人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第2课时一课一练

第二章分层作业12　气体摩尔体积

A级  必备知识基础练

1.标准状况下,下列物质所占体积最大的是(　　)

A.36 g H2O

B.1.5 mol N2

C.48 g O3

D.3.01×1023个N2

2.[2023四川攀枝花高一期中]下列说法不正确的是 (　　)

A.标准状况下,气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1

B.非标准状况下,1 mol任何气体的体积不可能为22.4 L

C.标准状况下,1 mol任何气体都约含有6.02×1023个分子

D.标准状况下,1 mol H2和O2的混合气体的体积约为22.4 L

3.下列说法正确的是(　　)

A.1 mol气体的体积约为22.4 L

B.25 ℃、101 kPa下,44.8 L H2的物质的量小于2 mol

C.标准状况下,任何气体的体积都约为22.4 L

D.同温同压下,相同体积的O2和O3气体的原子数之比为1∶1

4.下列关于物质的量的叙述正确的是(　　)

A.28 g N2中约含有6.02×1023个N原子

B.标准状况下,22.4 L H2O的质量约为18 g

C.0.5 mol Na2SO4中含有Na+的物质的量为1 mol

D.常温常压下,11.2 L CO2含有3.01×1023个CO2分子

5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是 (　　)

A.在标准状况下,22.4 L H2中含有氢分子的个数为2NA

B.24 g Mg变为Mg2+时失去的电子数为2NA

C.32 g O2中含有氧原子的个数为2NA

D.常温常压下,14 g CO中含有原子个数为NA

6.下列各组中的两种物质,所含分子数相同的是(　　)

A.10 g CO和10 g CO2

B.标准状况下,11.2 L H2和9 g H2O

C.原子数相同的氮气和臭氧

D.标准状况下,224 mL Cl2和0.2 g H2

7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 (　　)

A.一定条件下,22.4 L Cl2与足量铁反应,转移电子数为2NA

B.分子数为1.5NA的N2一定比分子数为NA的O2占据更大的体积

C.同温同压下,相同体积的CO与NO气体的质量相等

D.常温常压下,8 g O2与11 g CO2的体积相等

8.在标准状况下,若V L甲烷(CH4)中含有的氢原子个数为n,则阿伏加德罗常数可表示为(　　)

A. mol-1 B. mol-1

C. mol-1 D. mol-1

9.反应3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O中,在标准状况下,当反应转移电子数为1.5×6.02×1023时,产生的气体体积为(　　)

A.11.2 L B.22.4 L

C.5.6 L D.2.8 L

10.[2023黑龙江哈尔滨高一期中]如图是两瓶体积相等的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是 (　　)

A.气体质量相等

B.气体密度相等

C.所含原子数相等

D.摩尔质量相等

11.[2023河北沧州部分校高一联考]某固体化合物在某温度下受热分解的反应为X2A↑+B↑+C↑,测得反应后混合气体的密度为ρ g·L-1,已知相同条件下气体摩尔体积为Vm L·mol-1,则X的摩尔质量为              (　　)

A.ρVm g·mol-1

B.2ρVm g·mol-1

C.4ρVm g·mol-1

D.6ρVm g·mol-1

12.一定量的木炭在一定量的氧气中燃烧,得到标准状况下8.96 L CO和CO2的混合气体。将该气体通过下面的装置,最终气球中收集到相同条件下3.36 L纯净的气体。回答下列问题:

(1)装置左侧洗气瓶中发生反应的离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　。 

(2)混合气体中CO和CO2的分子数之比为　　　　。 

(3)混合气体中CO2的质量为　　　　。 

(4)混合气体的平均摩尔质量为　　　　。 

B级  关键能力提升练

13.[2023湖南怀化高一期中]标准状况下,11.2 L由CO和CO2组成的混合气体的质量为16 g,则下列说法不正确的是(　　)

A.混合气体中,CO和CO2的物质的量之比为1∶3

B.混合气体中CO和CO2气体的质量比为21∶11

C.同温同压下,该混合气体的密度是H2密度的16倍

D.标准状况下,该混合气体中CO2的体积为2.8 L

14.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 (　　)

A.测得NA个氢气分子的体积为22.4 L,则该气体一定处于标准状况

B.25 ℃,1.01×105 Pa,32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2.0NA

C.标准状况下,11.2 L乙醇(C2H6O)含有氧原子数为0.5NA

D.常温常压下,44 g CO2含有的原子数未知

15.[2023安徽淮北高一期中]同温同压下,a g气体甲和b g气体乙的分子数相同,下列叙述错误的是(　　)

A.甲和乙的摩尔质量之比为a∶b

B.同温同压下甲和乙的密度之比为a∶b

C.同温同压同体积的甲和乙的质量之比为a∶b

D.同质量的甲和乙的分子数之比为a∶b

16.[2023河南商丘高一期中]一定温度和压强下,30 L某种气态混合物中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子构成,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.标准状况下若该混合物为气态,其体积约是22.4 L

