新高考化学一轮总复习练4第二章第4讲物质的量气体摩尔体积含解析

第二章　化学计量  第4讲　物质的量　气体摩尔体积

A组　基础必做题

1．(2022·河北衡水高三检测)下列叙述错误的是(　D　)

①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一　②1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子　③6.02×1023就是阿伏加德罗常数　④氢原子的摩尔质量是1 g　⑤HCl的摩尔质量等于1 mol HCl分子的质量　⑥1 mol CO2中含有1 mol碳和2 mol氧

A．①②③ B．②③④

C．②④⑥ D．全部

[解析]　物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，摩尔是物质的量的单位，①错误；物质可能是由原子构成或分子、离子等构成，即1 mol物质中不一定都含约6.02×1023个原子，②错误；12 g 12C中所含原子数为阿伏加德罗常数，约为6.02×1023 mol－1，③错误；氢原子的摩尔质量是1 g·mol－1，④错误；摩尔质量与质量表示的意义不同，单位也不相同，HCl的摩尔质量与1 mol HCl分子的质量在数值上相等，⑤错误；1 mol CO2中含1 mol CO2分子，⑥错误。

2．(2022·江西宜春月考)下列叙述中正确的是(　B　)

①标准状况下，1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同　②标准状况下，1 g H2和14 g N2的体积相同　③28 g CO的体积为22.4 L　④两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同　⑤同温同体积下，气体的物质的量越大，则压强越大　⑥同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比

A．①②③ B．②⑤⑥

C．②③⑥ D．④⑤⑥

[解析]　标准状况下，1 L HCl的物质的量为＝ mol，但标准状况下H2O为非气态，不能利用气体摩尔体积来计算其物质的量，①错误；标准状况下，1 g H2的物质的量为＝0.5 mol,14 g N2的物质的量为＝0.5 mol，两者物质的量相同，则其体积也相同，②正确；不一定是在标准状况下，不能够准确得出28 g CO的体积，③错误；两种物质只有都是气体时，物质的量才相同，则它们在标准状况下的体积相同，若物质的状态不确定，体积可能相同，也可能不同，④错误；由pV＝nRT可知，同温同体积时，气体物质的量与压强成正比，则气体物质的量越大，压强越大，⑤正确；由pM＝ρRT可知，同温同压下，气体的密度与相对分子质量成正比，⑥正确。综上所述，②⑤⑥正确，故选B。

3．(2022·辽宁大连三中月考)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　A　)

①在标准状况下，NA个SO3分子所占的体积为22.4 L　②S2和S8的混合物共6.4 g，其中所含硫原子数一定为0.2NA　③标准状况下，22.4 L NO和11.2 L O2混合后气体的分子总数为NA　④1 mol AlCl3溶于1 L水中，所得溶液含有NA个Al3＋　⑤在标准状况下，22.4 L Cl2与足量的氢氧化钾溶液反应转移的电子数为NA　⑥100 mL 1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，Fe3＋和SO的数目总和是0.5NA

A．②⑤ B．①②④⑥

C．③⑤⑥ D．①②⑤⑥

[解析]　①在标准状况下，SO3不是气态，不能利用气体摩尔体积计算其体积，错误；②S2和S8的混合物共6.4 g，其中所含硫原子数一定为NA＝0.2NA，正确；③标准状况下，22.4 L NO和11.2 L O2混合后恰好生成22.4 L NO2，但NO2存在平衡2NO2N2O4，则气体的分子总数小于NA，错误；④1 mol AlCl3溶于1 L水中，由于铝离子水解，因此所得溶液含有的Al3＋小于1 mol，错误；⑤在标准状况下，22.4 L Cl2与足量的氢氧化钾溶液反应转移的电子数为NA，正确；⑥100 mL 1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中Fe3＋发生水解，所以Fe3＋和SO的总数小于0.5NA，错误。

4．(2022·山东泰安月考)在一个恒温、恒容密闭容器中，有两个可左右自由滑动的密封隔板(a、b)，将容器分成三部分，已知充入的三种气体质量相等，当隔板静止时，容器内气体所占体积如图所示。下列说法中错误的是(　D　)

