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2021高考化学一轮复习 第二章 物质的量 第7讲 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律课时作业

2021高考化学一轮复习 第二章 物质的量 第7讲 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律课时作业

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第7讲　气体摩尔体积　阿伏加德罗定律
　　建议用时：40分钟　　　满分：100分
一、选择题(本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．如图两瓶体积相等的气体，在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是(　　)

A．所含原子数相等 B．气体密度相等
C．气体质量相等 D．摩尔质量相等
答案　A
解析　左瓶与右瓶中气体的物质的量相等，N2、O2分子均为双原子分子，A正确；N2、O2的比例不固定，气体的质量不一定相等，密度不一定相等；当N2与O2的物质的量相等时，摩尔质量相等，其余情况摩尔质量不相等。
2．下列两种气体的分子数一定相等的是(　　)
A．质量相等、密度不同的N2和C2H4
B．体积相等的CO和N2
C．等温、等体积的O2和N2
D．等压、等体积的N2和CH4
答案　A
解析　A项，由n＝，M(N2)＝M(C2H4)＝28 g/mol，故等质量的N2和C2H4分子数相等；B项，温度压强不确定，故等体积的CO和N2物质的量不确定；由阿伏加德罗定律知，“三同”才能定“一同”，故C、D错误。
3．下列说法正确的是(　　)
A．同温同压下，相同数目的分子必具有相同的体积
B．等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶1
C．不同的气体若体积不等，则它们所含的分子数一定不等
D．同温同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比
答案　D
解析　A项，未指明气体，错误；B项，假设质量都是1 g，n(O2)∶n(H2)＝ mol∶ mol＝1∶16，错误；C项，未限定温度与压强，无法判断。
4．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．常温下，23 g NO2含有NA个氧原子
B．标准状况下，将22.4 L NO和11.2 L O2混合后，可以得到NA个NO2分子
C．常温常压下，1 L 0.1 mol·L－1 HF溶液中含有0.1NA个H＋
D．0.1 mol的羟基中含有电子的数目为NA
答案　A
解析　常温下，23 g NO2的物质的量是0.5 mol，含有NA个氧原子，A正确；标准状况下，将22.4 L NO和11.2 L O2混合后生成1 mol NO2，但由于存在平衡关系：2NO2N2O4，因此得到的NO2分子个数小于NA，B错误；HF是弱电解质，在水溶液中存在电离平衡，因此常温常压下，1 L 0.1 mol·L－1 HF溶液中含有的氢离子个数小于0.1 NA，C错误；0.1 mol的羟基中含有电子的数目为0.9NA，D错误。
5．下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是(　　)
A．二者的碳元素的质量分数相同
B．在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等
C．等物质的量时，二者质量之比为＝
D．等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气体积相等
答案　B
解析　C2H2与C6H6的最简式均为CH，故二者的碳元素的质量分数相同，A正确；标准状况下，C6H6为非气体，等体积的两种物质的物质的量不相等，所以含有的分子数也不相等，B错误；假设二者均为1 mol，则C2H2的质量为26 g，C6H6的质量为78 g，质量之比＝＝，C正确；假设二者质量均为78 g，则C2H2为3 mol，C6H6为1 mol,3 mol C2H2完全燃烧消耗7.5 mol O2，1 mol C6H6完全燃烧也消耗7.5 mol O2，D正确。
6．室温时，两个容积相同的烧瓶中分别盛有M和N两种气体(同温同压)，取下弹簧夹A，使两烧瓶内的气体充分混合后，容器内的压强由大到小的顺序是(　　)

编号
①
②
③
④
气体M
H2S
H2
NH3
NO
气体N
SO2
Cl2
HCl
O2
A．②④①③ B．①②③④
C．④①②③ D．①④③②
答案　A
解析　假设M、N均为1 mol，室温下混合时充分反应后容器中气体的物质的量为：①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O；n(SO2)＝0.5 mol；②H2、Cl2室温时不反应；n(H2)＋n(Cl2)＝2 mol；③NH3＋HCl===NH4Cl，n(气体)＝0 mol；④2NO＋O2===2NO2,2NO2N2O4，所以1 mol<n(气体)<1.5 mol；依据同温恒容时，压强与气体的物质的量成正比，可知：压强由大到小的顺序为：②④①③，即答案为A。
7．如图所示，①和②为两个体积相同的固定容器，图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是(　　)

