人教版高三化学一轮复习讲练测试题及答案第二章　第5讲　物质的量　气体摩尔体积

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大单元一
第二章 化学计量与简单计算
第5讲 物质的量 气体摩尔体积
[复习目标] 1.掌握物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积的含义并能进行简单的计算。2.理解阿伏加德罗定律并能进行有关气体体积、压强与物质的量关系的判断。
考点一 物质的量 摩尔质量
1.物质的量
(1)概念：表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。
(2)单位：摩尔(ml)。
(3)阿伏加德罗常数：指1 ml任何粒子的粒子数，符号为NA，通常用6.02×1023 ml-1表示。
(4)公式：n=NNA。
2.摩尔质量
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)单位：g·ml-1(或g/ml)。
(3)当粒子的摩尔质量以g·ml-1为单位时，在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
(4)公式：M=mn。
1.1 ml任何物质都含有约6.02×1023个原子( )
2.H2O的摩尔质量与它的相对分子质量相等( )
3.1 ml SO42−的质量为96 g·ml-1( )
4.2 ml水的摩尔质量是1 ml水的摩尔质量的2倍( )
5.17 g —OH与17 g OH-所含电子数均为10NA( )
6.相同质量的CO与N2所含分子数、原子数均相同( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√
质量、物质的量与微粒数目之间的换算
1.12.4 g Na2R含0.4 ml Na+，则Na2R的摩尔质量为 ，R的相对原子质量为 ，含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为 。
答案 62 g·ml-1 16 0.1 ml
解析 由题意知有0.4 ml Na+，则有0.2 ml Na2R。运用公式M=mn得M(Na2R)=m(Na2R)n(Na2R)=12.4 g0.2ml=62 g·ml-1，则R的相对原子质量为62-2×23=16。n(R)=m(R)M(R)=1.6 g16 g·ml−1=0.1 ml，则n(Na2R)=0.1 ml。
2.“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。1.6 g “可燃冰”(CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等，则该“可燃冰”的摩尔质量为 ，x的值为 。
答案 160 g·ml-1 8
3.材料科学家研究发现首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为 ，氢原子的物质的量为 ml(结果保留2位小数)。
答案 0.33NA 0.26
计算判断物质中所含指定微粒数目的技巧
弄清楚微粒与所给物质的关系：原子(或电子)的物质的量=分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(或电子)的个数。如：第3题中，Na0.35CO2·1.3H2O是一个整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为Na0.35CO2·1.3H2O~3.3O~2.6H。
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积。
(2)常用单位：L·ml-1(或L/ml)和m3·ml-1(或m3/ml)。
(3)特例：标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·ml-1。
(4)公式：Vm=Vn。
2.阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律：同温、同压下，同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。
(2)阿伏加德罗定律的推论
1.22 g CO2气体的体积为11.2 L( )
2.标准状况下，11.2 L SO3中含有的原子数为2NA( )
3.标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023( )
4.同温、同体积的条件下，等质量的SO2和O2的压强之比为2∶1( )
5.同温同压下，ρ(H2)ρ(Ne)>ρ(H2) (2)p(H2)>p(Ne)>p(O2) (3)V(H2)>V(Ne)>V(O2) (4)m(O2)>m(Ne)>m(H2)
解析 (1)根据阿伏加德罗定律的推论，同温、同压时，气体的密度与摩尔质量成正比，所以ρ(O2)>ρ(Ne)>ρ(H2)。(2)温度、密度相同时，气体的压强与摩尔质量成反比，所以p(H2)>p(Ne)>p(O2)。(3)温度、压强均相同时，气体的体积与物质的量成正比；质量相同时，气体的物质的量与摩尔质量成反比，所以V(H2)>V(Ne)>V(O2)。(4)温度、压强、体积均相同时，气体的物质的量相同，则气体的质量与摩尔质量成正比，所以m(O2)>m(Ne)>m(H2)。
应用阿伏加德罗定律解题的一般思路
第一步，分析“条件”：分析题干中的条件，找出相同与不同。
第二步，明确“要求”：分析题目要求，明确所要求的比例关系。
第三步，利用“规律”：利用阿伏加德罗定律及其推论，根据条件和要求进行判断。
课时精练
[分值：50分]
(1~8题，每小题4分)
1.“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量，下列有关说法正确的是( )
A.2 g H2含有1 ml氢分子
B.2 ml氧气的摩尔质量为64 g·ml-1
C.1 ml任何物质都含有6.02×1023个分子
D.质量相等的CO和CO2的物质的量之比为2∶3
答案 A
解析 2 g H2的物质的量为2 g2 g·ml−1=1 ml，即含有1 ml 氢分子，故A正确；氧气的摩尔质量为32 g·ml-1，与氧气的物质的量无关，故B错误；并不是所有物质都是由分子构成，如NaCl由离子构成，所以并不是1 ml 任何物质都含有6.02×1023个分子，故C错误；1 g CO的物质的量为128 ml，1 g CO2的物质的量为144 ml，二者物质的量之比为128∶144=11∶7，故D错误。
2.下列物质中，与0.3 ml H2O含有相同氢原子数的物质是( )
A.18.9 g HNO3
B.0.1 ml NH4HSO4
×1023个HCl分子
L CH4(标准状况)
答案 C
