2021版高考化学一轮复习课时分层提升练一物质的量气体摩尔体积（含解析）新人教版

物质的量 气体摩尔体积

一、选择题

1.(2019·成都模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是

(　　)

A.4.0 g重水(D2O)中所含质子数为0.4NA

B.4.48 L N2与CO的混合物中所含分子数为0.2NA

C.6.2 g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2NA

D.12.5 mL 16 mol·L-1浓硫酸与足量铜反应,转移电子数为0.2NA

【解析】选C。A中一个D2O中有10个质子,4.0 g重水的物质的量为0.2 mol,因此4.0 g重水中所含质子数为2NA;B中未指明气体所处状态,故无法计算分子数;C中无论白磷与红磷的比例如何,磷原子总数一定为0.2NA;D中浓硫酸不可能完全反应,当浓度变稀时不再与铜反应。

2.下列叙述正确的是 (　　)

A.常温常压下,4.6 g NO2气体约含有1.81×1023个原子

B.标准状况下,80 g SO3所占的体积约为22.4 L

C.标准状况下,22.4 L CCl4中含有的CCl4分子数为NA

D.标准状况下,22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应,转移的电子数为2NA

【解析】选A。标准状况下SO3不是气体,B错误;标准状况下CCl4是液体,C错误;标准状况下,22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应,转移的电子数为NA,D错误。

3.标准状况下有以下四种气体:①6.72 L CH4;②3.01×1023个HCl分子;③13.6 g H2S;④0.2 mol NH3。下列关系不正确的是              (　　)

A.体积:④<①<③<②

B.质量:④<①<③<②

C.物质的量:①<②<③<④

D.氢原子数:②<④<③<①

【解析】选C。①6.72 L CH4的物质的量为=0.3 mol,②3.01×1023个HCl分子的物质的量为=0.5 mol,③13.6 g H2S的物质的量为=0.4 mol,④0.2 mol NH3。标准状况下体积之比等于其物质的量之比,体积:④<①<③<②,A正确;CH4的质量为0.3 mol×16 g·mol-1=4.8 g,HCl的质量为0.5 mol×36.5 g·mol-1=18.25 g,NH3的质量为0.2 mol×17 g·mol-1=3.4 g,质量:④<①<③<②,B正确;物质的量大小顺序为④<①<③<②,C错误;CH4中n(H)=0.3 mol×4=1.2 mol,HCl中n(H)=0.5 mol,H2S中n(H)=0.4 mol×2=

0.8 mol,NH3中n(H)=0.2 mol×3=0.6 mol,氢原子数:②<④<③<①,D正确。

4.(2019·全国卷Ⅲ)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是              (　　)

A.每升溶液中的H+数目为0.02 NA

B.c(H+)=c(H2P)+2c(HP)+3c(P)+c(OH-)

C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小

D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强

【解析】选B。pH=2的H3PO4溶液中,c(H+)=0.01 mol·L-1,每升溶液中含有H+的物质的量为0.01 mol,数目为0.01 NA,A错误。根据电荷守恒,H3PO4溶液中离子间的关系为c(H+)=c(H2P)+2c(HP)+3c(P)+c(OH-),B正确。加水稀释后H3PO4电离度增大,溶液体积也增大,溶液中H+浓度减小,pH增大,C错误。NaH2PO4是强电解质,在水中完全电离NaH2PO4 Na++ H2P,生成的H2P抑制了H3PO4的电离H3PO4 H++ H2P,溶液酸性减弱,D错误。

二、非选择题

5.长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的 O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为X2Y4(l)+O2(g)X2(g)+2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物 X2的体积为11.2 L,其密度为1.25 g·L-1,则:

(1)反应前O2的体积(标准状况下)为________,其物质的量为________mol。 

(2)X2的摩尔质量为________,Y元素的名称是______________________。 

(3)若反应生成0.1 mol X2,则转移电子的物质的量为________mol。 

【解析】(1)由化学方程式可知,反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同,为11.2 L,其物质的量为 =0.5 mol。

(2)X2的摩尔质量为1.25 g·L-1 × 22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,X2Y4的摩尔质量为=32 g·mol-1,故X为氮元素,Y为氢元素。

(3)由N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可知每生成1 mol N2转移4 mol电子,所以反应生成0.1 mol N2时,转移电子的物质的量为0.4 mol。

答案:(1)11.2 L　0.5　(2)28 g·mol-1　氢　(3)0.4

6.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)0.2 g H2含有________个氢原子。 

(2)标准状况下,含有相同氧原子数的CO和CO2的体积之比为________。 

(3)100 mL硫酸铝溶液中n(Al3+)=0.20 mol(不考虑水解因素),则其中c(S)=________。 

(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为________,该金属元素的相对原子质量为________。 