C.该气体中每个分子平均含有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

17.[2022山东日照高一期末,改编]同温同压下,等质量的SO2气体和NO2气体,下列比较不正确的是(　　)

A.密度之比为32∶23

B.物质的量之比为23∶32

C.氧原子数之比为1∶1

D.体积之比为23∶32

18.[2023陕西汉中高一期中]物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:

(1)在一定温度和压强下,0.4 mol某气体的体积为9.8 L,则该条件下的气体摩尔体积为　　　　　。 

(2)标准状况下6.72 L CO与一定量的Fe2O3恰好完全反应,生成Fe的质量为　　　　　 g。 

(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R的相对原子质量为　　　　　。 

(4)标准状况下,1.7 g NH3与　　　　　 L H2S气体含有的氢原子数相同。 

(5)标准状况下,NH3与CH4组成的混合气体的平均密度为0.75 g·L-1,该混合气体中NH3的体积分数为　　　　　。 

参考答案

分层作业12　气体摩尔体积

1.B　解析 标准状况下,H2O是非气体,36 g H2O的体积最小。48 g O3的物质的量为1 mol,3.01×1023个N2的物质的量为0.5 mol,气体的物质的量越大,在标准状况下所占体积越大,故体积最大的是B项。

2.B　解析 在标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4 L,故标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,A正确;非标准状况下,1 mol任何气体的体积也可能为22.4 L,B错误;气体都是由分子构成,标准状况下,1 mol任何气体都约含有6.02×1023个分子,C正确;标准状况下,若H2和O2的混合气体的物质的量是1 mol,其体积约为22.4 L,D正确。

3.B　解析 未指明气体所处温度和压强,不能确定1 mol气体的体积,A错误;温度升高,气体分子之间距离增大,气体摩尔体积增大,故25 ℃、101 kPa下,44.8 L H2的物质的量小于2 mol,B正确;未指明标准状况下气体的物质的量,不能确定其体积,只有1 mol气体的体积才是22.4 L,C错误;同温同压下,相同体积的O2和O3气体的物质的量相等,则所含原子数之比为2∶3,D错误。

4.C　解析 28 g N2为1 mol,约含有1.204×1024个N原子,A错误;标准状况下水是非气体,22.4 L H2O不是1 mol,故其质量不是18 g,B错误;Na2SO4由Na+和S构成,0.5 mol Na2SO4中含有1 mol Na+,C正确;常温常压下,11.2 L CO2不是0.5 mol,含有分子数不是3.01×1023,D错误。

5.A　解析 标准状况下22.4 L H2为1 mol,则含有氢分子的个数为NA,A错误;Mg→Mg2+,1个Mg原子失去2个电子,24 g Mg为1 mol,则失去的电子数为2NA,B正确;32 g O2为1 mol,则含有氧原子的个数为2NA,C正确;14 g CO为0.5 mol,含有原子个数为NA,D正确。

6.B　解析 10 g CO和10 g CO2的物质的量不相等,分子数不相同,A不正确;标准状况下,11.2 L H2的物质的量为0.5 mol,9 g H2O的物质的量为0.5 mol,分子数相同,B正确;原子数相同的N2和O3,分子数之比为3∶2,C不正确;标准状况下,224 mL Cl2的物质的量为0.01 mol,0.2 g H2的物质的量为0.1 mol,分子数不相同,D不正确。

7.D　解析 温度与压强未知,不能确定22.4 L Cl2的物质的量,也不能确定电子转移数,A不正确;同温同压下,分子数为1.5NA的N2一定比分子数为NA的O2占据更大的体积,温度与压强未知时,不能比较两者的体积大小,B不正确;同温同压下,相同体积的CO与NO气体的物质的量相等,因为两者的摩尔质量不相等,所以质量不相等,C不正确;8 g O2与11 g CO2的物质的量均为0.25 mol,在常温常压下的体积相等,D正确。

8.D　解析 标准状况下,V L甲烷的物质的量为,含有的氢原子个数为n,则有×4×NA=n,从而可得NA= mol-1。

9.A　解析 在标准状况下,反应转移电子数为1.5×6.02×1023个,其物质的量为1.5 mol,根据离子方程式可知,氮元素的化合价由+5价变为+2价,故生成1 mol NO气体时,转移3 mol电子,当转移电子数为1.5 mol时,生成NO 0.5 mol,产生的气体体积为0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。

10.C　解析 左瓶中氮气和氧气的物质的量之比为1∶1时,与右瓶内NO的质量、密度、摩尔质量相等,但左瓶中氮气和氧气的物质的量之比不一定为1∶1,故质量、密度、摩尔质量不一定相等,A、B、D错误;都是双原子分子,物质的量相等的气体含有的原子数目相等,C正确。

