1、课时梯级作业 一物质的量气体摩尔体积(45分钟100分)一、选择题(本题包括12小题,每题6分,共72分)1.“物质的量”是一个将微观粒子与宏观物质联系起来的物理量。下列说法不正确的是()A.标准状况下,1 mol NaCl的体积为22.4 LB.1 mol H2含有6.021023个氢分子C.1 mol O2含有2 mol氧原子D.标准状况下,1 mol H2的体积为22.4 L【解析】选A。标准状况下NaCl为固体,因此1 mol氯化钠的体积不是22.4 L,故A说法错误;氢气是由氢气分子构成,因此1 mol H2含有6.021023个氢气分子,故B说法正确;1 mol O2中含有2 mo
2、l氧原子,故C说法正确;氢气在标准状况下为气体,因此标准状况下,1 mol H2的体积为22.4 L,故D说法正确。2.下列叙述中,正确的是()A.H2SO4的摩尔质量是98B.等质量的O2和O3中所含的氧原子数相同C.等物质的量的CO与CO2中所含碳原子数之比为27D.将98 g H2SO4溶解于500 mL水中,所得溶液中硫酸的物质的量浓度为2 molL-1【解析】选B。H2SO4的摩尔质量应该是98 gmol-1,故A错误;在O2中N(O)=2NA=NA,在O3中N(O)=3NA=NA,二者相等,即等质量的O2和O3中所含的氧原子数相同,故B正确;等物质的量的CO与CO2中所含碳原子数之
3、比为11,故C错误;将98 g H2SO4溶解于500 mL水中,溶液体积不是500 mL,所得溶液中硫酸的物质的量浓度不是2 molL-1,故D错误。3.单质硫有多种同素异形体(如S2 、S4 、S6 、S8等),某种单质硫分子由x个硫原子组成,取n mol这种硫的单质,在足量的氧气中完全燃烧生成2n mol SO2。关于这种单质的结论正确的是()A.分子式为S8B.摩尔质量为64C.1 mol该单质硫的质量为64 gD.1 mol这种单质完全燃烧需44.8 L氧气【解析】选C。设该单质的分子式为Sx,燃烧的反应是Sx+xO2xSO2,n mol单质燃烧,生成2n mol的SO2,因此x=2
4、,即分子式为S2,故A错误;B中摩尔质量的单位是gmol-1,故B错误;根据选项A的分析,1 mol该单质硫的质量为32 g2=64 g,故C正确;D中没有指明O2是否是标准状况,故D错误。【互动探究】(1)32 g S6和S8的混合物含有硫原子数是多少?提示:NA。S6和S8的最简式均为“S”,因此32 g S6和S8的混合物中含有1 mol S。(2)在S8分子中,8个硫原子连接构成八元环,在分子中每个硫原子均达到了8电子结构,则6.4 g S8中含有多少个SS键?提示:0.2NA。1 mol S8中含有8 mol SS,6.4 g S8的物质的量为0.025 mol,则含有SS键0.02
5、5 mol8=0.2 mol。4.国外宇航员吃着“牙膏和砖块”时,中国宇航员已经在太空泡茶了,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()A.宇航员喝茶时注入的H2O的摩尔质量是18 gB.H2O+Cl2HCl+HClO这反应属于氧化还原反应C.氢的三种同位素H、D、T与16O只能形成三种水分子D.在标准状况下,1 mol水的体积约是22.4 L【解析】选B。摩尔质量的单位是gmol-1,A错误;Cl的化合价由0价转变成-1价和+1价,存在化合价的变化,属于氧化还原反应,B正确;根据组合,形成六种水分子,故C错误;标准状况下,水不是气
6、体,D错误。5.EDTA是一种重要的络合剂,也是定量滴定的常用分析试剂,其结构简式为,已知在一定条件下一氯乙酸()和乙二胺()反应生成EDTA和HCl,则反应中一氯乙酸和乙二胺的物质的量之比为()A.21B.41C.14D.12【解析】选B。由EDTA的结构可知其分子式为C10H16N2O8,因一氯乙酸(C2H3O2Cl)和乙二胺(C2N2H8)在一定条件下生成EDTA和HCl,EDTA分子中氧元素全部来自一氯乙酸,氮元素全部来自乙二胺,由氧、氮元素守恒可知生成1 mol EDTA 需要 4 mol一氯乙酸和1 mol乙二胺,即反应中一氯乙酸和乙二胺的物质的量之比为41。6.已知一个N2O3分
7、子的质量为a g,一个N2O5分子的质量为b g,若以一个氧原子质量的作为相对原子质量的标准,则NO2的相对分子质量为()A.B.C.D.【解析】选A。由分子式可知,一个N2O3分子与一个N2O5分子的质量之和相当于4个NO2分子的质量,所以1个NO2分子的质量为(a g+b g)=(a+b)g;一个N2O3分子的质量为a g,一个N2O5分子的质量为b g,可知2个氧原子的质量为(b-a)g,所以1个氧原子的质量为(b-a)g,以氧原子质量的为标准,NO2的相对分子质量为=,故A项正确。7.由C16O和C18O组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同,则下列关系正
8、确的是()A.混合气体中C16O与C18O的分子数之比为1415B.混合气体中C16O与C18O的物质的量之比为11C.混合气体中C16O与C18O的质量之比为1514D.混合气体中C16O与C18O的密度之比为11【解析】选B。C16O的相对分子质量为28,C18O的相对分子质量为30,二者组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同,故平均相对分子质量为29,根据十字交叉法计算二者的物质的量之比:,所以二者的物质的量之比为11。二者的物质的量之比为11,所以分子数之比为11,故A错误,B正确;物质的量相同,质量之比等于摩尔质量之比,混合气体中C16O和C18O的质量
9、之比为2830=1415,故C错误;相同条件下,密度之比等于相对分子质量之比,混合气体中C16O和C18O的密度之比为2830=1415,故D错误。8.m g某金属M溶于盐酸中,放出的气体在标准状况下的体积为n L,并生成氯化物MCl2,则金属M的相对原子质量是()A.n/mB.2m/nC.m/22.4nD.22.4m/n【解析】选D。设金属M的相对原子质量为x,则金属M的摩尔质量为x gmol-1。M+2HClMCl2+H21 mol 22.4 L n L=,解之得x=。9.在臭氧发生装置中装入氧气100 mL,经反应:3O22O3,最后气体体积变为95 mL(体积均在标准状况下测定),则混
10、合气体的密度是()A.1.3 gL-1B.1.5 gL-1C.1.7 gL-1D.2.0 gL-1【解析】选B。(O2)=32 gmol-122.4 Lmol-1=1.429 gL-1,根据同温同压下同质量气体的密度之比等于体积的反比,可得(混)1.5 gL-1。【加固训练】在一定温度和压强下,1 L X气体和1 L Y气体完全反应后生成1 L水蒸气和1 L氮气。X、Y两种气体是()A.H2、N2O4B.H2、N2O3C.H2、N2OD.NH3、NO2【解析】选C。由题知:X+YH2O(g)+N2,由质量守恒知1 mol X和1 mol Y中共含有2 mol H、1 mol O、2 mol N
11、,分析各选项中物质的组成,只有C项符合。10.(2018大同模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ()A.反应6NaBH4+2FeCl3+18H2O2Fe+6NaCl+6H3BO3+21H2可制纳米铁,该反应中每生成1 mol Fe,转移的电子数目为3NAB.标准状况下,22.4 L甲醇完全燃烧后生成的CO2分子数为NAC.1 mol氯气与过量铁反应,转移的电子数为3NAD.30 g甲酸甲酯与葡萄糖的混合物中含有的原子数为4NA【解析】选D。反应6NaBH4+2FeCl3+18H2O2Fe+6NaCl+6H3BO3+21H2中NaBH4是还原剂,氯化铁和水是氧化剂,每生成1 mo
12、l Fe,转移的电子数目为12NA,A错误;标准状况下甲醇是液体,不能利用气体摩尔体积计算,B错误;1 mol Cl2与过量铁反应,转移的电子数为2NA,C错误;甲酸甲酯与葡萄糖的最简式相同,均是CH2O,则30 g甲酸甲酯与葡萄糖的混合物中含有的原子数为4NA,D正确。11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ()A.2 mol浓硫酸与足量Cu反应,转移电子数为2NAB.5.6 L甲烷和乙烯的混合气体中含氢原子数为NAC.100 g质量分数为46%的乙醇水溶液中氧原子数为NAD.常温常压下,20 g D2O含有的质子数、中子数、电子数均为10NA【解析】选D。随着反应的进行,硫酸的
13、浓度逐渐减小,变成稀硫酸后与铜不再反应,因此2 mol浓硫酸与足量Cu反应,不可能完全反应,转移电子数少于2NA,故A错误;B中未说明是否为标准状况,无法计算 5.6 L甲烷和乙烯的混合气体的物质的量,故B错误;100 g质量分数为46%的乙醇水溶液含有46 g乙醇和54 g水,水中也含有氧原子,氧原子数大于NA,故C错误;20 g D2O的物质的量为=1 mol,1个D2O分子含有的质子数=电子数=12+8=10、中子数=12+8=10,因此20 g D2O含有的质子数、中子数、电子数均为10NA,故D正确。12.(能力挑战题)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.1 mol 1