A．若①中的H2为1 mol，则②中所含原子总数为3.01×1023个
B．①和②中气体的质量之比为1∶8
C．H2、O2均能发生化合反应，但不能发生置换反应
D．两容器的温度和压强均相同
答案　B
解析　根据图示可知，①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，若H2为1 mol，则O2为0.5 mol，故O原子数目为6.02×1023个，A错误；①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，所以其物质的量之比为2∶1，质量之比为1∶8，B正确；H2能发生置换反应，如H2与CuO反应，O2也能发生置换反应，如O2与H2S反应，C错误；根据阿伏加德罗定律，①和②两容器体积相同，但气体分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同，D错误。
8．等温等压下，有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述中正确的是(　　)
A．体积之比为13∶13∶14
B．密度之比为14∶14∶13
C．质量之比为1∶1∶1
D．原子数之比为1∶1∶1
答案　B
解析　三种气体分子的质子数均为14，质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，物质的量相等，等温等压下，气体的体积与其物质的量成正比，所以三者体积之比为1∶1∶1，A错误；CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 g·mol－1、28 g·mol－1、26 g·mol－1，等温等压下，气体摩尔体积相同，根据ρ＝＝知，密度与摩尔质量成正比，则密度之比为28∶28∶26＝14∶14∶13，B正确；三种气体分子的物质的量相等，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 g·mol－1、28 g·mol－1、26 g·mol－1，根据m＝nM知：质量与摩尔质量成正比为28∶28∶26＝14∶14∶13，C错误；1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为1∶1∶2，D错误。
二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)
9．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的值，下列说法正确的是(　　)

A．标准状况下，11.2 L N2中含电子总数为5NA
B．标准状况下，22.4 L N2H4中所含原子总数为6NA
C．标准状况下，3.2 g N2H4中含有共价键的总数为0.5NA
D．若生成3.6 g H2O，则上述反应转移电子的数目为0.2NA
答案　CD
解析　1个N2分子含有14个电子，标准状况下，11.2 L N2的物质的量为0.5 mol，则所含电子数为7NA，A错误；标准状况下肼为非气体，22.4 L N2H4的物质的量远大于1 mol，故所含原子数远大于6NA，B错误；1个肼分子含有5个共价键，3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol，则所含共价键的数目为0.5NA，C正确；反应N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O中，生成4 mol H2O时转移4 mol电子，故生成3.6 g(即0.2 mol)H2O时，转移电子的数目为0.2NA，D正确。
10．(2019·安徽池州高三期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　)
A．60 g由冰醋酸和葡萄糖组成的混合物中含有氢原子的数目为4NA
B．常温下，10 g氖气中所含有的氖原子数目为0.5NA
C．将3 mol H2和1 mol N2混合充分反应后，容器内分子数等于2NA
D．标准状况下，2.24 L SO2和O2的混合气体充分反应后，反应混合物中含有的氧原子总数为0.2NA
答案　C
解析　冰醋酸和葡萄糖二者的最简式均为CH2O,60 g混合物中含2 mol CH2O，则含有4 mol氢原子，A正确；氖气是单原子分子，10 g氖气的物质的量为0.5 mol，含有的原子数目为0.5NA，B正确；氮气和氢气的反应为可逆反应，不能完全转化，容器内分子数大于2NA，C错误；标准状况下，2.24 L SO2和O2的混合气体的物质的量为0.1 mol，其中含有的氧原子总数为0.2NA，反应后氧原子个数不变，仍为0.2NA，D正确。
11．(2019·河南南阳市高三期末质量评估)设NA为阿伏加德罗常数的数值。下列有关说法中正确的有(　　)
A．1 L 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中含Fe3＋数目为0.1NA
B．5.6 g铁粉与3.2 g硫粉混合隔绝空气加热，充分反应后，转移电子数为0.2NA
C．92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D．7.8 g Na2O2与足量的水(HO)反应生成的氧气中所含的中子数为0.5NA
答案　BC
解析　A项，在溶液中FeCl3能发生水解反应：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，所以溶液中含有的Fe3＋数目必小于0.1NA，错误；B项，5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,3.2 g硫的物质的量为0.1 mol，二者恰好反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，正确；C项，将NO2和N2O4混合气体看作由“NO2”构成的物质，该混合气体中“NO2”的物质的量＝＝2 mol，2 mol “NO2”中含有原子的物质的量＝2 mol×3＝6 mol，所以92 g NO2和N2O4混合气体中含有的原子数为6NA，正确；D项，7.8 g Na2O2的物质的量＝＝0.1 mol,2Na2O2＋2HO===2NaOH＋2Na18OH＋O2↑，生成的氧气中每个氧分子含16个中子，0.1 mol Na2O2与足量的水反应生成0.05 mol氧气，0.05 mol氧气中中子的物质的量＝0.05 mol×16＝0.8 mol，即所含的中子数为0.8NA，错误。
12．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分，当左边充入1 mol N2，右边充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是(　　)

