2021届新人教版高三化学复习练习卷：物质的量气体摩尔体积

物质的量气体摩尔体积

1.(2019山西太原第五中学高三月考)下列条件下,两种气体分子数一定不相等的是(　　)

A.相同质量、不同密度的N2O和CO2

B.相同体积、相同密度的CO和C2H4

C.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3

D.相同压强、相同质量的CO和CO2

2.(2019河南新乡三模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.1 L 0.1 mol·L-1NaClO溶液中含有的ClO-为0.1NA个

B.1 mol Fe在1 mol Cl2中充分燃烧,转移的电子数为3NA

C.常温常压下,32 g O2与O3的混合气体中含有的分子总数小于NA

D.标准状况下,22.4 L HF中含有的氟原子数目为NA

3.(2019广西南宁三模)设阿伏加德罗常数的数值为NA。下列说法正确的是(　　)

A.1 L 1 mol·L-1的NaHSO3溶液中含有的离子数为3NA

B.5.6 g乙烯和环丙烷的混合物中含C—H键数目为0.8 NA

C.常温常压下,22.4 L的37Cl2中所含的中子数为40NA

D.硝酸与铜反应生成0.1 mol NOx时,转移电子数为0.2NA

4.(2020湖北广水一中高三质检)下列说法正确的是(　　)

A.摩尔是可以把物质的质量与微观粒子数联系起来的一个基本物理量

B.14 g N2中所含的氮原子数为NA

C.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量

D.标准状况下,80 g SO3体积约为22.4 L

5.(2019湖南岳阳高三起点检测)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),下列说法正确的是(　　)

A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z

B.相同条件下,相同质量的三种气体,气体密度最小的是X

C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol

D.不同温度下,体积相同的CO和N2密度相同,则二者所含的原子数不同

6.如果a g某气体中含有的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)

A. L B. L

C. L D. L

7.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),则溶液中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。 

8.(2018全国2,11)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)

A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA

B.100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA

C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA

D.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA

9.(2019山东临沂高考模拟考试)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)

A.4.0 g由CO2和SO2组成的混合物中含有的质子数为2NA

B.2.24 L Cl2与CH4在光照下反应生成的HCl分子数为0.1NA

C.常温下,0.1 mol 环氧乙烷()中含有的共价键数为0.3NA

D.4.2 g CaH2与水完全反应,转移的电子数为0.1NA

10.常温常压下某CO2、H2、CO的混合气体与氮气的密度相同,则该混合气体中CO2、H2、CO的质量之比可能为              (　　)

A.13∶8∶27 B.13∶9∶27

C.26∶16∶27 D.286∶8∶27

11.(2019山东济南高三5月模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列体系中指定微粒或化学键的数目一定为NA的是(　　)

A.46.0 g乙醇与过量冰醋酸在浓硫酸加热条件下反应所得乙酸乙酯分子

B.36.0 g CaO2与足量水完全反应过程中转移的电子

C.53.5 g氯化铵固体溶于氨水所得中性溶液中的N

D.5.0 g乙烷中所含的共价键

12.(2020湖北宜昌高三起点检测)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,此时混合物中铁的质量分数为　　　　　。 

(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α-铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为　　　　　,生成实验条件下CO2的体积为　　　　　(假设此实验条件下,气体摩尔体积为24 L·mol-1)。 

13.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题:

(1)该混合气体的平均摩尔质量为　　　　　。 

(2)混合气体中碳原子的个数为　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 

(3)将混合气体依次通过下列装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。

①气球中收集到的气体的摩尔质量为　　　　　。 

②气球中收集到的气体电子总数为　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 

③气球的体积为　　　　　L。 

14.(2019福建龙海模拟节选)钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。

草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线,曲线中300 ℃及更高温度时所得固体均为钴氧化物。

(1)通过计算确定C点剩余固体的化学成分为　　　　(填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225~300 ℃发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2价、+3价),用480 mL 5 mol·L-1盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O原子的物质的量之比。

物质的量　气体摩尔体积

1.D　N2O和CO2的摩尔质量均为44g·mol-1,又由于二者质量相等,则二者的物质的量相等,含有的分子数目一定相等,故A项不符合题意;相同体积、相同密度的CO和C2H4的质量相等,二者摩尔质量都是28g·mol-1,则二者物质的量相等,含有的分子数目一定相等,故B项不符合题意;相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3的物质的量相等,含有分子数目一定相等,故C项不符合题意;CO和CO2的摩尔质量不同,质量相同时二者物质的量不同,含有的分子数目不同,故D项符合题意。