A．若Y是O2，则X可能是CH4

B．分子数目：X＝Z＝2Y

C．若X是N2，则Z可能是CO

D．气体密度：X＝Z＝2Y

[解析]　由题给信息可知，图中X、Y、Z三部分的压强、温度分别相等，体积V(X)＝V(Z)＝2V(Y)，由阿伏加德罗定律可知，n(X)＝n(Z)＝2n(Y)，所以分子数目：X＝Z＝2Y，B正确；由于三种气体质量相等，根据n＝可知，O2的摩尔质量为32 g/mol，CH4的摩尔质量为16 g/mol，A正确；N2的摩尔质量为28 g/mol，CO的摩尔质量为28 g/mol，C正确；气体的密度之比和气体的摩尔质量成正比，根据M＝m/n可知，三种气体的密度：2X＝2Z＝Y，D错误。

5．将含有2.05 g某高价含氧酸的钙盐的溶液A与含1.20 g碳酸盐的溶液B混合，恰好完全反应，生成1.25 g白色沉淀C。将滤去沉淀C的滤液蒸发，得到白色固体D，继续加热D时，D分解只得两种气态物质的混合物，在0 ℃、1×105 Pa下，体积变为0.56 L，并得到0.90 g液态水，另一种气态物质为气态氧化物R2O。

试回答下列问题：

(1)白色沉淀C的物质的量为__0.012 5__mol。

(2)A的摩尔质量为__164 g·mol－1__，B的摩尔质量为__96 g·mol－1__。

(3)R2O与H2O的物质的量之比为__1︰2__，生成D的质量为__2.00 g__，D的摩尔质量为__80 g·mol－1__，R2O的相对分子质量为__44__，R2O的化学式是__N2O__。

(4)写出A和B混合的化学方程式：__Ca(NO3)2＋(NH4)2CO3===CaCO3↓＋2NH4NO3__。

[解析]　由A＋B―→C↓＋D可知白色沉淀C为CaCO3，D分解只得两种气态物质的混合物，且其中一种是H2O，则该盐只能是NH4NO3，分解生成的R2O为N2O。A为Ca(NO3)2，B为(NH4)2CO3。(1)C的物质的量为1.25 g÷100 g·mol－1＝0.012 5 mol。(2)Ca(NO3)2、(NH4)2CO3的摩尔质量分别为164 g·mol－1和96 g·mol－1。(3)N2O的物质的量为0.56 L÷22.4 L·mol－1＝0.025 mol,0.90 g水的物质的量是0.90 g÷18 g·mol－1＝0.05 mol，N2O与H2O的物质的量之比为1︰2。根据质量守恒定律可知生成D的质量为2.05 g＋1.20 g－1.25 g＝2.00 g，物质的量是0.012 5 mol×2＝0.025 mol，则D的摩尔质量为2.00 g÷0.025 mol＝80 g·mol－1，N2O的相对分子质量为44。(4)A和B混合的化学方程式为Ca(NO3)2＋(NH4)2CO3===CaCO3↓＋2NH4NO3。

6．(2022·四川成都外国语学校月考)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，气体X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，得到下面的实验结果：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管中收集的无色液体是水；在注射器D中收集的气体是氮气，试回答下列问题：

(1)X气体是由__氮__和__氢__元素组成的。

(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到氮气的质量是0.28 g。根据实验时的温度和压强计算1 mol X的气体的体积是24 000 mL，则X的摩尔质量是__32__g/mol。

(3)通过计算，确定X的分子式为__N2H4__。

(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)：__2CuO＋N2H42Cu＋N2＋2H2O__。

[解析]　(1)根据C管中收集到水，D中收集到N2，说明气体X与CuO反应有N2和水生成，由气体X只含有两种元素，结合元素守恒可知气体X中含氮、氢元素。(2)由1 mol X气体体积是24 000 mL，可知240 mL X气体的物质的量为＝0.01 mol；反应中收集到n(N2)＝＝0.01 mol，B管中CuO含m(O)＝20.32 g－20.00 g＝0.32 g，n(O)＝＝0.02 mol，则n(H2O)＝0.02 mol，即生成物H2O中m(H)＝0.02 mol×2×1 g/mol＝0.04 g，则气体X的质量为0.28 g＋0.04 g＝0.32 g，故气体M(X)＝＝32g/mol。(3)由(2)可知n(X)＝0.01 mol，n(N)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，n(H)＝0.04 mol，即n(X)︰n(N)︰n(H)＝0.01 mol︰0.02 mol︰0.04 mol＝1︰2︰4，故X的化学式为N2H4。(4)根据题中信息可知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，由此可确定N2H4与CuO反应生成Cu、N2和水，其化学方程式为2CuO＋N2H42Cu＋N2＋2H2O。

