2024届鲁科版高考化学一轮复习第1章第3节物质的量气体摩尔体积作业含答案

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第1章 第3节 物质的量　气体摩尔体积
[基础练]
1．室温时，两个容积相同的烧瓶中分别盛有M和N两种气体(同温同压)，取下弹簧夹A，使两烧瓶内的气体充分混合后，容器内的压强由大到小的顺序是(　　)

编号
①
②
③
④
气体M
H2S
H2
NH3
NO
气体N
SO2
Cl2
HCl
O2
A．②④①③ B．①②③④
C．④①②③ D．①④③②
解析：①发生反应2H2S＋SO2===3S＋2H2O，②不发生反应，③发生反应NH3＋HCl===NH4Cl，④发生反应2NO＋O2===2NO2，设两烧瓶中气体的总物质的量为2 mol，由上述反应可知：①中反应后有0.5 mol气体，②中有2 mol气体，③中反应后无气体，④中反应后有1.5 mol气体(0.5 mol O2、1 mol NO2)，若考虑2NO2N2O4，则④中反应后气体的物质的量介于1 mol～1.5 mol之间，故容器内压强由大到小的顺序为②④①③。
答案：A
2．标准状况下，1 L的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．
D．m＋n
解析：阿伏加德罗常数指的是1 mol粒子中所含有的粒子数的多少，由标准状况下22.4 L气体所含有的分子数为1 mol，1 L气体中所含有的气体分子数为(m＋n)，可知阿伏加德罗常数可近似表示为22.4(m＋n)。
答案：A
3．(2022·贵州贵阳一模)每年10月23日上午6：02到晚上6：02被誉为“摩尔日”。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．1 mol O2－核外电子数为8NA
B．常温时，22 g T2O中所含的中子数为12NA
C．标准状况下，22.4 L HF中含有HF分子数为NA
D．1 L 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中含有Al3＋的数目为0.1NA
解析：O的质子数为8，O2－是O原子得到2个电子形成的，所以1个O2－的电子数为10，则1 mol O2－核外电子数为10NA，故A错误；22 g T2O的物质的量为1 mol，1个T2O中所含的中子数为12个，所以22 g T2O中所含的中子数为12NA，故B正确；标准状况下HF为液态，22.4 L HF的物质的量不是1 mol，所以22.4 L HF中含有HF分子数不是NA，故C错误；Al3＋在水溶液中会发生水解，所以1 L 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中含有Al3＋的数目小于0.1NA，故D错误。
答案：B
4．(2022·河南新乡一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．27 g 25Al中含有的中子数为12NA
B．1 mol H2O2在氧化还原反应中完全反应时转移的电子数一定为2NA
C．标准状况下，11.2 L由甲烷和乙烯组成的混合气体含极性键的数目为2NA
D．1 L 0.5 mol·L－1 Na2S溶液中含S2－和HS－的离子总数为0.5NA
解析：27 g 25Al的物质的量n＝＝1.08 mol，含有的中子数N＝1.08 mol×(25－13)×NA ＝12.96NA，故A错误；1 mol H2O2在氧化还原反应中完全反应时转移的电子数不一定为2NA，如2H2O22H2O＋O2↑反应中1 mol H2O2转移1 mol电子，故B错误；甲烷和乙烯结构中，分别含有4条极性键，标准状况下，11.2 L由甲烷和乙烯组成的混合气体的物质的量为0.5 mol，含极性键的数目N＝0.5×4×NA＝2NA，故C正确；1 L 0.5 mol·L－1 Na2S含有0.5 mol Na2S，S2－能发生水解，生成HS－、H2S，根据物料守恒，溶液中含S2－和HS－、H2S的粒子总数为0.5NA，故D错误。
答案：C
5．如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系，则X气体可能是(　　)

