新教材适用2024版高考化学一轮总复习练案4第二章物质的量及其应用第4讲物质的量气体摩尔体积

这是一份新教材适用2024版高考化学一轮总复习练案4第二章物质的量及其应用第4讲物质的量气体摩尔体积，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
练案[4] 第二章　物质的量及其应用 第4讲　物质的量　气体摩尔体积一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。1．(2023·山东德州月考)我国药学家屠呦呦因发现青蒿素开创了治疗疟疾的新方法，荣获了诺贝尔奖。已知青蒿素的分子式为C15H22O5，下列有关说法正确的是( C )A．标准状况下，1 mol青蒿素的体积约为22.4 LB．青蒿素中C、H、O的质量之比为15225C．青蒿素的摩尔质量为282 g·mol－1D．1 mol青蒿素中含11 mol H2[解析]　标准状况下青蒿素为固体，不能利用气体摩尔体积计算青蒿素的体积，A错误；青蒿素中C、H、O的物质的量之比为15225，质量比为(15×12)(22×1)(5×16)＝901140，B错误；青蒿素的相对分子质量为282，摩尔质量为282 g·mol－1，C正确；青蒿素中含有22 mol氢原子，不含氢气分子，D错误。2．(2023·山东泰安模拟)下列各组物质中含氧原子的物质的量相同的是( C )A．9.6 g O2和5.4 g H2OB．0.1 mol H2SO4和3.6 g H2OC．0.1 mol MgSO4·7H2O和0.1 mol C12H22O11(蔗糖)D．6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4[解析]　A项，n(O)分别为0.6 mol和0.3 mol，错误；B项，0.1 mol H2SO4中，n(O)＝0.4 mol,3.6 g H2O中n(O)＝×1＝0.2 mol，错误；C项，0.1 mol MgSO4·7H2O中，n(O)为1.1 mol,0.1 mol C12H22O11中，n(O)也为1.1 mol，正确；D项，6.02×1023个CO2中，n(O)＝×2＝2 mol,0.1 mol KMnO4中n(O)＝0.4 mol，D错误。3．(2023·四川泸州模拟)中国宇航员成功实现在太空泡茶，茶装在特制包装袋中，注水后用加热器进行加热就可以喝了，但要插上吸管以防止水珠飘起来。下列说法正确的是( B )A．宇航员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36B．1 mol水的质量是18 gC．1 mol H2O含有3 mol电子D．在标准状况下，1 mol冰水混合物的体积约是22.4 L[解析]　H2O的摩尔质量是18 g·mol－1，A错误；H2O的摩尔质量是18 g·mol－1，故1 mol水的质量是18 g，B正确；1个H2O分子中含有10个电子，则1 mol H2O中含有10 mol电子，C错误；在标准状况下，冰水混合物不是气态，因此不能由气体摩尔体积计算1 mol冰水混合物的体积大小，D错误。4．如图所示，甲、乙、丙常温下都为气体，2mol甲反应生成1 mol丙和3 mol乙，下列判断不正确的是( D )A．1个乙分子中含有2个H原子B．甲的摩尔质量为17 g·mol－1C．同温同压下，生成丙和乙的体积比为13D．化学反应中各物质的质量之比等于213[解析]　根据图示，甲是氨气、丙是氮气，2 mol甲反应生成1 mol丙和3 mol乙，根据原子守恒，乙是氢气。1个乙分子即1个H2中含有2个H原子，故A正确；甲为氨气，氨气的摩尔质量为17 g·mol－1，故B正确；同温同压下，气体的体积之比等于分子数之比，所以生成丙和乙的体积比为13，故C正确；化学反应中各物质的质量之比为2×171×283×2＝17143，故D错误。5．(2023·山东日照模拟)新冠疫情期间，对于一些危重病人需要进行吸氧。如图是一种家用的吸氧袋，在使用时充氧压力不得超过10.6 kPa，以防氧气袋破裂。下列说法不正确的是( D )A．向氧气袋中充气体时，充的气体越多，袋内压强越大B．吸氧时若袋内压强较小，可在袋体外压一重物使袋内压强增大C．室温下，用该氧气袋分别充O2和CO2至10 kPa时，两袋内的气体质量比为811D．分别在室温与标准状况下充氧气至10 kPa，则袋内所充氧气的物质的量：室温下>标准状况[解析]　向氧气袋中充气体时，充的气体越多，气体分子就越多，因此袋内压强越大，故A正确；吸氧时若袋内压强较小，可在袋体外压一重物，相当于减小了容积，可使袋内压强增大，故B正确；室温下，用该氧气袋分别充O2和CO2至10 kPa时，根据m＝n×M，可知两袋内的气体质量比为1 mol×32 g·mol－11 mol×44 g·mol＝811，故C正确；分别在室温与标准状况下充氧气至10 kPa，根据pV＝nRT(它是理想气体状态方程，适用于理想气体。对于常温常压下的气体，也可以近似使用)，可知关系n∝，则袋内所充氧气的物质的量：标准状况>室温下，故D错误。6．