3.已知标准状况下：①6.72 L NH3；②1.204×1023个H2S分子；③5.6 g CH4；④0.5 ml HCl。下列关系正确的是( )
A.体积大小：④>③>①>②
B.原子数目：③>①>②>④
C.密度大小：④>②>③>①
D.质量大小：④>③>②>①
答案 A
4.(2025·黄山一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.标准状况下，2.24 L三氧化硫中所含原子数目为0.4NA
B.100 g溶质质量分数为17%的H2O2溶液中极性键数目为NA
C.常温常压下，8.4 g碳酸氢钠中所含离子数目为0.3NA
D.标准状况下，20 g D2O中所含质子数目和中子数目均为10NA
答案 D
解析 标准状况下三氧化硫不是气体，2.24 L三氧化硫的物质的量无法计算，故A错误；100 g溶质质量分数为17%的H2O2溶液中，水和过氧化氢中都含有极性键，所以极性键数目大于NA，故B错误；碳酸氢钠由钠离子和碳酸氢根离子构成，8.4 g碳酸氢钠中所含离子数目为8.484×2×NA=0.2NA，故C错误；1个D2O分子中含有10个质子、10个中子，20 g D2O的物质的量为20 g20 g·ml−1=1 ml，质子数目和中子数目均为10NA，故D正确。
5.某硫原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，若NA表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为12ab ②m g该硫原子的物质的量为maNA ml ③该硫原子的摩尔质量是aNA g ④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③B.②④C.①②D.②③
答案 C
解析 该硫原子的相对原子质量为ag112bg=12ab，①对；该硫原子的摩尔质量M(S)=a g×NA ml-1=aNA g·ml-1，③错；m g该硫原子的物质的量n(S)=mgaNAg·ml−1=maNA ml，②对；a g硫原子即1个硫原子，其所含电子数为16个，④错。
6.在同温同压下的两个容积相同的容器中，一个盛有HCl气体，另一个盛有H2和Cl2的混合气体，两容器内的气体一定具有相同的( )
A.原子数B.密度
C.质量D.摩尔质量
答案 A
解析 根据阿伏加德罗定律，在同温同压下的两个容积相同的容器中，两容器内的气体一定具有相同的分子数，由于HCl、H2、Cl2都是双原子分子，所以两容器内的气体一定具有相同的原子数。
7.下列说法正确的是( )
A.同温同压下质量相同的O2和O3的原子数之比是2∶3
B.5.6 g CO和22.4 L CO2含有的碳原子数一定相等
C.20 ℃，1×105 Pa时，相同体积的O2和CO2具有相同的分子数
D.当1 ml气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况
答案 C
解析 O2和O3中只含有氧原子，同温同压下质量相同的O2和O3的原子数目相同，A错误；不确定是否在标准状况下，不能计算二氧化碳的物质的量，B错误；根据阿伏加德罗定律，相同条件下，同体积的气体所含分子数相同，C正确；当1 ml气态物质的体积为22.4 L时，该气体不一定处于标准状况，也可能为其他温度和压强，D错误。
8.室温下某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成甲、乙两室，向甲中充入一定量的H2、Cl2混合气体，乙中充入16 g CH4气体，此时活塞位置如图。下列有关说法正确的是( )
A.该图表明，甲室的压强是乙室的2倍，气体分子数量也是乙室的2倍
B.甲室中H2、Cl2的总质量不能确定，但总的物质的量一定是2 ml
C.将甲室的混合气体充分反应，恢复至室温，最终活塞停留的位置应是刻度3处
D.若甲室混合气体密度是同温同压时H2密度的30倍，则甲室通入的气体是32 g
答案 B
解析 密闭容器有可移动活塞，所以甲、乙两室压强相同，A错误；甲、乙两室压强与温度相同，气体的物质的量之比等于其体积之比，n甲n乙=V甲V乙=2，乙室中甲烷的物质的量为1 ml，则甲室中气体的物质的量为2 ml，因为H2、Cl2的比例无法确定，所以总质量无法确定，B正确；甲室发生反应：H2+Cl2===2HCl，反应前后气体体积不变，则充分反应恢复至室温，最终活塞停留的位置应是刻度4处，C错误；同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比，若甲室混合气体的密度是同温同压时H2密度的30倍，则混合气体平均摩尔质量为60 g·ml-1，由B项知甲室气体总物质的量为2 ml，所以气体总质量为120 g，D错误。
9.(12分)C、N、O、S、H、Al都是中学化学中常见的元素。按要求完成下列填空。
(1)0.5 ml H2SO4分子的质量为 ；0.1NA个Al2(SO4)3所含SO42−的物质的量为 。
(2)等物质的量的NH3和N2两种气体，所含原子数之比为 ，等质量的NH3和N2物质的量之比为 。
(3)标准状况下，0.5 ml N2的体积约为 ，8.96 L CO2气体的物质的量为 。
答案 (1)49 g 0.3 ml
(2)2∶1 28∶17
(3)11.2 L 0.4 ml
解析 (2)NH3为4原子分子，N2为2原子分子，故等物质的量的NH3和N2所含原子数之比为2∶1；等质量的NH3和N2物质的量之比为m17∶m28=28∶17。
10.(6分)合成氨工业生产中所用的α⁃Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为 。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为 1∶2时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁元素的质量分数为 (结果保留两位有效数字)。
答案 (1)1∶1 (2)72%
解析 (1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为x ml、y ml，根据铁、氧原子的物质的量之比得(x+2y)∶(x+3y)=4∶5，x∶y=2∶1，Fe2+与Fe3+物质的量之比为x∶2y=1∶1。(2)根据催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2可推知，FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，混合物中铁元素的质量分数为3×5672+160×100%≈72%。同温、
同压下
气体的体积之比等于分子数之比：V1∶V2=N1∶N2
气体的摩尔质量之比等于密度之比：M1∶M2=ρ1∶ρ2
同温、
同体积下
气体的压强之比等于物质的量之比：p1∶p2=n1∶n2