B组　能力提升题

7．(2022·山东泰安模拟)(双选)磷烯(如图)是由磷原子六元环组成的蜂巢状褶皱二维晶体，它是白磷()的同素异形体。设NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是(　BC　)

A．3.1 g白磷中含P—P键的数目为0.3NA

B．6.2 g磷烯中含六元环的数目为0.1NA

C．0.1 mol P4与0.6 mol H2在密闭容器中发生反应P4＋6H24PH3。生成PH3分子的数目小于0.4NA

D．0.1 mol P4发生反应P4＋5O22P2O5，转移的电子数为2NA

[解析]　A．3.1 g白磷的物质的量为n＝＝0.025 mol，而白磷中含6个P—P键，故0.025 mol白磷中含0.15NA个P—P键，故A错误；B．磷烯是白磷的同素异形体，6.2 g磷烯的物质的量n＝＝0.2 mol，而1 mol磷原子形成0.5 mol六元环，故0.2 mol磷烯中含0.1NA个六元环，故B正确；C．反应P4＋6H24PH3为可逆反应，不能进行彻底，故生成PH3分子的数目小于0.4NA，故C正确；D．P4发生反应P4＋5O22P2O5为可逆反应，故不能进行彻底，由于磷元素反应后变为＋5价，故0.1 mol白磷转移的电子数小于2NA，故D错误。

8．(双选)用6.02×1023表示阿伏加德罗常数(NA)的值，下列说法中错误的是(　AD　)

A．5 L水吸收标准状况下2.24 L Cl2，溶液中，N(Cl－)＋N(ClO－)＋N(HClO)＝1.204×1023个

B．16.85 g CsCl晶体中含有6.02×1022个如图所示的结构单元

C．6.5 g Zn与一定量浓H2SO4反应完全溶解，转移的电子数为0.2NA

D．1 mol—CH3中的电子数为6.02×1024个

[解析]　A．氯气与水反应为可逆反应，不能进行到底，部分仍然以氯气分子形式存在，依据原子个数守恒可知：5 L水吸收标准状况下2.24 L Cl2，溶液中，N(Cl－)＋N(ClO－)＋N(HClO)<1.204×1023个，故A错误；B．1个CsCl晶胞含有Cs＋个数为1个，含有Cl－个数：×8＝1，CsCl的摩尔质量为168.5 g/ mol,16.85 g CsCl晶体中含有如图所示的结构单元物质的量为＝0.1 mol，个数为0.1NA，即6.02×1022个，故B正确；C．6.5 g锌的物质的量为＝0.1 mol,0.1 mol锌完全反应生成0.1 mol锌离子，转移了0.2 mol电子，转移电子数一定为0.2NA，故C正确；D．1个—CH3中含有9个电子，则1 mol—CH3中的电子数为：1 mol×9×6.02×1023 mol－1＝5.418×1024个，故D错误。

9．(2022·河南郑州模拟)如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在A、B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，A、C内的气体密度相等。下列说法不正确的是(　A　)

A．物质的量：n(X)<n(CO2)<n(Y)

B．分子数目：N(X)＝N(Y)

C．气体的体积：V(X)＝V(Y)

D．摩尔质量：M(X)＝M(Y)

[解析]　当隔板静止时，代表隔板两侧气体的压强相等，容器恒温，所以处于同温同压的环境。同温同压下，气体的密度比等于其摩尔质量的比。A、C内的气体密度相等，所以气体X、Y的摩尔质量相等。题目中通入的三种气体的质量相等，所以X、Y物质的量一定相等，所以A错误；X、Y物质的量一定相等，即分子数相等，B正确；X、Y物质的量一定相等，同温同压下体积一定相等，C正确；A、C内的气体密度相等，所以气体X、Y的摩尔质量相等，D正确。

10．(2022·芜湖模拟)国际计量大会第26届会议新修订了阿伏加德罗常数(NA＝6.022 140 76×1023 mol－1)，并于2019年5月20日正式生效。下列说法中正确的是(　D　)

A．12 g金刚石中含有化学键的数目为4NA

B．将7.1 g Cl2溶于水制成饱和氯水，溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和为0.1NA