2.C　NaClO为强碱弱酸盐,ClO-会水解,则溶液中ClO-的物质的量小于0.1mol,即含有的ClO-小于0.1NA个,A项错误;根据反应2Fe+3Cl22FeCl3可知铁过量,1molCl2参与反应转移2mol电子,B项错误;32gO2的物质的量为=1mol,分子数为NA,而O3的摩尔质量为48g·mol-1,则相同质量的O3比O2的分子数少,则分子总数小于NA,C项正确;标准状况下HF为液态,不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,D项错误。

3.B　HS属于弱酸酸式酸根离子,在溶液中既存在水解平衡又存在电离平衡,1L1mol·L-1的NaHSO3溶液中含有的离子数不是3NA,故A错误;乙烯和环丙烷的最简式均为CH2,5.6g的混合物中含CH2物质的量为0.4mol,所以含C—H键数目为0.8NA,故B正确;标准状况下,22.4L的37Cl2中所含的中子数为40NA,常温常压下中子数不是40NA,故C错误;NOx可能是NO或NO2,根据得失电子守恒可得,生成0.1molNOx转移电子数范围是0.1NA~0.3NA,故D错误。

4.B　摩尔是物质的量的单位,不是基本物理量,A项错误;14gN2的物质的量为0.5mol,所含的氮原子数为NA,B项正确;物质的摩尔质量在以g·mol-1为单位时在数值上等于其相对分子(原子)质量,C项错误;标准状况下,SO3是固体,不能用气体摩尔体积计算,D项错误。

5.B　原子数相等,不能确定其分子数的关系,即不能确定其物质的量的关系,所以不能确定其质量的大小,A项错误;相同条件下,相同质量的气体,摩尔质量越小,其物质的量越大,体积越大,密度越小,故气体X的密度最小,B项正确;在一定条件下,三种气体体积均为2.24L,则其物质的量相等,由于没有说明是否在标准状况下,故不一定是0.1mol,C项错误;CO和N2均为双原子分子,若体积和密度相同,则二者的质量相同,由于两种气体摩尔质量相同,故物质的量相同,分子数和原子数也分别相同,D项错误。

6.A　ag某气体中含有的分子数为b,则cg气体含有的分子数为,cg该气体的物质的量为mol=mol,标准状况下的气体摩尔体积Vm=22.4L·mol-1,则cg气体的体积为mol×22.4L·mol-1=L。

7.答案:(1)0.2NA　(2)2∶1　(3)3.0 mol·L-1

(4)95 g·mol-1　24　(5)11.2

解析:(1)0.2gH2的物质的量为0.1mol,含有0.2mol氢原子,即0.2NA个氢原子。(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,两种气体的体积之比为2∶1。(3)100mL硫酸铝溶液中,n(Al3+)=0.20mol,则其中n(S)=0.30mol,则溶液中c(S)=3.0mol·L-1。(4)二价金属的氯化物可表示为MCl2,在9.5g某二价金属的氯化物中含0.2molCl-,则该氯化物的物质的量为0.1mol,摩尔质量为95g·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6.72LCO的物质的量为0.3mol,完全反应后生成0.2mol铁,其质量为11.2g。

8.C　124gP4的物质的量为1mol,根据P4的结构可知1个P4分子中含有6个P—P键,1molP4中含有6NA个P—P键,A项错误;因为Fe3+会发生水解生成Fe(OH)3,100mL1mol·L-1FeCl3溶液中N(Fe3+)小于0.1NA,B项错误;根据化学式可知,1molCH4和1molCH2CH2中均含有4mol氢原子,标准状况下,11.2L混合气体的物质的量为0.5mol,所含氢原子的物质的量为2mol,即所含氢原子数目为2NA,C项正确;SO2和O2的反应为可逆反应,2molSO2和1molO2不能全部转化成2molSO3,故分子总数大于2NA,D项错误。