14、8OH-中含有11NA个中子B.标准状况下,11.2 L盐酸所含原子数为NAC.2.8 g乙烯和一氧化碳混合气体中,所含分子总数为0.1NAD.0.1 molL-1 KI与0.1 molL-1 FeCl3完全反应转移的电子数为0.1NA【解析】选C。1 mol 18OH-中含有10 mol中子,故A错误;标准状况下,盐酸为HCl的水溶液,无法计算11.2 L盐酸所含原子数,故B错误;2.8 g乙烯和一氧化碳混合气体的物质的量为=0.1 mol,所含分子总数为0.1NA,故C正确;D中未注明溶液的体积,无法判断二者反应的量的多少,故D错误。【加固训练】NA表示阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的
15、是()A.用惰性电极电解饱和食盐水,若电路中通过NA个电子,则阴极一定产生11.2 L Cl2 (标准状况)B.1 mol CH3COOC2H5在稀硫酸溶液中受热水解可得到乙醇分子数为NAC.含NA个Na+的Na2SO4溶解于水配成2 L溶液,所得溶液中Na+的物质的量浓度为0.5 molL-1D.足量的MnO2固体与1 L 12 molL-1的浓盐酸加热时反应,生成Cl2的分子数为3NA【解析】选C。用惰性电极电解饱和食盐水,若电路中通过NA个电子,则阴极一定产生11.2 L H2 (标准状况),故A错误;1 mol CH3COOC2H5在稀硫酸溶液中受热水解不完全,得到乙醇分子数小于NA,
16、故B错误;c(Na+ )=1 mol2 L=0.5 molL-1,故C正确;足量的MnO2固体与1 L 12 molL-1的浓盐酸加热时反应,随反应的进行,盐酸浓度变稀,不再与MnO2反应,故D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共28分)13.(14分)按要求回答下列问题:(1)同温同压下,已知O2的密度为 gL-1,则CO2的密度为_。(2)现有下列三种气体:32 g CH4;含有6.021023个HCl分子的氯化氢气体;标准状况下33.6 L O2。请按物理量由小到大的顺序排列:a.质量_(填序号,下同);b.分子数目_;c.相同状况下气体的体积_。【解析】(1)同温同压下,气体的密度之
17、比等于相对分子质量之比,则CO2的密度为 gL-1= gL-1。(2)32 g CH4的物质的量为=2 mol,含有6.021023个HCl分子的氯化氢气体的物质的量为=1 mol,质量为36.5 g;标准状况下33.6 L O2的物质的量为=1.5 mol,质量为1.5 mol32 gmol-1=48 g。a.质量由小到大的顺序为。b.分子数目与物质的量成正比,分子数目由小到大的顺序为。c.相同状况下气体的体积与物质的量成正比,气体的体积由小到大的顺序为。答案:(1) gL-1(2)a.b.c.14.(14分)(能力挑战题)乙烯和乙烷的混合气体共a mol,与b mol O2共存于一密闭容器
18、中,点燃后充分反应,乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO和CO2的混合气体和45 g H2O,试求:(1)当a=1时,乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4)n(C2H6)=_。(2)当a=1,且反应后CO和CO2的混合气体的物质的量为反应前O2的时,b=_,得到的CO和CO2的物质的量之比n(CO)n(CO2)=_。【解析】(1)设原混合气体中C2H4、C2H6的物质的量分别为x、y,则解得x=y=0.5 mol,所以n(C2H4)n(C2H6)=11。(2)根据碳元素守恒,n(CO)+n(CO2)=2n(C2H4)+n(C2H6)=2a mol,因为a=1,且n(CO)+n(CO2)= mol,所以2=,b=3,设反应后混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x、y,则:解得x=0.5 mol,y=1.5 mol,所以n(CO)n(CO2)=13。答案:(1)11(2)313