(5)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe与CO2)后,生成Fe的质量为________g。 

【解析】(1)0.2 g H2的物质的量为0.1 mol,含有0.2 mol氢原子,即0.2NA个。

(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的物质的量之比为2∶1,标准状况下,体积之比为2∶1。

(3)100 mL硫酸铝溶液中,n(Al3+)=0.20 mol,则其中)=0.30 mol,c(S) =3.0 mol·L-1。

(4)二价金属的氯化物可表示为MCl2,在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则该氯化物的物质的量为0.1 mol,摩尔质量为95 g·mol-1;该金属元素的相对原子质量为95-71=24。

(5)CO与Fe2O3反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,标准状况下6.72 L CO的物质的量为0.3 mol,完全反应后生成0.2 mol铁,即11.2 g。

答案:(1)0.2NA　(2)2∶1　(3)3.0 mol·L-1

(4)95 g·mol-1　24　(5)11.2

7.(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________。 

(6)将19.4 g CO2和水蒸气的混合气体,与足量的Na2O2反应,收集到标准状况下5.6 L的气体,试确定混合气体的平均相对分子质量为________,CO2与水蒸气的物质的量之比为________。 

【解析】(1)M(12C18O)=30 g·mol-1,30 g 12C18O的n(12C18O)=1 mol,M(14N2)=

28 g·mol-1,28 g 14N2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,则n(12C18O)=n(14N2),1 mol 12C18O中n(e-)=

14 mol,1 mol 14N2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。(6)根据化学方程式2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,得关系式2CO2～O2和2H2O(g)～O2,所以n(混合)=×2=0.5 mol,M==

38.8 g·mol-1,有44 g·mol-1×n(CO2)+18 g·mol-1×n(H2O)=19.4 g,得n(CO2)=

0.4 mol,n(H2O)=0.1 mol;即n(CO2)∶n(H2O)=4∶1。

答案:(1)1∶1　(2)15∶14　(3)1∶1　(4)2

(5)1∶1∶1　(6)38.8　4∶1

一、选择题

1.(2019·通辽模拟)下列说法正确的是 (　　)

A.在常温、常压下,1.7 g NH3含有的电子数为NA

B.在常温、常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5NA

C.标准状况下,11.2 L CCl4中含有的分子数目为0.5NA

D.标准状况下,22.4 L H2和O2的混合气体所含分子数为2NA

【解析】选A。在常温、常压下,1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol,每个分子含有10个电子,所以总共含有的电子数为NA,A正确;在常温、常压下,11.2 L N2的物质的量不是0.5 mol,B错误;标准状况下, CCl4不是气体,不能计算其物质的量,C错误;标准状况下,22.4 L H2和O2的混合气体的物质的量为1 mol,其所含分子数为NA,D错误。

2.(2019·南京模拟)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

 (　　)

A.17.6 g丙烷中所含的共价键数目为4NA

B.常温下,pH=1的盐酸中含有的H+数目为0.1NA

C.标准状况下,5.6 L NO和5.6 L O2混合后的分子总数目为0.5NA

D.电解精炼铜时,若阳极质量减少64 g,则阴极得到电子的数目为2NA

【解析】选A。A项,共价键数为×10NA·mol-1=4NA,正确;B项,没有溶液的体积,不可求H+的数目,错误;C项,NO与O2反应生成NO2,会使气体分子总数减小,错误;D项,阳极不仅溶解Cu,还有Fe、Ni、Zn等,所以无法计算出阳极失去的电子数目,错误。

3.如图所示,①和②为两个体积相同的固定容器,图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子,则下列说法正确的是              (　　)

A.若①中的H2为1 mol,则②中所含原子总数为3.01×1023个

B.①和②中气体的质量之比为1∶8

C.H2、O2均能发生化合反应,但不能发生置换反应

D.两容器的温度和压强均相同

【解析】选B。根据图示可知,①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1,若H2为1 mol,则O2为0.5 mol,故氧原子数目为6.02×1023个,A项错误;①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1,所以其物质的量之比为2∶1,质量之比为1∶8,B项正确;H2能发生置换反应,如H2与CuO反应,O2也能发生置换反应,如O2与H2S反应,C项错误;根据阿伏加德罗定律,①和②两容器体积相同,但气体分子个数不同,所以两容器的温度和压强不可能均相同,D错误。

4.(2019·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是              (　　)

A.充入的CO分子数比CO2分子数少

B.甲容器的体积比乙容器的体积小

C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小

D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小

【解析】选D。质量相同的CO和CO2的物质的量之比为11∶7,在温度和压强相同时体积比为11∶7,但气体摩尔体积相同。

5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是 (　　)

