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物质的量 气体摩尔体积
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2015广东理综改编)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.23 g Na与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
B.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子
C.标准状况下,22.4 L N2和H2混合气中含NA个原子
D.3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子
答案:D
解析:23 g Na为1 mol,与水反应生成0.5 mol H2,即0.5NA个H2分子,A项错误;Cu与浓硫酸发生氧化还原反应生成SO2,B项错误;标准状况下,22.4 L的混合气体为1 mol,其中含有的原子数为2NA,C项错误;Fe3O4可以看作FeO和Fe2O3以1∶1混合,所以1 mol Fe3O4可看作含有1 mol Fe2+和2 mol Fe3+,Fe元素的化合价升高,失去的电子数为NA×2+2NA×3=8NA,D项正确。
2.(2015四川理综)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.2.0 g O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.常温常压下,4.4 g乙醛所含σ键数目为0.7NA
C.标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D.50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA〚导学号95380192〛
答案:A
解析:O和D2O的相对分子质量都为20,一个分子中的中子数都为10,故2.0 g混合物中含有的中子数为NA,A项正确;乙醛的结构式为,分子中存在6条σ键,因此4.4 g即0.1 mol乙醛中含有σ键的数目为0.6NA,B项错误;CO2与Na2O2发生反应的化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,每有2 mol CO2参加反应转移2 mol电子,故5.6 L CO2即0.25 mol CO2参加反应转移的电子数为0.25NA,C项错误;随着反应的进行盐酸的浓度越来越小,二氧化锰和稀盐酸不再发生反应,故转移的电子数小于0.3NA,D项错误。
3.下列条件中,两种气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的N2和H2
C.同体积、同密度的C2H6和NO
D.同压强、同体积的N2O和CO2
答案:A
解析:N2和CO摩尔质量均为28 g·mol-1,同质量的N2和CO物质的量相同,一个分子均含有2个原子,A项正确;B选项没有注明压强,D选项没有注明温度,均不符合;C2H6和NO质量相同,物质的量相同,所以原子个数C2H6是NO的4倍,C项不符合。
4.下列叙述中正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,它们的物质的量必相等
B.任何条件下,等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数必相等
C.1 L一氧化碳气体的质量一定比1 L氧气的质量小
D.等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H+数目一定相等
答案:B
解析:同温同压下,相同体积的气体,物质的量才相等,A项不正确;未注明气体所处的温度和压强,不能判断,C项不正确;强酸的元数不一定相等,D项不正确。
5.设NA表示阿伏加德罗常数的值。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为a g,则该混合物( )
A.所含共用电子对数目为(+1)NA
B.所含碳氢键数目为
C.燃烧时消耗的O2一定是 L
D.所含原子总数为
答案:B
解析:C2H4、C3H6的最简式均为CH2,n(CH2)= mol,a g混合物所含共用电子对数= mol,A项错误;一个氢原子形成一个碳氢键,共含有 mol氢原子,B项正确;没有注明标准状况下,C项错误;所含原子总数= mol,D项错误。
6.下列叙述中正确的是( )
A.标准状况下,等物质的量的苯和CO2的体积相等
B.标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L
C.等质量的NO2和N2O4气体含有的原子数相等
D.等质量的SO2和SO3含有的氧原子数之比为2∶3
答案:C
解析:标准状况下,苯和CO2分别呈液态、气态,等物质的量的两物质中后者体积大;标准状况下水不是气体;NO2和N2O4的最简式相同,等质量的两物质含有的原子数相等;等质量的SO2和SO3物质的量之比为5∶4,氧原子数之比为5∶6。
7.(2015黄冈月考)下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是( )
A.温度和压强不同,相同质量的N2O和CO2两种气体的总原子数
B.等温等压下,相同体积的C2H4和C2H2、C2H6的混合气体的总原子数
C.等温等压下,相同体积的O2和O3两种气体中的氧原子数
D.相同物质的量、不同体积的NH3和CH4两种气体中的氢原子数〚导学号95380193〛
答案:A
解析:质量相等,N2O和CO2的摩尔质量也相等,则气体的物质的量相等,且两者都是三原子分子,所以它们的总原子数一定相等,A项正确;B项中,碳原子数相等,但是C2H2和C2H6的组成比例不确定,不能判断氢原子数是否相等,B项错误;两种气体的物质的量相等,但两种气体的分子组成不同,故氧原子数不同,C项错误;物质的量相等的NH3和CH4中氢原子数不同,D项错误。
8.如图所示,分别向密闭容器内可移动活塞的两边充入空气(已知空气体积占整个容器容积的)、H2和O2的混合气体,在标准状况下,若将H2、O2的混合气体点燃引爆。活塞先左弹,恢复原温度后,活塞右滑停留于容器的中央。则原来的H2、O2的体积之比可能为( )
A.2∶7 B.5∶4
C.2∶1 D.7∶2
答案:D
解析:设H2、O2的物质的量分别为x,y
2H2+O22H2O
(1)若H2过量,则 =;
(2)若O2过量,则 =。
9.在化学学科中经常使用下列物理量,其中跟阿伏加德罗常数无关的组合是( )
①相对原子质量 ②摩尔质量(g·mol-1) ③原子半径
④中和反应的反应热(kJ·mol-1) ⑤物质的量 ⑥化学反应速率[mol·(L·s)-1] ⑦气体摩尔体积(L·mol-1) ⑧溶解度
⑨燃烧的反应热(kJ·mol-1) ⑩溶质的质量分数
A.①③⑧⑩ B.②④⑤⑥⑦⑨
C.①②③④⑤ D.⑥⑦⑧⑨⑩
答案:A
