1、气体摩尔体积(40分钟70分)一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1.下列叙述正确的是()A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等B.任何条件下,等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等【解析】选B。具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定,故1 L CO和1 L O2的物质的量大小也不能确定,即二者的质量大小无法比较。2.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是()A.物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距B.相同条件下,粒
2、子数相同的任何气体都具有相同体积C.同温同压下,1 mol任何物质所占有的体积均相同D.等质量的H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大【解析】选C。从微观角度来说,物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定,A正确;粒子数相同的气体的物质的量相同,则相同条件下体积也相同,B正确;该结论只适用于气态物质,C错误;等质量的H2,压强越小、温度越高,气体体积越大,D正确。【易错提醒】同温同压下,1 mol任何气体所占有的体积均相同,而不能是1 mol任何物质。3.标准状况下,下列物质所占体积最大的是()A.196 g H2SO4B.1 mol CO2C.44.8 L HClD.6 g H2【解
3、析】选D。标准状况下,气体的物质的量最多时,体积最大。A项为液体,体积最小;B项,CO2气体的物质的量为1 mol;C项,HCl气体的物质的量为2 mol;D项,H2的物质的量为3 mol,所占体积最大。【补偿训练】常温常压下,用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为CH4的是()【解析】选D。质量相等时,物质的物质的量与摩尔质量成反比。所以,等质量的CH4、CO2、O2、SO2,物质的量关系为SO2CO2O2CH4。4.(2019韩城高一检测)标准状况下,5.6 L某气体的质量为8 g,则该气体的相对分子质量是()A.64B.48C.32D.16【解析】选C
4、。标准状况下,5.6 L气体的物质的量为=0.25 mol,该气体的摩尔质量M=32 gmol-1,Mr=325.下列说法正确的是()标准状况下,6.021023个分子所占的体积约是22.4 L0.5 mol H2 所占体积为11.2 L标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 Lmol-1标准状况下,体积相同的气体的分子数相同A.B.C.D.【解析】选B。物质不一定是气态;不一定在标准状况下;水在标准状况下不是气态;气体摩尔体积与温度、压强有关。6.在标准状况下,称量一个充满氧气的容
5、器,质量为66.4 g,若改充氮气,其质量为66 g,则容器的容积为()A.2.24 LB.4.48 LC.5.6 LD.11.2 L【解析】选A。容器体积为固定值,则O2和N2的物质的量相等,设容器的体积为V,则66.4-32=66-28=m(容器的质量),解得V=2.24 L,A正确。7.同温同压下,A容器中H2和B容器中NH3所含氢原子数相等,则两个容器的体积比是()A.32B.13C.23D.12 【解析】选A。1 mol H2含氢原子2 mol,1 mol NH3含氢原子3 mol,若H2和NH3所含氢原子数相等,则H2和NH3的物质的量之比为32,同温同压下气体的体积比等于其物质的
6、量之比,两个容器的体积比是32。【互动探究】(1)若将题目中“氢原子数相等”改为“分子数相等”,则两个容器的体积比是多少?提示:11。同温、同压、同体积气体含有相同数目的分子。(2)若将题目中“氢原子数相等”改为“原子数相等”,则两个容器的体积比是多少?提示:21。1 mol H2含原子2 mol,1 mol NH3含原子 4 mol,若H2和NH3所含原子数相等,则H2和NH3的物质的量之比为21,同温同压下,气体的体积比等于其物质的量之比,故两个容器的体积比是21 。8.同温同压下,向两个密闭容器中分别充满等质量的O2、O3气体,下列说法正确的是()A.两气体的物质的量之比为32B.两种容