A．C2H4 B．CH4
C．CO2 D．NO
解析：本题考查阿伏加德罗定律的推论，由图可知，相同温度时，p(O2)＞p(X)，在同质量、同体积条件下，气体的相对分子质量与压强成反比，即相对分子质量越大，压强越小。只有CO2的相对分子质量大于O2，故C正确。
答案：C
6．(2022·吉林白山一模)用NA表示阿伏加德罗常数的值。溴蒸气与氨气相遇产生“白烟”，化学方程式为8NH3＋3Br2===N2＋6NH4Br。下列说法正确的是(　　)
A．生成14 g N2时，反应中还原剂的分子数目为4NA
B．标准状况下，11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为NA
C．0.5 mol·L－1的NH4Br溶液中含有Br－的数目为0.5NA
D．当生成29.4 g NH4Br时，消耗NH3分子的数目为0.4NA
解析：生成14 g即0.5 mol N2时，根据N元素守恒，被氧化的氨气的物质的量是1 mol，反应中还原剂的分子数目为NA，故A错误；标准状况下，Br2是液体，11.2 L Br2的物质的量不是0.5 mol，故B错误；没有明确溶液体积，不能计算0.5 mol·L－1的NH4Br溶液中含有的Br－的数目，故C错误；29.4 g NH4Br的物质的量是＝0.3 mol，当生成0.3 mol NH4Br时，消耗NH3分子的数目为0.4NA，故D正确。
答案：D
7．(2022·山西太原一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
B．标准状况下，1.12 L苯含有C—H键的数目为0.3NA
C．1 L 0.1 mol·L－1 K2Cr2O7酸性溶液(pH＝4)中，Cr2O的数目为0.1NA
D．11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照条件下充分反应后，分子总数为1.5NA
解析：5.6 g Fe的物质的量为0.1 mol，S的氧化性较弱，产物为FeS，所以转移的电子数为0.2NA，A错误；标况下苯不是气体，不能用Vm＝22.4 L/mol计算其物质的量，B错误；经计算，溶液中K2Cr2O7的物质的量为0.1 mol，但溶液中存在反应Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，所以Cr2O的数目小于0.1NA，C错误；标准状况下，11.2 L CH4的物质的量为0.5 mol，22.4 L Cl2为1 mol，CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应时，反应前后分子数目不变，所以充分反应后，分子总数为1.5NA，D正确。
答案：D
[提升练]
8．(2022·黑龙江哈尔滨三中调研)(双选)同温同压下，a g 甲气体和2a g乙气体所占体积之比为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．甲与乙的相对分子质量之比为1∶2
C．同温同体积下，等质量的甲和乙的压强之比为1∶1
D．等质量的甲和乙中的原子数之比一定为1∶1
解析：本题考查阿伏加德罗定律推论的应用。同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占体积之比为1∶2，则n(甲)∶n(乙)＝1∶2，又因为n＝，则M甲∶M乙＝1∶1，根据pV＝nRT、ρ＝知，pM＝ρRT，同温同压下气体的摩尔质量与气体的密度成正比，则ρ(甲)∶ρ(乙)＝1∶1，A正确，B错误；根据pV＝nRT＝RT知，同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比等于其摩尔质量的反比，因为二者的摩尔质量相同，所以压强之比为1∶1，C正确；等质量的两种气体的物质的量相同，但分子的构成未知，所以无法判断原子个数是否相同，D错误。
答案：BD
9．(双选)某硫原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，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：该硫原子的相对原子质量Mr(S)＝＝，A正确；该硫原子的摩尔质量M(S)＝a g×NA mol－1＝aNA g·mol－1，C错误；m g该硫原子的物质的量n(S)＝＝ mol，B正确；a g硫原子即1个硫原子，其所含电子数为16个，D错误。
答案：AB
10．(2022·山西吕梁一模)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)
A．常温下，5.4 g铝片投入足量的浓硫酸中，铝失去的电子数为0.3NA
B．12 g NaHSO4晶体中阴离子所带电荷数为0.2NA
C．0.1 mol FeI2与0.1 mol Cl2反应时转移电子的数目为0.3NA
D．常温常压下，2.8 g CO和C2H4的混合气体中含有的分子数目为0.1NA
解析：常温下，铝片遇浓硫酸会发生钝化而不能进一步发生反应，因此不能计算微粒数目，A错误；12 g NaHSO4的物质的量是0.1 mol，由于在晶体中含有的阳离子是Na＋，阴离子是HSO，所以0.1 mol阴离子所带电荷数为0.1NA，B错误；由于还原性：I－＞Fe2＋，所以0.1 mol FeI2与 0.1 mol Cl2反应时，生成FeCl2、I2，反应过程中转移电子的数目为0.2NA，C错误；CO和C2H4相对分子质量都是28，故2.8 g混合物中含有分子的物质的量为＝0.1 mol，故混合气体中含有的分子个数为0.1NA，D正确。
答案：D
[综合练]
11．(1)30 g 12C18O和28 g 14N2所含的分子数之比为________。
(2)同温同压下，12C18O和14N2两种气体的密度之比为________。
(3)同温同压同体积的12C18O和14N2具有的电子数之比为________。
(4)28 g14N2所含的原子数为________NA。
(5)将乙烯、CO、N2三种气体分别盛放在三个相同容器中，若三个容器的温度和质量相等，则三个容器的气体压强之比为________。
解析：(1)M(12C18O)＝30 g·mol－1，30 g12C18O的n(12C18O)＝1 mol，M(14N2)＝28 g·mol－1，28 g14N2的n(14N2)＝1 mol，n(12C18O)＝n(14N2)，N(12C18O)＝N(14N2)，分子数之比为1∶1。
(2)同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，M(12C18O)∶M(14N2)＝30∶28＝15∶14。
(3)同温同压同体积，n(12C18O)＝n(14N2)，1 mol12C18O中n(e－)＝14 mol，1 mol14N2中
n(e－)＝14 mol，所以电子数之比为1∶1。
(4)M(14N2)＝28 g·mol－1，n(14N2)＝1 mol，n(原子)＝2 mol，所以N(原子)＝2NA。
(5)乙烯、CO、N2的质量相等，三者的摩尔质量相等，所以n(乙烯)＝n(CO)＝n(N2)，同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，所以气体压强之比为1∶1∶1。
答案：(1)1∶1　(2)15∶14　(3)1∶1　(4)2　(5)1∶1∶1
12．如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。

在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：
(1)X气体是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时的温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL，则X的摩尔质量是________。
(3)通过计算，确定X的分子式为________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)____________________________________。
解析：由题意可知，(1)C管中收集到水，D中收集到N2，说明气体X与氧化铜反应有N2、H2O生成，气体X只含有两种元素，根据元素守恒可知，气体X含有N、H元素；(2)在实验时的温度和压强下，1 mol X气体的体积是24 000 mL，则反应消耗的X气体的物质的量为0.01 mol，CuO的物质的量为＝0.02 mol，N2的物质的量为＝0.01 mol，根据氧原子守恒知H2O的物质的量为0.02 mol。根据质量守恒定律，0.01 mol X气体的质量为0.28 g＋0.04 mol×1 g·mol－1＝0.32 g，其摩尔质量为32 g·mol－1；(3)X气体是由N和H元素组成的，0.01 mol X分子中含有n(N)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，n(H)＝0.02 mol×2＝0.04 mol，因此分子式为N2H4。(4)B管中的黑色粉末变成红色粉末，说明反应生成Cu，C管中收集到水，D中收集到N2，说明气体X与氧化铜反应生成氮气、水，故气体X与氧化铜反应生成铜、氮气与水。
答案：(1)氮　氢　(2)32 g·mol－1　(3)N2H4
(4)N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu