人教版 (新课标)必修1第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第2课时免费同步训练题

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第2课时　气体摩尔体积
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　影响物质体积大小的因素
1.(2020山西太原高一上期中)物质的体积受多种因素影响,下列与气体的体积有关的因素中,不是其主要因素的是(　　)
A.温度 B.压强 C.分子数 D.分子体积
2.同温同压下,若两种气体所占体积不同,其主要原因是(　　)
A.气体分子的大小不同
B.气体分子间平均距离不同
C.气体的物质的量不同
D.气体的摩尔质量不同

题组二　气体摩尔体积及其计算
3.(2020福建龙海高一上期中)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 L
B.1 mol气体在非标准状况下的体积不可能是22.4 L
C.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氧气的混合气体的体积约是22.4 L
4.(2020江西南昌八一中学等三校高一上月考)下列有关气体摩尔体积的说法中,正确的是(　　)
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.若1 mol CH4的体积约为22.4 L,则一定处于标准状况下
C.在标准状况下,1 mol H2O的体积约为22.4 L
D.在标准状况下,11.2 L N2中含有1 mol N原子
5.某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数为NA,则:
(1)该气体在标准状况下的体积为　　　　L; 
(2)该气体在标准状况下的密度为　　　　g·L-1; 
(3)该气体所含的原子总数为　　　　个; 
(4)该气体的一个分子的质量为　　　　g。 

题组三　气体摩尔质量的求算
6.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.64 B.48 C.32 D.16
7.(2019黑龙江哈尔滨第三中学高一上月考)通过下列条件,无法确定该物质摩尔质量的是(　　)
A.物质标准状况下的体积和质量
B.该物质一个分子的真实质量
C.物质的质量和物质的量
D.气态物质标准状况时的密度
8.CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。
(1)混合气体中CO的质量是　　　　g; 
(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是　　　　L; 
(3)混合气体在标准状况下的密度是　　　　g·L-1; 
(4)混合气体的平均摩尔质量是　　　　g·mol-1。 

题组四　阿伏加德罗定律
9.(2020山东青岛高一上期中)1811年,阿伏加德罗在大量实验的基础上得出结论:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。根据这个结论,下列叙述不正确的是(　　)
A.同温同压下,等质量的氮气和一氧化碳体积相同
B.同温同压下,等体积的两种气体原子数不一定相等
C.同温同压下,气体的体积与分子数成正比
D.两种分子数和体积都相等的气体,所处的温度和压强一定相同
10.(2019黑龙江哈尔滨第三中学高一上月考)关于等物质的量的氮气和一氧化碳,下列说法不正确的是(　　)
A.同温同压下体积相同
B.在任何条件下所含分子个数相同
C.只有在标准状况下,体积、质量、微粒数才相等
D.在任何条件下质量都相同
11.计算并填写以下空白:
(1)同温同压下,同体积的甲烷(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,4 g氢气、11.2 L氧气、1 mol水中,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　　　　。 
12.(2020吉林长春实验中学高一上月考)(1)在标准状况下有①6.72 L CH4,②3.01×1023个HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是　　　　(填字母)。 
a.体积②>①>③>④　　b.密度②>③>④>①
c.质量②>①>③>④　　d.氢原子个数①>③>④>②
(2)在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g。则其中CO2为　　　　mol,CO的体积百分数为　　　　(保留一位小数),混合气体的摩尔质量为　　　　(保留一位小数)。 
(3)某混合气体中各气体的质量分数为O2 32%,N2 28%,CO2 22%,CH4 16%,H2 2%,则此混合气体的平均摩尔质量为　　　　(保留两位小数)。 

能力提升练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2019湖南长沙雅礼中学高一上月考,疑难1,★★☆)一定量的液态化合物 XY2,在一定量 O2 中恰好完全反应: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,则化合物 XY2的摩尔质量为(　　)
A.44 g·mol-1 B.76 g·mol-1
C.25.3g·mol-1 D.96 g·mol-1
2.(2020安徽合肥一中高一上期中,★★☆)一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度可忽略)将容器分成两部分。当左边充入2 mol N2,右边充入CO和CO2的混合气体共18 g时,隔板处于如图位置(左、右两边温度相同)。右边CO2与CO分子数之比为(　　)

