀释守恒定律,V×12mol·L-1=0.10mol·L-1×500mL,解得V≈4.2mL。(2)根据物质的量浓度和质量分数之间的关系式c==18.4mol·L-1。(3)根据物质的量浓度的定义式进行计算,同时要注意物质的组成关系。c(S)==0.4mol·L-1。

7.一定量的液态化合物XY2在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为XY2(液)+3O2(气)XO2(气)+2YO2(气)。测得生成物的总体积为672 mL,密度为2.56 g·L-1(标准状况)。

(1)反应前O2的体积为　　　　 mL(标准状况); 

(2)化合物XY2的摩尔质量为　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量之比为3∶16,则X、Y分别为　　　、　　　。

答案:(1)672　(2)76 g·mol-1　(3)C　S

解析:(1)根据化学方程式可知,反应前后气体的体积不变,则反应前O2的体积为672mL。

(2)O2的物质的量为=0.03mol,质量为0.03mol×32g·mol-1=0.96g,根据化学方程式可知XY2的物质的量为0.01mol。反应后气体的总质量为0.672L×2.56g·L-1=1.72g,所以XY2的质量为1.72g-0.96g=0.76g,XY2的摩尔质量为=76g·mol-1。

(3)设X、Y的相对原子质量分别为x、y,则有x+2y=76　①,x∶2y=3∶16　②,

解①②得:x=12,y=32,故X为C、Y为S。