(2023·福建福州模拟)肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料，常温下为液体，其球棍模型如图所示，肼能与双氧水发生反应：N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O。用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( D )A．标准状况下，11.2 L N2中含电子总数为5NAB．标准状况下，22.4 L N2H4中所含原子总数为6NAC．标准状况下，3.2 g N2H4与2NA个H2O分子中所含氢原子数相同D．若生成36 g H2O，则同时生成0.5NA个N2分子[解析]　标准状况下，11.2 L N2中含电子总数为×14×NA mol－1＝7NA，A错误；标准状况下N2H4不是气体，故无法计算22.4 L N2H4中所含原子总数，B错误；标准状况下，3.2 g N2H4中含有的氢原子数为×4×NA mol－1＝0.4NA,2NA个H2O分子中所含氢原子数为4NA，故二者不相同，C错误；根据反应方程式N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O可知，若生成36 g即＝2 mol H2O，则同时生成0.5 mol N2，即0.5NA个N2分子，D正确。7．(2023·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 L②S2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0.5NAA．②⑤  B．①②④⑥C．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。8．(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。9．(2023·安徽宿州十三校联考)现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体依次通过如图装置，假设最后剩余的气体全部收集在气球中。下列结论错误的是( A )A．原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值)B．标准状况下，气球中收集到的气体体积为4.48 LC．NaOH溶液增重8.8 gD．原混合气体中CO和CO2的体积之比为11[解析]　CO和CO2混合气体的质量为14.4 g，在标准状况下所占的体积约为8.96 L，则有n(CO)×28 g·mol－1＋n(CO2)×44 g·mol－1＝14.4 g，n(CO)＋n(CO2)＝＝0.4mol，联立两式解得：n(CO)＝n(CO2)＝0.2 mol。混合气体的总物质的量为0.4 mol，则所含碳原子总数为0.4NA，A错误。混合气体通过NaOH溶液时CO2被吸收，气球中收集到的气体是CO，其物质的量为0.2 mol，故在标准状况下的体积为4.48 L，B正确。NaOH溶液吸收CO2生成Na2CO3和H2O，则NaOH溶液增加的质量为CO2的质量，应为0.2 mol×44 g·mol－1＝8.8 g，C正确。相同温度和压强下，气体的体积之比等于其物质的量之比，则CO和CO2的体积之比等于0.2 mol0.2 mol＝11，D正确。10．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( A )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0.2NAD．1 mol—CH3中的电子数为5.418×1024个[解析]　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；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；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；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正确。二、非选择题：本题共4小题。11．我国力争在2030年前实现碳达峰，即二氧化碳的排放量不再增长，达到峰值之后逐步降低。CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注，我国科学家已实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)的反应CO2＋3H2CH3OH＋H2O。已知NA表示阿伏加德罗常数的值。(1)CH3OH的摩尔质量为 32　g·mol－1。(2)0.2 mol H2O中所含原子的数目为 0.6NA　，所含质子数为 2NA　。(3) 36　g水中所含氢原子的数目与1 mol CH3OH所含氢原子数相同。(4)含0.1NA个氧原子的CO2中所含电子数为 1.1NA　。(5)16 g CH3OH完全燃烧生成CO2和H2O，消耗O2的体积为 16.8 L　(标准状况)。