A.3∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶3
3.(★★☆)设NA为阿伏加德罗常数的值,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(　　)
A.22.4apbNA B.22.4abpNA C.22.4NAba D.22.4pbaNA
4.(★★☆)一定温度和压强下,30 L某种气态纯净物质中含有6.02×1023个分子,这些分子由1.204×1024个原子组成,下列有关说法中不正确的是(　　)
A.该气体所处的状况可能是标准状况
B.标准状况下该纯净物若为气态,其体积约是22.4 L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
5.(2020吉林省实验中学高一上期中,★★☆)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X) A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.相同条件下,同质量的三种气体,气体密度最小的是Z
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和4 g Z气体,则其压强之比为1∶1
6.(2019湖南师大附属中学高一上月考,疑难2,★★☆)下列叙述正确的是(　　)
①标准状况下,0.2 mol 任何物质的体积均为 4.48 L
②若1 mol 气体的体积为 22.4 L,则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
⑦在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大
⑧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.②③⑥⑦⑧
C.⑤⑥⑦⑧ D.④⑦⑧
7.(疑难1、2,★★☆)(1)已知标准状况下,气体A的密度为2.857 g·L-1,则气体A的相对分子质量为　　　　,可能是　　　　气体。 
(2)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为　　　　。 
(3)在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
①若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为　　　　。NH4HCO3的摩尔质量为　　　　。(用含m、d的代数式表示) 
②若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为　　　　(用含ρ的代数式表示)。 
③若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为　　　　　　(用含a、b、c的代数式表示)。 
8.(疑难1、2,★★☆)计算并填写以下空白:
(1)在25 ℃、101 kPa的条件下,等质量的CH4和A气体的体积之比为15∶8,则A的摩尔质量为　　　　。 
(2)相同条件下,H2和O2的体积比为a∶b和质量比为a∶b的混合气体,其平均相对分子质量分别是　　　　和　　　　。 
9.(2019江西南昌第二中学高一上月考,★★★)室温下,某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气,此时活塞的位置如图所示。