C．标准状况下，11.2 L NO和11.2 L O2混合后，气体的分子总数为0.75NA

D．20 g的D2O中含有的质子数为10NA

[解析]　金刚石属于原子晶体，1 mol金刚石中含有2 mol C—C键，即12 g金刚石中含有C—C键物质的量为×2＝2 mol，故A错误；氯气溶于水，部分氯气与水发生反应，溶液中含有氯元素微粒有Cl2、Cl－，ClO－、HClO，溶液中Cl－、ClO－、HClO微粒物质的量之和小于0.1 mol，故B错误；NO与O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，根据所给量，NO不足，O2过量，反应后气体物质的量的和为0.75 mol，但2NO2N2O4，因此反应后气体物质的量小于0.75 mol，故C错误；D2O为2H2O，其摩尔质量为20 g·mol－1，20 g D2O中含有质子物质的量为×10＝10 mol，故D正确。

11．根据题意计算填空。

(1)在标准状况下，8.5 g某气体的体积为5.6 L，则该气体的摩尔质量是__34_g/mol__。

(2)在标准状况下，0.01 mol某气体的质量为0.28 g，则该气体的相对分子质量为__28__，该气体的密度为__1.25__g·L－1。

(3)现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的相对分子质量为M。若阿伏加德罗常数的值用NA表示，则该气体的物质的量为____mol；该气体所含原子总数为____；该气体在标准状况下的体积为____L；该气体溶于水后形成1 L溶液(该气体不与水反应)，其物质的量浓度为____mol·L－1。

[解析]　(1)该气体的摩尔质量为＝34 g/mol。

(2)0.01 mol某气体的质量为0.28 g，摩尔质量为＝28 g/mol，故相对分子质量为28；标准状况下0.01 mol该气体体积是0.224 L，故密度为＝1.25 g·L－1。

(3)该气体的物质的量为 mol；因为该气体由双原子分子构成，故所含原子总数为；该气体在标准状况下的体积为 L；该气体溶于水后形成1 L溶液，其物质的量浓度为 mol·L－1。

12．(1)(2022·河北衡水检测)某液体化合物X2Y4，常用作火箭燃料。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应方程式为X2Y4(l)＋O2(g)X2(g)＋2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得气体生成物的体积为11.2 L，其密度为1.25 g·L－1，则：

①反应前O2的体积V(O2)为__11.2 L__。

②X2的摩尔质量为__28 g·mol－1__；Y元素的名称是__氢__。

③若反应生成0.1 mol X2，则转移电子的物质的量为__0.4__ mol。

④已知在25 ℃和101 kPa的条件下，气体摩尔体积为24.5 L·mol－1，有一瓶4.9 L X2气体含X2的分子数是__1.204×1023__；X2气体的质量为__5.6 g__。

(2)“煅烧”时MnSO4·nH2O→MnxOy，温度与剩余固体质量变化曲线如下图：

化合物中n＝__1__。该曲线中B点所表示的固体氧化物的化学式为__Mn3O4__。

[解析]　(1)①根据化学方程式，参加反应的O2与生成的X2的物质的量相等，根据阿伏加德罗定律，则参加反应的O2也为11.2 L。②生成的X2的质量为11.2 L×1.25 g·L－1＝14 g，故X2的摩尔质量为14 g÷0.5 mol＝28 g· mol－1，是氮气，参加反应的X2Y4与O2的物质的量相等，均为0.5 mol，则X2Y4的摩尔质量为＝32 g·mol－1，故Y为氢元素。③由化学方程式可知，每生成1 mol X2转移4 mol e－，则生成0.1 mol X2转移电子0.4 mol。④在25 ℃和101 kPa的条件下，4.9 L X2气体的物质的量为n(X2)＝0.2 mol，X2的分子数为0.2 mol×6.02×1023＝1.204×1023。X2气体的质量为0.2 mol×28 g·mol－1＝5.6 g。

(2)带有结晶水的化合物受热先失去结晶水，A处为MnSO4，物质的量为 mmol＝0.6 mmol，失去水的物质的量为＝0.6 mmol，n(MnSO4)︰n(H2O)＝1︰1，则n＝1。B点为锰的氧化物，含氧原子＝0.8 mmol，n(Mn)︰n(O)＝3︰4，B点氧化物为Mn3O4。