11.C　解析 由反应的化学方程式知1 mol X反应生成4 mol气体,根据质量守恒可得1 mol×M(X)=4 mol×ρ g·L-1×Vm L·mol-1,M(X)=4ρVm g·mol-1。

12.答案 (1)CO2+2OH-C+H2O

(2)3∶5　(3)11 g

(4)38 g·mol-1

解析 (2)混合气体的物质的量为=0.4 mol,混合气体中n(CO)==0.15 mol,n(CO2)=0.4 mol-0.15 mol=0.25 mol,n(CO)∶n(CO2)=3∶5,则N(CO)∶N(CO2)=3∶5。

(3)m(CO2)=44 g·mol-1×0.25 mol=11 g。

(4)混合气体中,m(CO)=28 g·mol-1×0.15 mol=4.2 g,混合气体的平均摩尔质量为=38 g·mol-1。

13.A　解析 标准状况下,11.2 L由CO和CO2组成的混合气体的质量为16 g,其物质的量为=0.5 mol,设CO为x mol,CO2为y mol,则有,解得,即CO为0.375 mol,CO2为0.125 mol。混合气体中,CO和CO2的物质的量之比为3∶1,A错误;混合气体中CO和CO2气体的质量比为(3×28)∶44=21∶11,B正确;同温同压下,气体密度比=摩尔质量之比,该混合气体的摩尔质量是16 g÷0.5 mol=32 g·mol-1,是H2(2 g·mol-1)密度的16倍,C正确;标准状况下,该混合气体中CO2的体积为0.125 mol×22.4 L·mol-1=2.8 L,D正确。

14.B　解析 NA个氢气分子为1 mol,其体积为22.4 L,则该温度和压强下气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,但气体不一定处于标准状况下,A错误;32 g O2和O3的混合气体含氧原子的物质的量为=2 mol,则所含原子数为2NA,B正确;标准状况下,乙醇是液体,11.2 L乙醇不是0.5 mol,故含氧原子数不是0.5NA,C错误;1个CO2分子含有3个原子,常温常压下,44 g CO2为1 mol,则含有的原子数为3NA,D错误。

15.D　解析 a g气体甲和b g气体乙的分子数相同,则二者的物质的量相等,则有M(甲)∶M(乙)=a∶b,A正确;依据阿伏加德罗定律的推论,同温同压下,气体的密度之比等于相对分子质量之比,则甲和乙的密度之比为a∶b,B正确;同温同压下,同体积的甲和乙的物质的量相等,则质量之比等于摩尔质量之比,其质量之比为a∶b,C正确;同质量的甲和乙的分子数之比等于物质的量之比,等于摩尔质量之比的反比,则分子数之比为b∶a,D错误。

16.A　解析 该条件下气体摩尔体积为30 L·mol-1,故该温度和压强一定不是标准状况,A错误;该气体物质的量为1 mol,标准状况下若该混合物为气态,其体积约是22.4 L,B正确;1 mol该气体分子由1.204×1024个原子构成,说明该气体分子平均含有2个原子,C正确;该条件下气体摩尔体积为30 L·mol-1,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,D正确。

17.C　根据阿伏加德罗定律推知,同温同压下,SO2和NO2的密度之比等于其摩尔质量之比,即64∶46=32∶23,A正确。假设SO2和NO2的质量均为1 g,则有n(SO2)= mol、n(NO2)= mol,故SO2和NO2的物质的量之比为( mol)∶( mol)=23∶32,B正确。1个SO2或NO2分子均含2个O原子,故氧原子数之比等于其物质的量之比,即23∶32,C错误。根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,SO2和NO2的体积之比等于其物质的量之比,即23∶32,D正确。

18.答案 (1)24.5 L·mol-1

(2)11.2　(3)32　(4)3.36　(5)80%

解析 (2)标准状况下6.72 L CO的物质的量为=0.3 mol,0.3 mol CO完全反应生成二氧化碳失去的电子的物质的量为0.3 mol×(4-2)=0.6 mol,根据电子守恒,反应生成铁的物质的量为=0.2 mol,质量为56 g·mol-1×0.2 mol=11.2 g。

(3)标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,其物质的量为=0.02 mol,故该氧化物的摩尔质量==64 g·mol-1,R的相对原子质量为64-32=32。

(4)1.7 g NH3物质的量为0.1 mol,含有氢原子的物质的量为0.3 mol;标准状况下,x L H2S气体的物质的量为 mol,含有的氢原子的物质的量为 mol,根据氢原子相等规律: mol=0.3 mol,x=3.36。

(5)标准状况下,密度为0.75 g·L-1的NH3与CH4组成的混合气体的平均摩尔质量为0.75 g·L-1×22.4 L·mol-1=16.8 g·mol-1,设NH3与CH4的物质的量分别为x mol、y mol,则有=16.8,计算得x∶y=4∶1,物质的量比等于体积比,则NH3的体积分数为×100%=80%。