(1)A室混合气体所含分子总数为　　　　。 
(2)实验测得A室混合气体的质量为34 g,则该混合气体的密度是同温同压条件下氢气密度的　　　　倍。 
(3)若将A室H2、O2的混合气体点燃,反应后恢复原温度,最终活塞停留的位置在　　　　处,容器内气体压强与反应前气体压强之比为　　　　。 
答案全解全析
基础过关练
1.D　温度越高,压强越小,分子数越多,气体的体积越大,所以气体的体积与温度、压强、分子数有关,气体分子之间的距离远大于分子的体积,因此分子的体积可以忽略,所以与气体的体积有关的因素中,不是其主要因素的是分子体积。
2.C　同温同压下,气体分子间的平均距离相同,其体积大小取决于气体物质的量的大小。
3.C　温度和压强影响气体体积,不在标准状况下,1 mol气体体积不一定为22.4 L,A错误;增大压强气体体积缩小,升高温度气体体积增大,1 mol气体在非标准状况下的体积也可能是22.4 L,B错误;气体摩尔体积适用于任何气体,不仅适用于纯气体,也适用于混合气体,C正确;不在标准状况下,气体摩尔体积不确定,所以0.3 mol氢气与0.7 mol氧气的混合气体的体积不一定是22.4 L,D错误。
4.D　未指明标准状况,1 mol O2和1 mol N2所占的体积不一定为22.4 L,A错误;适当改变温度和压强,非标准状况下气体摩尔体积也可以为22.4 L/mol,所以1 mol CH4的体积约为22.4 L时,不一定处于标准状况下,B错误;标准状况下,水不是气体,不能使用标准状况下气体摩尔体积计算水的体积,C错误;标准状况下11.2 L N2的物质的量为11.2 L22.4 L/mol=0.5 mol,含有1 mol N原子,D正确。
5.答案　(1)22.4mM　(2)M22.4　(3)2mNAM　(4)MNA
解析　(1)该气体的物质的量为mgMg·mol-1=mM mol,在标准状况下,Vm=22.4 L·mol-1,V=n·Vm=mM mol×22.4 L·mol-1=22.4mM L。
(2)标准状况下,ρ=MVm=Mg·mol-122.4 L·mol-1=M22.4 g·L-1。
(3)气体中含有的原子数为mM×2×NA=2mNAM。
(4)一个分子的质量为MNA g。
6.C　n=5.6 L22.4 L·mol-1=0.25 mol,M=8 g0.25mol=32 g·mol-1。
7.A　A项,已知物质的体积和质量,如果该物质在标准状况下不是气体,无法计算其摩尔质量;B项,一个分子的真实质量乘以NA等于摩尔质量;C项,由公式M=m/n能计算其摩尔质量;D项,标准状况下,气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,由公式M=ρVm能计算出其摩尔质量。
8.答案　(1)7　(2)5.6　(3)1.61　(4)36
解析　CO燃烧发生反应:2CO+O2 2CO2,CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,在标准状况下,18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol,设CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则28x+44y=18x+y=0.5,解得x=0.25,y=0.25。
(1)混合气体中CO的质量=28 g·mol-1×0.25 mol=7 g。
(2)混合气体中,CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。
(3)混合气体在标准状况下的密度=18 g11.2 L≈1.61 g·L-1。
(4)解法一:M=ρ×22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:M=18 g11.222.4mol=36 g·mol-1;
解法三:M=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1;
故混合气体的平均摩尔质量为36 g·mol-1。
9.D　氮气和一氧化碳的摩尔质量相同,等质量时,物质的量相等,由V=nVm可知,气体的体积一定相同,A正确;同温同压下,等体积的两种气体原子数与分子的组成有关,如果分子中原子数相同,则等体积的两种气体原子数一定相等,如果分子中原子数不相同,则等体积的两种气体原子数一定不相等,B正确;同温同压下,气体的体积与分子数成正比,C正确;温度升高气体体积增大,压强增大气体体积减小,则两种分子数和体积都相等的气体,所处的温度和压强不一定相同,D错误。
10.C　同温同压下,气体物质的量相等时体积必定相等,A正确;等物质的量的N2和CO所含的分子数必相等,B正确;气体摩尔体积相同,等物质的量的氮气和一氧化碳无论是否在标准状况下,质量、微粒数一定相等,体积在同温同压下相等,C错误;N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol-1,等物质的量的N2和CO的质量相同,D正确。
11.答案　(1)1∶1　5∶3　4∶11　(2)H2　H2　H2O　H2O
解析　(1)同温同压下,同体积的甲烷和二氧化碳的物质的量相同,原子总数之比等于分子中原子个数之比,即5∶3;相同状况下,气体密度之比等于相对分子质量之比,即4∶11。(2)3种物质的物质的量分别为n(H2)=4 g2 g·mol-1=2 mol,n(O2)=11.2 L22.4 L·mol-1=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氢气;3种物质所含原子分别为2 mol×2=4 mol,0.5 mol×2=1 mol,1 mol×3=3 mol,故所含原子数最多的是氢气;3种物质质量分别为m(H2)=4 g,m(O2)=0.5 mol×32 g· mol-1=16 g,m(H2O)=1 mol×18 g· mol-1=18 g,故质量最大的是水;3种物质体积分别为V(H2)=22.4 L· mol-1×2 mol=44.8 L,V(O2)=11.2 L,而1 mol水在标准状况下的体积约为18 mL,故体积最小的是水。
12.答案　(1)bd　(2)0.75　57.1%　34.9 g/mol　(3)22.22 g/mol
解析　(1)结合n=mM、n=VVm、ρ=MVm及分子构成计算。