7、器的体积比为23C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的密度之比是32【解析】选A。因O2和O3质量相等,故其物质的量与摩尔质量成反比,即4832=32,A正确;同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即32,B错误;同温同压下,分子数目之比等于其物质的量之比,即32,C错误;同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,即3248=23,D错误。9.下列关于气体摩尔体积的叙述中正确的是 ()A.1 mol任何气体所占的体积都约是22.4 LB.1 mol气体在非标准状况下的体积不可能是22.4 LC.气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于混合气体D.0.3 mol氢气与0.7 mol
8、氧气的混合气体的体积约是22.4 L【解析】选C。1 mol任何气体,在标准状况下所占的体积都约是22.4 L,在非标准状况下所占的体积可能是22.4 L;气体摩尔体积不仅适用于纯气体,也适用于混合气体;在标准状况下,0.3 mol 氢气与0.7 mol 氧气的混合气体的体积约是22.4 L。【补偿训练】下列叙述中正确的是()标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同;标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同;28 g CO的体积为22.4 L;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;同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大;同温同压下,气体的密
9、度与气体的相对分子质量成正比。A.B.C.D.【解析】选B。标准状况下,H2O不是气体,而HCl为气体,故虽然二者体积相同,但物质的量不相同,错误;同样在中所指的物质不一定是气体,错误;标准状况下,1 g H2和14 g N2的物质的量均为0.5 mol,故二者体积相同,正确;中28 g CO的物质的量是1 mol,但温度、压强不确定,所以不一定是22.4 L,错误;同温同体积时,气体的压强与物质的量成正比,所以物质的量越大,则压强越大,正确;同温同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比,正确,故选B。10.(2019怀化高一检测)在一定温度、压强下,1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合生成
10、2体积的气体化合物,则该气体化合物的化学式为()A.XY3B.XYC.X3YD.X2Y3【解析】选A。在一定温度、压强下,1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合生成2体积的气体化合物,则根据阿伏加德罗定律可知三种气体的物质的量之比是132,再由原子守恒可知该气体化合物的化学式为XY3或Y3X。11.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为()A.22.0 Lmol-1B.22.4 Lmol-1C.22.8 Lmol-1D.23.2 Lmol-1【解析】选C。27.2 g H2S的物质的量为0.8 mol,则0.8 molVm=18.24 L,解得Vm=22.8
11、Lmol-1。12.在标准状况下,m g A气体与n g B气体分子数相等,下列说法不正确的是()A.标准状况下,同体积的气体A和气体B的质量比mnB.25 时,1 kg气体A与1 kg气体B的分子数之比为nmC.同温同压下,气体A与气体B的密度之比为mnD.标准状况下,等质量的A与B的体积比为mn【解析】选D。在标准状况下,m g A气体与n g B气体分子数相等,则A气体与B气体的摩尔质量之比为mn。A项,同温同压,同体积的气体质量之比等于摩尔质量之比,所以同体积的气体A和气体B的质量比为mn,正确;B项,相同质量,分子数与摩尔质量成反比,所以1 kg气体A与1 kg气体B的分子数之比为n
12、m,正确;C项,同温同压下,气体A与气体B的密度之比等于摩尔质量之比,所以气体A与气体B的密度之比为mn,正确;D项,同温同压下,相同质量的气体体积与摩尔质量成反比,所以标准状况下,等质量的A与B的体积比为nm,错误。二、非选择题(本题包括2小题,共22分)13.(11分)(1)同温同压下,同体积的氨气(NH3)和氧气的质量比是_,相同质量的氨气和氧气的体积比是_。(2)同温同压下,同体积的H2和A气体的质量分别是0.2 g和3.2 g,则气体A的相对分子质量为_,含有A的分子个数为_。(3)标准状况下,1.7 g NH3的体积为_L,它与标准状况下_L H2S含有相同数目的氢原子。(4)某气
13、体氧化物的化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,则该氧化物的摩尔质量为_,R的相对原子质量为_。【解析】(1)同温同压下,同体积气体的质量比等于其摩尔质量之比,即m(NH3)m(O2)=1732;相同质量的氨气和氧气的体积比等于物质的量之比,等于摩尔质量之比的倒数,即3217。(2)应用第(1)问的规律 ,知2Mr(A)=0.2 g3.2 g=116,则Mr(A)=32,3.2 g时为0.1 mol,即分子数是6.021022。(3)1.7 g NH3的物质的量为1.7 g17 gmol-1=0.1 mol,在标准状况下的体积为0.1 mol22.4 Lmol
14、-1=2.24 L,0.1 mol NH3含有0.3 mol H,与0.15 mol H2S含有相同数目的氢原子,则标准状况下0.15 mol H2S的体积为0.15 mol22.4 Lmol-1=3.36 L。(4)在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,其物质的量为0.448 L 22.4 Lmol-1=0.02 mol,摩尔质量为1.28 g0.02 mol=64 gmol-1,R的相对原子质量为64-162=32。答案:(1)17323217(2)326.021022(3)2.243.36(4)64 gmol-13214.(11分)完成下列填空:(1)同温同压下,同体积
15、的甲烷(CH4)和二氧化碳物质的量之比为_ _,原子总数之比为_ _,密度之比为_ _。(2)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则两种气体的物质的量之和为_ mol,其中CO2为_ mol,CO占总体积的_,混合气体的摩尔质量为_。【解析】(1)同温同压下,同体积CH4、CO2的物质的量相同,原子总数之比等于分子中原子个数之比,即53;相同状况下,气体密度之比等于相对分子质量之比,即411。(2)任何气体在标准状况下的摩尔体积都是22.4 Lmol-1,所以,题中两气体的物质的量之和为=1.75 mol。设混合气体中CO 为x mol,CO2为y mol,则有
16、x+y=1.75,28x+44y=61,解得x=1,y=0.75。CO的体积分数即为物质的量分数,即100%57.1%,M(混)=34.9 gmol-1。答案:(1)1153411(2)1.750.7557.1%34.9 gmol-1【补偿训练】已知1 mol气体在不同条件下的体积:化学式条件1 mol气体体积/LH20 ,101 kPa22.4O20 ,101 kPa22.4CO0 ,101 kPa22.4H20 ,202 kPa11.2CO20 ,202 kPa11.2N2273 ,202 kPa22.4NH3273 ,202 kPa22.4(1)从上表分析得出的结论:1 mol任何气体,
17、在标准状况下的体积都约为_。1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是_,_。(3)应用:在标准状况下,4 g O2的体积为多少升?(写出计算过程)【解析】(1)从表中数据可以看出:1 mol任何气体在标准状况下,体积都约为22.4 L;1 mol不同气体,不同条件下,体积不一定相同。(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同且1 mol气体的分子数目也相同,所以在相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等。(3)4 g O2的物质的量n(O2)=0.125 m
18、ol。在标准状况下的体积为0.125 mol22.4 Lmol-1=2.8 L。答案:(1)22.4 L不一定(2)气体分子数目相等相同条件下,气体分子间的平均距离几乎相等(3)V(O2)=n22.4 Lmol-1=22.4 Lmol-1=22.4 Lmol-1=2.8 L。(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)1.在一定条件下,某化合物X受热分解:2XA+2B+4C,测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43,在相同条件下,X的相对分子质量是()A.11.43B.22.86C.80.01D.160.02【解析】选C。由反应知,若有2 mol X分解,则
