适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第一章物质的量课时规范练1物质的量气体摩尔体积

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1.(2021山东聊城质检)下列有关气体的说法,正确的是( )
A.不同体积的气体,分子数一定不同
B.相同质量的氢气和甲烷,前者体积大
C.相同体积、相同密度的N2O和CO2,两种气体的分子数一定相等
D.相同条件下,相同体积的CO和CO2所含氧原子数目之比为1∶1
2.(2022天津模拟预测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.2.0 g O与O的混合物中含有的中子数为NA
B.3 ml NO2与H2O完全反应时转移电子数目为2NA
C.1 ml NH4F中含有的共价键数为4NA
D.标准状况下2.24 L Cl2溶于水时,所得溶液中含氯微粒总数为0.2NA
3.CO和CO2是碳的两种重要氧化物,用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.NA个CO和1 ml CO2所含分子数相等
B.相同质量的CO和CO2所含的氧原子个数比为1∶2
C.在标准状况下,相同体积的CO和CO2所含的碳原子个数相同
D.28 g CO全部转化为CO2,所转移的电子数为2NA
4.常温常压下,用等质量的CH4、N2、O2、CO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,下列说法正确的是( )
A.气球③中装的气体为O2
B.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶11
C.气球②和气球③中气体分子数相等
D.气球③和气球④中气体密度之比为4∶7
5.(2021河北选考模拟演练)设NA是阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( )
A.1 ml氮气分子中含有π键的数目为2NA
B.1 ml氩气分子中含有原子的数目为NA
C.1 ml氯化钠中含有Na+的数目为NA
D.1 ml白磷中含有P—P共价键的数目为4NA
6.(2021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.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 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积之比为1∶1
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.32 g环状S8()分子中含有的S—S数为NA
B.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
C.用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极应有32 g Cu转化为Cu2+
D.22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
8.(2022山东泰安高三月考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.32 g乙醇和14 g二甲醚(H3C —O—CH3)组成的混合物中共价键数目为8NA
L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
C.1 ml正丁烷与1 ml异丁烷中,共价键数目均为14NA
D.1 ml CaO2晶体所含离子总数为3NA
9.(2022海南卷)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 ml·L-1 HCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应转移电子为0.1 ml
B.HCl溶液中Cl-数为3NA
C.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成标准状况下气体3.36 L
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
10.(2021海南三亚中学检测)下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N2和O2
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H4和C3H6
D.同压强、同体积的N2O和CO2
11.(2022辽宁鞍山一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是( )
A.31 g白磷(P4)中白磷分子总数为NA
B.2 L含K+为19.5 mg·L-1的矿泉水含K+数目为10-3NA
C.由乙烯制备一氯乙烷若获得1 ml产品需2NA个Cl2分子
D.标准状况下,22.4 L SO3与足量水反应可获得NA个H2SO4分子
12.(2021山东临沂一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.12 g NaHSO4晶体中阴离子所带电荷数为0.2NA
B.标准状况下,2.24 L CH3Cl中含有共价键的数目为0.4NA
C.25 ℃时,1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中Ba2+数目为0.1NA
D.0.1 ml FeI2与0.1 ml Cl2反应时转移电子的数目为0.2NA