9.A　4.0gCO2中含有的质子数为=2NA,4.0gSO2中含有的质子数为=2NA,因此4.0g由CO2和SO2组成的混合物中含有的质子数为2NA,A项正确;未说明标准状况,无法计算Cl2的物质的量,B项错误;0.1mol环氧乙烷()中含有的共价键数应该为0.7NA,C项错误;4.2gCaH2与水完全反应,反应的化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑,转移的电子的物质的量为=0.2mol,D项错误。

10.D　混合气体与氮气的密度相同,根据相同条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比,即混合气体的平均摩尔质量为28g·mol-1,CO的相对分子质量为28,则要求CO2和H2混合气体的平均摩尔质量为28g·mol-1,设CO2的物质的量为xmol,H2的物质的量为ymol,则有=28,解得x∶y=13∶8,则CO2和H2的质量比为(13×44)∶(8×2)=143∶4,CO的质量为任意数值,故D项正确。

11.C　46.0g乙醇的物质的量为1mol,酯化反应为可逆反应,1mol乙醇与过量冰醋酸在加热和浓硫酸条件下充分反应生成的乙酸乙酯分子数小于NA,故A错误;36.0gCaO2的物质的量为=0.5mol,与足量水完全反应生成氢氧化钙和氧气,转移0.5mol电子,故B错误;53.5g氯化铵的物质的量为1mol,中性溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)可知,c(N)=c(Cl-),即n(N)=n(Cl-)=1mol,故C正确;一个乙烷分子中含有6个C—H键和1个C—C键,因此5.0g乙烷中所含的共价键数目为×7×NA=NA,故D错误。

12.答案:(1)1∶1　(2)72.4%　(3)2Fe2O3+C4FeO+CO2↑　(4)6 g　12 L

解析:(1)设FeO、Fe2O3的物质的量分别为x、y,根据题意可得(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,解得x∶y=2∶1,则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与Fe2O3的物质的量之比为1∶1,混合物中铁的质量分数为×100%≈72.4%。

(3)由题给信息知,C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2。

(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时反应后的混合物中,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,原料480gFe2O3的物质的量为3mol,根据关系式Fe2O3~2FeO可知,原料中必须有的Fe2O3参加反应,即有1molFe2O3参加反应,则理论上要有0.5molC发生反应,即有6gC发生反应,生成的CO2为0.5mol,在题给条件下的体积为12L。

13.答案:(1)36 g·mol-1　(2)0.4NA　(3)①28 g·mol-1

②2.8NA　③4.48

解析:(1)标准状况下混合气体的体积为8.96L,则其物质的量n=8.96L÷22.4L·mol-1=0.4mol,则混合气体的平均摩尔质量为14.4g÷0.4mol=36g·mol-1。

(2)CO2和CO分子都含有1个C原子,混合气体的物质的量为0.4mol,则C原子的物质的量为0.4mol,所以混合气体中碳原子的个数为0.4NA。

(3)①混合气体通过NaOH溶液时CO2气体被吸收,再通过浓硫酸干燥气体,所以气球中收集到的气体为纯净的CO气体,其摩尔质量为28g·mol-1。②设混合气体中CO的物质的量为n,则CO2物质的量为0.4mol-n,根据混合气体的质量可得28g·mol-1×n+44g·mol-1×(0.4mol-n)=14.4g,解得n=0.2mol,1个CO分子含有14个电子,所以0.2molCO含有2.8NA电子。③气球收集的CO物质的量为0.2mol,则体积为0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L。

14.答案:(1)Co3O4　3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2　(2)5∶6

解析:(1)由图可知,CoC2O4·2H2O的质量为18.3g,其物质的量为0.1mol,钴元素质量为5.9g,C点钴氧化物质量为8.03g,氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol∶≈3∶4,故C点剩余固体的化学成分为Co3O4;B点对应物质的质量为14.7g,与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g,减少的质量恰好为结晶水的质量,故B点物质为CoC2O4,CoC2O4与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳,反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。

(2)由电子守恒可得n(Co3+)=2n(Cl2)=2×=0.4mol,由电荷守恒:n(Co原子)总=n(Co2+)溶液=n(Cl-)=×(0.48L×5mol·L-1-2×)=1mol,所以固体中的n(Co2+)=1mol-0.4mol=0.6mol,根据化合价代数和为0,氧化物中n(O)=(0.6mol×2+0.4mol×3)÷2=1.2mol,故该钴氧化物中n(Co)∶n(O)=1mol∶1.2mol=5∶6。