(2)根据n=VVm计算混合气体物质的量总和,设CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol,根据二者总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量,气体的体积分数等于物质的量分数,根据M=m总n总计算混合气体的摩尔质量。
(3)设气体总质量为100 g,根据质量分数计算各自质量,再根据n=mM计算各自物质的量,根据M=mn计算混合气体的平均摩尔质量。
能力提升练
1.B　生成物的物质的量=消耗氧气的物质的量=0.672 L22.4 L·mol-1=0.03 mol,XY2的物质的量为0.01 mol;生成物质量=0.672 L×2.56 g·L-1≈1.72 g;消耗的氧气质量=0.03 mol×32 g·mol-1=0.96 g;所以XY2的质量=1.72 g-0.96 g=0.76 g;XY2的摩尔质量=0.76 g0.01mol=76 g·mol-1。
2.B　依据题图可知:左右两边气体体积之比为45∶15=4∶1,左边为2 mol氮气,依据同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,则右边气体的物质的量为2 mol×14=0.5 mol。设CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则x+y=0.5、28x+44y=18,解得:x=0.25、y=0.25,由分子数之比等于物质的量之比,右边CO与CO2分子数之比为0.25 mol∶0.25 mol=1∶1。
3.D　解法一　公式法:
a g双原子分子的物质的量=pNA mol,
双原子分子的摩尔质量=agpNAmol=aNAp g· mol-1,
所以b g气体在标准状况下的体积为
bgaNApg·mol-1×22.4 L· mol-1=22.4pbaNA L。
解法二　比例法:
同种气体的分子数与质量成正比,设b g气体的分子数为N
a g　　~　　p
b g　　~　　N
则:N=bpa,双原子分子的物质的量为pbaNA mol,所以b g该气体在标准状况下的体积为22.4pbaNA L。
4.A　若该物质为气态物质,则其在标准状况下的体积为22.4 L,故气体所处的状况不可能是标准状况,A项错误,B项正确;由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子,且其物质的量为1 mol,C项正确;根据题意,在此温度和压强下,Vm=30 L· mol-1,D项正确。
5.D　根据题意知三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X) 6.D　①标准状况下,0.2 mol固体和液体的体积不一定是4.48 L,错误;②并非只有在标准状况下的气体摩尔体积才为22.4 L/mol,错误;③水在标准状况下为非气态,1 L HCl和1 L H2O的物质的量不相同,错误;④1 g H2和14 g N2的物质的量均为0.5 mol,在标准状况下的体积都是11.2 L,正确;⑤气体所处的状态不确定,则体积也不确定,错误;⑥没有说明是否为气体物质,错误;⑦在同温同体积时,气体的物质的量与压强成正比,正确;⑧由阿伏加德罗定律可知,同温同压下气体的密度与气体的相对分子质量成正比,正确。
7.答案　(1)64　SO2　(2)64　(3)①m2d mol　6d g· mol-1
②22.4ρ g· mol-1　③17a%+44b%+18c%
解析　(1)M=(ρ×22.4) g· mol-1≈64 g· mol-1。
(2)M=1.92 g0.672 L22.4 L·mol-1=64 g· mol-1。
(3)因为NH4HCO3(s) NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)
①M(混)=2d g·mol-1⇒n(混)=m2d mol,
M(NH4HCO3)=2d×3 g· mol-1=6d g· mol-1。
②M(混)=22.4ρ g· mol-1。
③n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,M(混)=17a%+44b%+18c%。
8.答案　(1)30 g· mol-1　(2)2a+32ba+b　32a+32b16a+b
解析　(1)T、p相同时,气体的体积之比等于物质的量之比,即V(CH4)V(A)=n(CH4)n(A)=158,质量相同,则n(CH4)·M(CH4)=n(A)·M(A),M(A)=n(CH4)n(A)×M(CH4)=158×16 g· mol-1=30 g· mol-1。
(2)相同条件下,若V(H2)∶V(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a∶b,则M=m(总)n(总)=2a+32ba+b g· mol-1,平均相对分子质量为2a+32ba+b;若m(H2)∶m(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a2∶b32,则M=m(总)n(总)=a+ba2+b32 g· mol-1=32a+32b16a+b g· mol-1,平均相对分子质量为32a+32b16a+b。
9.答案　(1)2NA(或1.204×1024)　(2)8.5　(3)2　1∶2
解析　(1)相同条件下,气体物质的量之比等于体积之比,即A中混合气体物质的量为2 mol,含有气体分子数为2NA(或1.204×1024)。(2)相同条件下,密度之比等于其摩尔质量之比,混合气体的摩尔质量为34 g/2 mol=17 g·mol-1,混合气体的密度是同温同压下氢气密度的8.5倍。(3)n(H2)+n(O2)=2 mol,2n(H2)+32n(O2)n(H2)+n(O2)=17,解得n(H2)=n(O2)=1 mol,点燃后发生反应2H2+O2 2H2O,氧气有剩余,剩余氧气的物质的量为0.5 mol,空气物质的量为1 mol,因此隔板停留在2处;原来气体总物质的量为3 mol,反应后气体总物质的量为1.5 mol。同温同体积条件下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,即反应后压强与反应前压强之比等于1.5∶3=1∶2。