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第三讲 物质的量 气体摩尔体积
一、选择题
1．下列两种气体的分子数确定相等的是 ( )。
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
解析 对于N2和C2H4这两种气体，摩尔质量相等，两者质量相等，故其物质的量也相等，则其所含分子数也确定相等，A选项正确。B、C、D选项可依据阿伏加德罗定律及推论加以推断，所含分子数均不愿定相等。
答案 A
2．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 ( )。
A．100 mL 0.1 mol·L－1 Na2SO4溶液中，粒子总数是0.03NA
B．1 mol Al3＋完全水解生成氢氧化铝胶体粒子的数目为NA
C．常温常压下，32 g O2－中所含电子的数目为17NA
D．标准状况下，分子数为NA的N2、C2H4混合气体的质量无法确定
解析 选项A中忽视了水分子；B中氢氧化铝胶体粒子的数目要远远小于NA；32 g O2－的物质的量为1 mol，其中所含电子的数目为17NA，与外界条件无关，C正确；由于N2、C2H4的摩尔质量相同，因而D中混合气体的质量可以确定，即为28 g。
答案 C
3．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中确定正确的是 ( )。
A．在1 mol NaHSO4晶体中，含阳离子数为2NA
B．1 mol C4H10分子中共价键总数为13NA
C．0.5 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液中，NO3－的数目为NA
D．任何条件下，20 L N2含有的分子数都不行能为NA
解析 NaHSO4晶体中，阳离子只有Na＋，所以A项错误；1 mol C4H10分子中含C—C键3 mol，C—H键10 mol，B项正确；C项没有指明溶液的体积，错误；D项，非标准状况下的20 L N2物质的量可能为1 mol，错误。
答案 B
4．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 ( )。
A．在0 ℃时，22.4 L氢气中含有2NA个氢原子
B．电解食盐水若产生2 g氢气，则转移的电子数目为NA
C．1 mol乙烷分子中共价键总数为7NA
D．密闭容器中46 g NO2含有的分子数为NA
解析 0 ℃不愿定是标准状况，A错；电解食盐水产生2 g氢气，则转移的电子数目为2NA，B错；乙烷的结构简式为CH3CH3，含有1个C—C共价键和6个C—H共价键，C正确；密闭容器中NO2与N2O4存在转化平衡关系：2NO2 N2O4，D错。
答案 C
5．下列叙述正确的是( )。
A．1.00 mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子
B．1.00 mol NaCl中，全部Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023
C．欲配制1.00 L 1.00 mol·L－1的NaCl溶液，可将58.5 g NaCl溶于1.00 L水中
D．电解58.5 g熔融的NaCl，能产生22.4 L氯气(标准状况)、23.0 g金属钠
答案 B
6．同温同压下，两个容积相等的储气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体确定具有相同的( )
A．质量 B．原子总数
C．碳原子数 D．密度
解析 依据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的气体物质的量相同。若C2H2和C2H6的物质的量比为1∶1，则两瓶气体质量、原子总数、碳原子数、密度都相等，若两者物质的量比不等于1∶1，则只有碳原子数相等。
答案 C
7．同温同压下，质量忽视不计的两气球A和B，分别充入X气体和Y气体，且充气后两气球的体积相同。若相同条件下，A气球放在CO中静止不动，B气球放在O2中上浮。下列叙述或表示正确的是( )
A．X气体的相对分子质量比Y气体的相对分子质量大
B．X可能是C2H4，Y可能是CH4
C．X气体的密度小于Y气体的密度
D．充气后A气球质量比B气球质量大
解析 由题意“相同条件下，A气球放在CO中静止不动，B气球放在O2中上浮”说明X气体的相对分子质量与CO相同，而Y气体的相对分子质量小于O2，但不能得出X与Y气体的相对分子质量和密度大小关系。
答案 B
二、非选择题
8．有关物质的量的计算填空：
(1)2 mol CO(NH2)2中含________mol C，________mol N，________mol H，所含氧原子跟________mol H2O所含氧原子个数相等。
(2)①标准状况下，22.4 L CH4；②1.5 mol NH3；③1.806×1024个H2O；④标准状况下，73 g HCl所含H原子个数由多到少的挨次是____________________。
(3)2.3 g Na中含________mol e－，在与足量水反应中产生标准状况下的H2________L。
(4)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中，含________mol SO42－，Al3＋物质的量________0.8 mol(填“>”、“<”或“＝”)。