13.(2021河北邢台质检)标准状况下,CH4和CO的混合气体的体积为8.96 L,总质量为7.60 g。下列说法不正确的是( )
A.CO和CH4的物质的量之比为1∶3
B.CO的质量分数约为36.8%
C.H和C两种原子个数之比为2∶1
D.混合气体的密度约为8.48 g·L-1
三、非选择题:本题共3小题。
14.同温同压下,甲容器中充满35Cl2,乙容器中充满37Cl2,完成下列填空。
(1)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体密度之比为 。
(2)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体分子数之比为 。
(3)若两种气体质量相等,则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为 。
(4)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为 。
15.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)甲醇的摩尔质量为 g·ml-1。
(2)0.2 ml H2O中所含原子的数目为 ,所含质子数为 。
(3) g水中所含氢原子的数目与1 ml 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 。
(5)16 g CH3OH完全燃烧生成CO2和H2O,消耗O2的体积为 (标准状况)。
16.(2021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 。
(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 。
②试计算样品CaO2·xH2O中x的值为 。
参考答案
课时规范练1 物质的量 气体摩尔体积
1.C 解析 不同体积的气体若所处温度和压强不同,所含分子数可能相同,A错误;相同质量的氢气和甲烷相比,氢气的物质的量大于甲烷,在相同温度和压强下,氢气的体积大于甲烷,但不同温度和压强下,则不一定,B错误;N2O和CO2的摩尔质量均为44g·ml-1,相同体积、相同密度的两种气体的质量相等,则其物质的量相同,所含分子数一定相等,C正确;相同条件下,相同体积的CO和CO2的分子数相同,则所含氧原子数目之比为1∶2,D错误。
2.D 解析 H、D摩尔质量分别为1g·ml-1、2g·ml-1,H、D中子数分别为0、1,故O与O的摩尔质量均为20g·ml-1,O与O均含有10个中子,2.0gO与O的物质的量为0.1ml,故含有的中子数为NA,A项正确;NO2与H2O反应的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO,根据电子得失可判断该反应转移电子为2e-,则3mlNO2与H2O完全反应时转移电子数目为2NA,B项正确;NH4F中N存在4个共价键,故1mlNH4F中含有的共价键数为4NA,C项正确;Cl2溶于水时部分与水反应生成HCl和HClO,部分以Cl2分子形式存在,标准状况下2.24L气体物质的量为0.1ml,故溶液中含氯微粒总数应小于0.2NA,D项错误。
3.B 解析 NA个CO的物质的量为1ml,与1mlCO2所含分子数相等,A正确;相同质量的CO和CO2的物质的量之比为11∶7,则所含的氧原子个数比为11∶14,B错误;标准状况下,相同体积的CO和CO2的物质的量相等,则所含的碳原子个数相同,C正确;28gCO的物质的量为1ml,全部转化为CO2,碳元素由+2价升高到+4价,故转移的电子数为2NA,D正确。
4.B 解析 摩尔质量(单位为g·ml-1)由大到小的顺序为CO2>O2>N2>CH4,则等质量的四种气体的物质的量:n(CH4)>n(N2)>n(O2)>n(CO2),根据阿伏加德罗定律,同温同压条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,故气球①、②、③、④中的气体分别为代表CO2、O2、N2、CH4,A错误。气球①和④中气体分别是CO2、CH4,根据阿伏加德罗定律的推论可知,等质量时气体的物质的量与其摩尔质量成反比,故CO2、CH4的物质的量之比为16∶44=4∶11,B正确。气球②和③中气体分别是O2、N2,等质量时,二者的物质的量之比为28∶32=7∶8,故其所含分子数之比为7∶8,C错误。气球③和④中气体分别是N2、CH4,根据阿伏加德罗定律的推论可知,二者的密度之比等于其摩尔质量之比,则N2和CH4的密度之比为28∶16=7∶4,D错误。
5.D 解析 一个氮气分子中含有一个N≡N,一个三键中有一个σ键、两个π键,所以1ml氮气分子中含有π键的数目为2NA,A正确;氩气分子为单原子分子,所以1ml氩气分子中含有原子的数目为NA,B正确;氯化钠的化学式为NaCl,所以1ml氯化钠中含有Na+的数目为NA,C正确;白磷的化学式为P4,P4分子为正四面体结构(四个磷原子分别位于顶点),一个白磷分子中含有6个P—P,所以1ml白磷中含有P—P共价键的数目为6NA,D错误。
6.A 解析 CO和CO2混合气体的质量为14.4g,在标准状况下所占的体积约为8.96L,则有n(CO)×28g·ml-1+n(CO2)×44g·ml-1=14.4g,n(CO)+n(CO2)==0.4ml,联立两式解得:n(CO)=n(CO2)=0.2ml。混合气体的总物质的量为0.4ml,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0.2ml,故在标准状况下的体积为4.48L,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0.2ml×44g·ml-1=8.8g,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0.2ml∶0.2ml=1∶1,D正确。