[解析]　(4)1个CO2分子含有22个电子，含0.1NA个氧原子的CO2的物质的量为0.05 mol，含有1.1 mol电子，故所含电子数为1.1NA。(5)16 g CH3OH的物质的量为0.5 mol，完全燃烧消耗氧气的物质的量为0.75 mol，则消耗的氧气在标准状况下的体积为0.75 mol×22.4 L·mol－1＝16.8 L。12．(2023·江西吉安第一次调研)过氧化钙是一种安全无毒的物质，带有数量不等的结晶水，通常还含有部分CaO。(1)称取0.542 g某过氧化钙样品，灼热时发生如下反应：2(CaO2·xH2O)2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到的O2在标准状况下体积为67.2 mL，该样品中CaO2的物质的量为 6×10－3 mol　。(2)另取同一样品0.542 g，溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到0.70 g干燥的CaCO3。①试计算样品中CaO的质量为 0.056 g　。②试计算样品CaO2·xH2O中x的值为 0.5　。[解析]　(1)由题意可知，n(O2)＝3×10－3 mol，结合反应的化学方程式可得n(CaO2·xH2O)＝2n(O2)＝6×10－3 mol，则有n(CaO2)＝n(CaO2·xH2O)＝6×10－3 mol。(2)①0.70 g干燥的CaCO3的物质的量为7×10－3 mol，据钙元素守恒可得n(CaO)＝7×10－3 mol－6×10－3 mol＝1×10－3 mol，则有m(CaO)＝1×10－3 mol×56 g·mol－1＝0.056 g。②样品中水的质量为m(样品)－m(CaO2)－m(CaO)＝0.542 g－6×10－3 mol×72 g·mol－1－0.056 g＝0.054 g，则n(H2O)＝＝3×10－3 mol。据CaO2·xH2O的组成可得，x1＝n(H2O)n(CaO2)＝(3×10－3 mol)(6×10－3 mol)，解得x＝0.5。13．(1)30 g 12C18O和28 g 14N2所含的分子数之比为 11　。(2)同温同压下，12C18O和14N2两种气体的密度之比为 1514　。(3)同温同压同体的12C18O和14N2具有电子数之比为 11　。(4)28 g 14N2所含的原子数为 2　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 111　。[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。14．物质的量是学习化学的基础。(1)19 g某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4 mol Cl－，金属A的相对原子质量是 24　。(2)根据反应14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，可知当有2.5 mol FeS2参加反应时，被氧化的硫元素的物质的量为 1.5　 mol。(3)现有质量比为1114的CO2和CO的混合气体，则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为 34　，该混合气体的平均摩尔质量为 33.3 g·mol－1　(保留一位小数)。(4)12.4 g Na2X中含Na＋ 0.4 mol，则X的相对原子质量是 16　。(5)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下11.2 L“人造空气”的质量是4.8 g，其中氧气和氦气的分子数之比是 14　，氧气的质量是 3.2 g　。[解析]　(1)氯化物ACl2中含有0.4 mol Cl－，那么ACl2的物质的量为0.2 mol，ACl2的摩尔质量M＝＝＝95 g·mol－1，因此A的相对原子质量为95－35.5×2＝24。(2)根据反应的化学方程式可知，5 mol FeS2反应时，氧化生成3 mol SO，所以当有2.5 mol FeS2参加反应时，被氧化的硫元素的物质的量为1.5 mol。(3)现有质量比为1114的CO2和CO的混合气体，假设CO2和CO的质量分别为11 g和14 g，则两者物质的量之比为＝＝，则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为34，该混合气体的平均摩尔质量为M＝＝≈33.3 g·mol－1。(4)12.4 g Na2X中含Na＋ 0.4 mol，则Na2X物质的量为0.2 mol，Na2X的摩尔质量为＝＝62 g·mol－1，则X的相对原子质量是16。(5)根据题意，在标准状况下11.2 L“人造空气”，其物质的量为n＝＝＝0.5 mol，质量是4.8 g，n(O2)＋n(He)＝0.5 mol，n(O2)×32 g·mol－1＋n(He)×4 g·mol－1＝4.8 g，解得n(O2)＝0.1 mol，n(He)＝0.4 mol，其中氧气和氦气的分子数之比是14，氧气的质量是0.1 mol×32 g·mol－1＝3.2 g。