解析 (3)n(Na)＝＝0.1 mol，由于1个Na原子中含有11个电子，故2.3 g Na中含有电子的物质的量n(e－)＝11n(Na)＝1.1 mol
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 mol 22.4 L
0．1 mol x
x＝＝1.12 L
(4)n(SO42－)＝3n[Al2(SO4)3]＝3×0.4 mol＝1.2 mol，0.4 mol Al2(SO4)3中含有0.8 mol Al3＋，由于在溶液中Al3＋水解，故小于0.8 mol。
答案 (1)2 4 8 2 (2)③>②>①>④
(3)1.1 1.12 (4)1.2 <
9．如图所示，两个连通容器用活塞分开，左右两室(体积相同)各充入确定量NO和O2，且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞，使NO与O2充分反应。(不考虑NO2与N2O4的转化)
(1)开头时左右两室分子数________(填“相同”或“不相同”)。
(2)反应前后NO室压强________(填“增大”或“减小”)
(3)最终容器内密度与原来________(填“相同”或“不相同”)。
(4)最终容器内________(填“有”或“无”)O2存在。
解析 (1)由左右两室体积相同，两容器内气体密度相同可知，两容器中气体的质量相等，但NO和O2的摩尔质量不相等，故其物质的量不相等，开头时左右两室分子数不相同。(2)由于反应前后NO室的气体物质的量减小，故压强减小。(3)体系的体积和气体的质量均未变化，密度不变。(4)由于NO与O2反应，O2过量，故最终容器内有O2存在。
答案 (1)不相同 (2)减小 (3)相同 (4)有
10．臭氧层是地球生命的疼惜神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。试验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为________g/mol(保留一位小数)。
(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。
(3)试验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。
解析 (1)设原有氧气的物质的量为x mol，已知有30%的氧气转化为臭氧，由反应3O22O3知，发生反应O2的物质的量为0.3x mol，生成O3的物质的量为0.2x mol，故反应后气体的总物质的量为0.9x mol，则得到混合气体的平均摩尔质量为M＝
＝
＝35.6 g/mol
(2)设反应的O2的体积为a L，则生成O3的体积为a L，由差量法得
3O22O3 ΔV
3 2 1
a a 1.5 L
a＝4.5 L，臭氧体积为3 L。
(3)本题应分状况争辩：
①假设O2和O3完全反应，则O2和O3的质量即为铜粉增加的质量，m总＝1.6 g，n总＝＝＝0.04 mol，则混合气体的平均相对分子质量为＝＝＝40 g/mol，＝知
40 g/mol＝
求得＝
故臭氧体积分数为50%或0.5；
②假设铜完全反应，O2或O3剩余，设生成CuO b g
Cu → CuO
63．5 79.5
20 g b g
＝求得b＝25>21.6
故假设错误。
答案 (1)35.6 (2)3 (3)0.5或50%
11．试验室用密度为1.25 g·mL－1，溶质质量分数为36.5%的浓盐酸配制240 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，请回答下列问题：
(1)浓盐酸的物质的量浓度为________。
(2)配制240 mL 0.1 mol·L－1的盐酸
应量取浓盐酸体积/mL
应选用容量瓶的规格/mL
(3)配制时，其正确的操作挨次是(字母表示，每个字母只能用一次)________。
A．用30 mL水洗涤________2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B．用量筒精确 量取所需的浓盐酸的体积，沿玻璃棒倒入烧杯中，再加入少量水(约30 mL)，用玻璃棒渐渐搅动，使其混合均匀
C．将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，振荡、摇匀
E．改用________加水，使溶液凹液面最低处恰好与刻度线相切
F．连续往容量瓶内当心加水，直到液面接近刻度线________处
(4)操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是___________________________。
(5)若试验过程中毁灭如下状况如何处理？
①加蒸馏水时不慎超过了刻度线：________。
②向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴溅在容量瓶外面：________。
答案 (1)12.5 mol·L－1
(2)2.0 250
(3)BCAFED 烧杯内壁和玻璃棒 胶头滴管 1～2 cm
(4)保证溶质全部转移到容量瓶
(5)①重新配制 ②重新配制
解析 本题主要考查物质的量浓度的换算和配制有关的试验问题。
(1)c＝＝mol·L－1＝12.5 mol·L－1。
(2)没有240 mL容量瓶，可选用250 mL容量瓶。利用稀释定律0.25 L×0.1 mol·L－1＝V×12.5 mol·L－1，解之V＝2.0 mL。
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