7.A 解析 由S8分子结构可知,1个S8分子中含有8个S—S,32gS8为ml,则含S—S的数目为NA,A正确;23gNa与水反应生成0.5mlH2,则生成H2分子数目为0.5NA,B错误;电解精炼铜的装置中,阳极首先是比铜活泼的Fe、Zn等金属放电,所以当通过的电子数为NA时,阳极发生反应的Cu可能少于32g,C错误;标准状况下,22.4L氮气的物质的量为1ml,1个氮气分子中含有14个中子,故1ml 氮气中含有14NA个中子,D错误。
8.A 解析 乙醇与二甲醚的分子式都是C2H6O,其相对分子质量是46,32g乙醇和14g二甲醚(H3C—O—CH3)组成的混合物总质量是46g,其总物质的量是1ml,由于一个乙醇或二甲醚分子中均含有8个共价键,故1ml混合物中所含的共价键数目为8NA,A项正确;苯在标准状况下为液体,不能使用气体摩尔体积计算其物质的量,B项错误;正丁烷与异丁烷互为同分异构体,分子式为C4H10,1ml正丁烷与异丁烷中共价键数目均为13NA,C项错误;1个CaO2中含有1个Ca2+、1个,故1mlCaO2晶体所含离子的物质的量为2ml,离子总数为2NA,D项错误。
9.A 解析 2.8gFe的物质的量为0.05ml,而100mL3ml·L-1HCl中H+和Cl-的物质的量均为0.3ml,两者发生反应后,Fe完全溶解,而盐酸过量。Fe完全溶解生成Fe2+,该反应转移电子的物质的量为0.1ml,A项正确;HCl溶液中Cl-的物质的量为0.3ml,因此Cl-数目为0.3NA,B项错误;56Fe的质子数为26、中子数为30,2.8g56Fe的物质的量为0.05ml,因此,2.8g56Fe含有的中子数为1.5NA,C项错误;反应生成H2的物质的量为0.05ml,在标准状况下的体积为1.12L,D项错误。
10.C 解析 N2和O2的摩尔质量不同,同质量时其物质的量不同,则所含原子数不同,A不符合题意;由于压强未知,同温度、同体积的H2和N2的物质的量不一定相等,则所含原子数不一定相等,B不符合题意;同体积、同密度的C2H4和C3H6的质量相等,由于二者的最简式均为CH2,则所含CH2的物质的量相等,故所含原子数相等,C符合题意;由于温度未知,同压强、同体积的N2O和CO2的物质的量不一定相等,则所含原子数不一定相同,D不符合题意。
11.B 解析 31g白磷(P4)中白磷分子总数为×NAml-1=0.25NA,故A项错误;2L含K+为19.5mg·L-1的矿泉水含K+的数目为×NAml-1=10-3NA,故B项正确;乙烯与HCl反应制得一氯乙烷,故C项错误;标准状况下,三氧化硫不是气态,无法使用22.4L·ml-1计算物质的量,故D项错误。
12.BD 解析 NaHSO4晶体由Na+和HS构成,12gNaHSO4的物质的量为0.1ml,则其中阴离子所带电荷数为0.1NA,A错误;标准状况下,2.24LCH3Cl的物质的量为0.1ml,则含有共价键的数目为0.4NA,B正确;25℃时,pH=13的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1ml·L-1,c(Ba2+)=0.05ml·L-1,则1L该溶液中含Ba2+数目为0.05NA,C错误;I-的还原性强于Fe2+,0.1mlFeI2与0.1mlCl2发生反应2I-+Cl22Cl-+I2,转移电子的数目为0.2NA,D正确。
13.CD 解析 标准状况下,CH4和CO的混合气体的体积为8.96L,即物质的量为0.4ml,总质量为7.60g,则平均摩尔质量为=19g·ml-1,则有=19g·ml-1,解得n(CO)∶n(CH4)=1∶3,A正确;混合气体的总物质的量为0.4ml,n(CO)∶n(CH4)=1∶3,则有n(CO)=0.1ml,m(CO)=2.8g,故CO的质量分数为×100%≈36.8%,B正确;0.1mlCO和0.3mlCH4共含有1.2ml氢原子和0.4ml碳原子,故H和C两种原子个数比为3∶1,C错误;CH4和CO的混合气体的体积为8.96L,总质量为7.60g,则混合气体的密度为≈0.848g·L-1,D错误。
14.答案 (1)35∶37 (2)1∶1 (3)37∶35 (4)9∶10
15.答案 (1)32 (2)0.6NA 2NA (3)36 (4)1.1NA (5)16.8 L
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0.05ml,含有1.1ml电子,故所含电子数为1.1NA。
(5)16gCH3OH的物质的量为0.5ml,完全燃烧消耗氧气的物质的量为0.75ml,则消耗的氧气在标准状况下的体积为0.75ml×22.4L·ml-1=16.8L。
16.答案 (1)6×10-3ml (2)①0.056 g ②0.5
解析 (1)由题意可知,n(O2)=3×10-3ml,结合反应的化学方程式可得n(CaO2·xH2O)=2n(O2)=6×10-3ml,则有n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=6×10-3ml。
(2)①0.70g干燥的CaCO3的物质的量为7×10-3ml,据钙元素守恒可得n(CaO)=7×10-3ml-6×10-3ml=1×10-3ml,则有m(CaO)=1×10-3ml×56g·ml-1=0.056g。②样品中水的质量为m(样品)-m(CaO2)-m(CaO)=0.542g-6×10-3ml×72g·ml-1-0.056g=0.054g,则n(H2O)==3×10-3ml。据CaO2·xH2O的组成可得,x∶1=n(H2O)∶n(CaO2)=(3×10-3ml)∶(6×10-3ml),解得x=0.5。