19、生成的气体A、B、C的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,混合气体平均摩尔质量为氢气摩尔质量的11.43倍,故为22.86 gmol-1,总质量为7 mol22.86 gmol-1=160.02 g。由质量守恒定律可得,2 mol X的质量为160.02 g,M(X)=80.01 gmol-1,则X的相对分子质量为80.01。【补偿训练】同温同压下,1 mol H2和1 mol H2O一定具有相同的()A.分子数B.体积C.质量D.原子数【解析】选A。H2和H2O的物质的量相同,均为1 mol,故分子数相同,A正确;因H2O不一定是气体,体积不一定相同,B错误;因它们的摩尔质量不
20、同,质量不同,C错误;1 mol H2和1 mol H2O 所含有的原子数分别为2NA个和3NA个,原子数不同,D错误。2. (2019玉门高一检测)体积比为123所组成的N2、O2和CO2混合气体100 g,在标准状况下体积为()A.60 LB.30 LC.11.2 LD.112 L【解析】选A。体积之比等于物质的量之比,令氮气的物质的量为x mol,则氧气、二氧化碳的物质的量分别为2x mol、3x mol,所以:x mol28 gmol-1+2x mol32 gmol-1+3x mol44 gmol-1=100 g。解得,x= mol,所以标准状况下,混合气体的体积为 mol+2 mol
21、+3 mol22.4 Lmol-1=60 L二、非选择题(本题包括2小题,共18分)3.(8分)(1)同温同压下,同体积的乙烯(C2H4)和二氧化碳物质的量之比为_,原子总数之比为_,密度之比为_。(2)在标准状况下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子数最多的是_,含原子数最多的是_,质量最大的是_,体积最小的是_,密度最大的是_。【解析】(1)同温同压下,同体积C2H4、CO2的物质的量相同,原子总数之比等于分子中原子个数之比,即21;物质的量相等时,质量之比等于摩尔质量之比,即711;相同状况下,气体密度之比等于相对分子质量之比,即711。(2)3种物质的物质
22、的量分别为n(H2)=2 mol,n(O2)= 0.5 mol,n(H2O)=1 mol。物质的量越大,所含分子数越多,故所含分子数最多的是H2;所含原子数分别为2 mol2=4 mol,0.5 mol2=1 mol,1 mol3=3 mol,故所含原子数最多的是H2;质量分别为4 g,0.5 mol32 gmol-1=16 g,1 mol18 gmol-1=18 g,故质量最大的是H2O;体积分别为V(H2)=22.4 Lmol-12 mol=44.8 L,V(O2)=11.2 L,而水在标准状况下为非气态,其体积约有18 mL,故体积最小的是H2O;O2相对分子质量最大,所以密度最大。答案
23、:(1)1121711(2)H2H2H2OH2OO24.(10分)某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验,利用氯酸钾分解制O2。实验步骤如下:.把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95 g;.连接好实验装置,检查装置的气密性;.加热,开始反应,直到不再有气体产生为止;.测量排入量筒中水的体积为285.0 mL,换算成标准状况下氧气的体积为279.7 mL;.准确称量试管和残留物的质量为15.55 g。根据上述实验过程,回答下列问题:(1)如何检查装置的气密性?_。(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:调整量筒的高度使广口
24、瓶和量筒内的液面高度相同使试管和广口瓶内气体都冷却至室温读取量筒内液体的体积这三步操作的正确顺序是_ (填序号)。进行的实验操作时,若仰视读数,则读取氧气的体积_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)实验过程中产生氧气的物质的量是_mol;实验测得氧气的摩尔体积是_(保留小数点后两位)。【解析】(1)往广口瓶中装满水,使装置左侧形成密闭体系,通过焐热试管看广口瓶中长导管内液面高度的变化来判断装置的气密性。(2)在测量收集到O2的体积时,先将装置中的气体冷却至室温,否则气体受热膨胀时,会使排出水的体积偏大,然后调整量筒高度,使量筒内液面和广口瓶中液面相平,以保证广口瓶中气体的压强和外界气压相等,从而使排出水的体积与产生的O2的体积相等,最后再读取量筒内水的体积。读数时若仰视量筒内的液面,会使读取O2的体积偏小。(3)根据质量守恒定律,产生O2的质量为15.95 g-15.55 g=0.4 g;n(O2)= =0.012 5 mol,O2的摩尔体积为22.38 Lmol-1。答案:(1)往广口瓶中注满水,塞紧橡胶塞,按装置图连接好装置,用手将试管底部焐热,若观察到广口瓶中长导管内液面上升,松开手后,过一会儿长导管内的液面下降,则证明该装置不漏气(2)偏小(3)0.012 522.38 Lmol-1