A.(2019·江淮十校模拟)10.4 g苯乙烯()分子中含有的碳碳双键数为0.1 NA

B.(2019·湖北七市联考)1 mol NH4HCO3晶体中,含有N、NH3和NH3·H2O的总数为NA

C.(2019·湖北七市联考)将1 mol Cl2通入足量NaOH溶液完全反应后,溶液中HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA

D.(2019·黄冈模拟)28 g N60单质(如图)中含有的N—N键键数为3NA

【解析】选B。A项,苯乙烯中苯环上不存在双键,所以每个苯乙烯分子只有一个双键,正确;B项,NH4HCO3晶体中只含有N,不存在NH3和NH3·H2O,错误;C项,根据氯元素守恒,正确;D项,由图可知,每个氮原子分摊的键为1.5个,则含有的N—N键为×60×=3NA,正确。

二、非选择题

6.(2019·遵义模拟)(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液,溶质的物质的量浓度为______ mol·L-1。  

(2)若从中取出50 mL,溶质的物质的量浓度为________ mol·L-1;溶质的质量为______ g。  

(3)若将这50 mL溶液用水稀释到100 mL,所得溶液中Na+的物质的量浓度为________ mol·L-1,S的物质的量浓度为________mol·L-1。  

【解析】(1)n(Na2SO4)==0.1 mol

c(Na2SO4)==0.2 mol·L-1。

(2)从中取出50 mL溶液,浓度仍为0.2 mol·L-1

溶质的质量为m=n·M=c·V·M=0.2 mol·L-1×0.05 L×142 g·mol-1=1.42 g。

(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL,据c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),Na2SO4浓度变为原来的,即0.1 mol·L-1,故Na+浓度为0.2 mol·L-1,S浓度为0.1 mol·L-1。

答案:(1)0.2　(2)0.2　1.42　(3)0.2　0.1

7.如图所示,在相同温度下,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞,使NO与O2充分反应。(不考虑NO2与N2O4的转化)

(1)开始时左右两室分子数__________(填“相同”或“不相同”)。 

(2)反应前后NO室压强______(填“增大”或“减小”)。 

(3)最终容器内密度与原来__________(填“相同”或“不相同”)。 

(4)最终容器内__________(填“有”或“无”)O2存在。  

【解析】(1)由左右两室体积相同,两容器内气体密度相同可知,两容器中气体的质量相等,但NO和O2的摩尔质量不相等,故其物质的量不相等,开始时左右两室分子数不相同。(2)由于反应前后NO室的气体物质的量减小,故压强减小。(3)体系的体积和气体的质量均未变化,密度不变。(4)由于NO与O2反应,O2过量,故最终容器内有O2存在。

答案: (1)不相同　(2)减小　(3)相同　(4)有

8.(2019·三明模拟)在中国古代,炼丹家以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料,放在炼丹炉中煅烧可制得绿矾油,绿矾油是一种无色黏稠液体,可用于除掉兵器上的铁锈。如图是2.78 g绿矾隔绝空气受热分解时,所得固体产物的质量随温度变化的曲线。将加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液,得白色沉淀1.16 g。

(1)绿矾油主要成分的化学式为________。t1～t2发生反应的化学方程式为________________________。 

(2)若将2.88 g草酸亚铁(FeC2O4)隔绝空气加热至100℃,得到1.44 g黑色细粉,则可推知该黑色细粉为______________________________________。 

【解析】(1)根据元素守恒及绿矾油是一种无色黏稠液体,可用于除掉兵器上的铁锈即能与氧化铁反应,可知绿矾油应为浓硫酸;2.78 g的FeSO4·7H2O晶体的物质的量为=0.01 mol,加热生成FeSO4时的质量为1.52 g,再将FeSO4加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液,得白色沉淀应为硫酸钡1.16 g,即0.005 mol,则说明产生三氧化硫为0.005 mol,其质量为0.4 g,得到铁的氧化物为0.8 g,结合铁元素为0.01 mol可知,该氧化物为Fe2O3,根据质量守恒可知,加热还产生二氧化硫的质量为1.52 g-0.8 g-0.4 g=0.32 g,即为0.005 mol,所以发生反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑。

(2)2.88 g FeC2O4中铁元素的质量=2.88 g×=1.12 g,

铁的氧化物中铁与氧两元素的质量比=1.12 g∶(1.44 g-1.12 g)=56∶16,

铁的氧化物中铁与氧两元素的原子个数比=∶=1∶1,则该铁的氧化物是FeO。

答案:(1)浓硫酸　2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑

(2)FeO