解析:根据物理量的单位,可以判断其与阿伏加德罗常数是否有关,相对原子质量、溶质的质量分数为具体数值,原子半径的单位为pm,溶解度的单位为g,这些物理量与阿伏加德罗常数均无关。
10.下列叙述中正确的是( )
①在标准状况下,0.2 mol任何物质的体积均为4.48 L
②当1 mol气体的体积为22.4 L时,它一定处于标准状况下
③标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
④标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同
⑤28 g CO的体积为22.4 L
⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③④ B.②③⑥
C.⑤⑥ D.④⑥
答案:D
解析:①错在不是任何物质,只能是气体;②结论太片面,1 mol 气体在温度和压强符合一定关系时,也能使体积占有22.4 L;③错在标准状况下水不是气体;⑤错在没有标明标准状况。
二、非选择题(本题共4个小题,共50分)
11.(8分)如图所示,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量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)开始时左右两室分子数 (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。
答案:(1)不相同
(2)减小
(3)相同
(4)有
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,开始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。
12.(10分)Ⅰ.现有m g某气体(双原子分子),其摩尔质量为
M g·mol-1,若阿伏加德罗常数的值用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为 mol;
(2)该气体所含原子总数为 ;
(3)该气体在标准状况下的体积为 L。
Ⅱ.臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O22O3,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。
答案:Ⅰ.(1)
(2)
(3)
Ⅱ.3
解析:Ⅰ.(1)根据摩尔质量的计算公式,M=,该气体的物质的量为n= mol。
(2)由于该气体是双原子分子,所以含有的原子总数为。
(3)标准状况下,气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,所以其体积为 L。
Ⅱ.应根据差量法计算:反应过程中体积减小8 L-6.5 L=1.5 L
3O22O3 ΔV
3 2 1
1.5 L
所以生成臭氧为3 L。
13.(16分)(1)0.7 mol H2O的质量为 ,其中含有 个水分子,氢原子的物质的量为 。
(2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是 ,在相同温度和相同压强条件下,体积最大的是 。
(3)2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数比是 ;原子数比是 。
(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为 ,该金属元素的相对原子质量为 。
答案:(1)12.6 g 4.214×1023 1.4 mol
(2)SO2 H2
(3)2∶3 1∶2
(4)95 g·mol-1 24
解析:(1)0.7 mol H2O的质量为0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g,含有水分子的个数为0.7 mol×6.02×1023 mol-1=4.214×1023,氢原子的物质的量为0.7 mol×2=1.4 mol。
(2)根据n=可知,摩尔质量最大的是SO2,相同条件下,其物质的量最小,含有分子数最少;摩尔质量最小的是H2,相同条件下其物质的量最大,所占体积最大。
(3)根据阿伏加德罗定律可知2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数比是2∶3;原子数比是(2×3)∶(3×4)=1∶2。
(4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2,在9.5 g该二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol,该氯化物的摩尔质量为95 g·mol-1;该金属元素的相对原子质量为95-71=24。
14.(16分)(1)①含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是 。(忽略Al3+水解)
②2.3 g Na中含电子的物质的量为 mol,与足量水反应中失去电子的物质的量为 mol。
(2)①48 g R中,核外电子总数比质子总数多6.02×1023个,则R元素的摩尔质量为 。
②有一真空瓶的质量为M1 g,该瓶充入空气后总质量为M2 g;在相同状况下,若改充某气体A后,总质量为M3 g,则A的相对分子质量为 。
(3)一定量的氢气在氯气中燃烧,所得混合物用100 mL 3.00 mol·L-1的NaOH溶液(密度为1.12 g·mL-1)恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.050 0 mol。
①原NaOH溶液的质量分数为 ;
②所得溶液中Cl-的物质的量为 mol。〚导学号95380194〛
答案:(1)①0.6 mol ②1.1 0.1
(2)①32 g·mol-1 ②×29
(3)①10.7% ②0.25
解析:(1)①据Al2(SO4)32Al3++3S可知n(S)=n(Al3+)=×0.4 mol=0.6 mol。
②1 mol Na含有11 mol电子,则2.3 g Na含有电子的物质的量为×11=1.1 mol。1 mol Na与水反应失去1 mol电子,则2.3 g Na(即0.1 mol)与水反应失去0.1 mol电子。
(2)①1个R中核外电子总数比质子总数多2个,则0.5 mol R核外电子总数比质子总数多1 mol,则
=0.5 mol,Mr(R)=32。
②由题意知,该瓶中空气质量为(M2-M1) g,气体A的质量为(M3-M1) g,由阿伏加德罗定律知,两气体的物质的量相等,即=
Mr(A)=×29。
(3)①根据c=,得w==
×100%≈10.7%。
②根据钠原子守恒可知n(NaCl)+n(NaClO)=n(NaOH)=0.100 L×3.00 mol·L-1=0.300 mol,则n(NaCl)=0.300 mol-0.050 0 mol=0.25 mol,则n(Cl-)=0.25 mol。
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