A．右边与左边分子数之比为1∶4
B．右侧CO的质量为5.6 g
C．右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D．若改变右边CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2 mol CO
答案　AC
解析　左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体物质的量之比为4∶1，A正确，所以右侧气体物质的量＝ mol＝0.25 mol。相同条件下密度与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍，故C正确。若使隔板处于容器正中间，则N2和CO物质的量应相等，应再充入0.75 mol CO。
三、非选择题(本题共2小题)
13．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。回答下列问题：

(1)该混合气体的平均摩尔质量：________。
(2)混合气体中碳原子的个数：________。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
(3)将混合气体依次通过如图装置，最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体摩尔质量：________；
②标准状况下气球中收集到的气体的体积为________；
③气球中收集到的气体的电子总数为________。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
答案　(1)36 g·mol－1　(2)0.4NA　
(3)①28 g·mol－1　②4.48 L　③2.8NA
解析　(1)混合气体的体积为8.96 L，则其物质的量为n＝＝＝0.4 mol，混合气体的平均摩尔质量为＝36 g·mol－1。
(2)由于CO和CO2中均含1个碳原子，故0.4 mol的CO和CO2混合物中共含0.4 mol C原子即0.4NA个。
(3)将混合气体依次通过图中装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体；①CO的摩尔质量为28 g·mol－1，设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则根据混合物的质量为14.4 g可得：28x＋44y＝14.4；根据气体的物质的量为0.4 mol，可得x＋y＝0.4；两式联立解得：x＝0.2 mol，y＝0.2 mol；②气球中的气体为CO，其体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L；③一个CO含有14个电子，由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol，则电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为2.8NA个。
14．一定量的液态化合物XY2在一定量的氧气(标准状况)中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为XY2(l)＋3O2(g)===XO2(g)＋2YO2(g)。冷却后，在标准状况下测得生成物的体积为672 mL，密度为2.56 g·L－1，则：
(1)反应前O2的体积是________，XY2的质量是________(结果保留两位小数)。
(2)化合物XY2的摩尔质量是________。
(3)若XY2分子中X、Y两种元素的质量比为3∶16，则X、Y两种元素分别是________和________。(填元素名称)
答案　(1)672 mL　0.76 g　(2)76 g·mol－1　
(3)碳　硫
解析　(1)由化学方程式可知：反应前后气体的体积不变，因此反应后气体的体积等于反应前氧气的体积，为672 mL；再根据质量守恒：m(XY2)＋m(O2)＝m(XO2)＋m(YO2)＝0.672 L×2.56 g·L－1得：m(XY2)＝0.672 L×2.56 g·L－1－×32 g·mol－1≈0.76 g。
(2)1 mol XY2恰好能与3 mol O2反应，所以0.76 g XY2的物质的量应为：×＝0.01 mol，所以M(XY2)＝＝76 g·mol－1。
(3)M(X)＝M(XY2)×＝76 g·mol－1×＝12 g·mol－1，X应为碳元素。M(Y)＝M(XY2)××＝32 g·mol－1，Y应为硫元素。