1、1第 1 节 物质的量 气体摩尔体积一、选择题12017 年春，雾霾天气对环境造成了严重影响，部分城市开展对 PM2.5 和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )A臭氧的摩尔质量是 48 gB同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧的体积比为 23C16 g 臭氧中含有 6.021023个原子D1.00 mol 臭氧中含有电子总数为 186.021023解析：选 C。臭氧的摩尔质量是 48 gmol1 ，A 项错误；同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧的体积比为 32，B 项错误；1.00 mol 臭氧中含有电子总数为246.021023，D 项错误。2 “物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量，下
2、列有关说法正确的是( )A质量相等的 CO 和 CO2，物质的量之比为 23B2 mol 氧气的摩尔质量为 62 gmol1C1 mol 任何物质都含有 6.021023个分子D2 g H 2含有 1 mol 氢分子解析：选 D。设质量均为 m，则 n(CO) n(CO2) 117，A 错误；摩尔质量的单位是 gmol1 ，数值上等m28 gmol 1 m44 gmol 1于物质的相对分子(原子)质量，B 错误；1 mol 任何物质都约含有 6.021023个微粒，不一定是分子，也有可能是离子或原子，C 错误；2 g H2的物质的量是 1 mol，含有 1 mol 氢分子，D 正确。3设 NA
3、为阿伏加德罗常数的值，下列有关叙述正确的是( )A硝酸与铜反应得到 NO2、N 2O4共 23 g，则铜失去的电子数为 0.5NAB3 g 甲酸与乙醛的混合物中含有共价键数为 0.4NAC将标准状况下 2.24 L SO2通入水中完全溶解，溶液中 H2SO3分子数为 0.1NAD标准状况下 8.96 L 的平均相对分子质量为 3.5 的 H2与 D2含有中子数为 0.3NA解析：选 A。生成 23 g NO2和 N2O4，转移 0.5 mol 电子，即铜失去的电子数为 0.5NA，故 A 正确；3 g 甲酸含共价键数 NA，3 g 乙醛含共价键数为 NA，故 B 错误；H 2SO3是弱623
4、922酸，部分电离，所以 H2SO3分子数小于 0.1NA，故 C 错误；H 2不含中子，1 个 D2含 2 个中子，8.96 L 平均相对分子质量为 3.5 的 H2和 D2中含有 D2为 0.3NA，即中子数为 0.6NA，故 D 错误。24(2018苏州质检)设 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，0.1 mol Cl 2 溶于水，生成 HCl 的数目为 0.1NAB7 g 分子式为 CnH2n的链烃中含有的 CH 键的数目为 NAC标准状况下，11.2 L CH 3CH2OH 中含有的原子数目为 4.5NA D常温常压下，2.24 L CO 和 CO2 混合
5、气体中含有的碳原子数目为 0.1NA解析：选 B。氯气与水的反应是可逆反应，0.1 mol Cl2溶于水生成 HCl 的数目小于0.1NA，A 错误；7 g 分子式为 CnH2n的链烃中含有的 CH 键的数目为 2nNA NA，B714n正确；标准状况下 CH3CH2OH 为液体，不能用标准状况下气体摩尔体积计算，C 错误；常温常压下，2.24 L 气体物质的量小于 0.1 mol，D 错误。5下列四种气体：含 3.011023个 O 的 CO2；标准状况下 6.72 L 的 HCl；3.4 g 的 NH3；0.5 mol He。所含的原子总数由少到多的正确顺序是( )A BC D解析：选 D
6、。含 0.75 mol 原子；为 0.3 mol HCl，含 0.6 mol 原子；为 0.2 mol NH3，含 0.8 mol 原子；含 0.5 mol 原子。6标准状况下，1 L 的密闭容器中恰好可盛放 n 个 N2分子和 m 个 H2分子组成的混合气体，则阿伏加德罗常数可近似表示为( )A22.4( m n)B22.46.0210 23(m n)C22.4( m n)/(6.021023)D m n解析：选 A。由阿伏加德罗常数的定义可知，它指的是 1 mol 微粒中所含有的微粒数的多少，由标准状况下 22.4 L 气体所含有的分子数为 1 mol，1 L 气体中所含有的气体分子数为(
7、 m n)，可知阿伏加德罗常数可近似表示为 22.4(m n)。7 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/m B2 m/nC m/22.4n D22.4 m/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 gmol1 。M2HCl= =MCl2H 21 mol 2.24 Ln Lm gx gmol 13 ，解之得 x 。1 molm gx gmol 1 22.4 Ln L 22.4mn8肼(N 2H4)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
8、氧水发生反应：N 2H42H 2O2=N24H 2O。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 N 2中含电子总数为 5NAB标准状况下，22.4 L N 2H4中所含原子总数为 6NAC标准状况下，3.2 g N 2H4中含有共价键的总数为 0.6NAD若生成 3.6 g H2O，则上述反应转移电子的数目为 0.2NA解析：选 D。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 项错误；标准状况下肼为液体，22.4 L N2H4的物质的量远大于 1 mol，故所含原子数远大于
9、6NA，B 项错误；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 项错误；反应N2H42H 2O2=N24H 2O 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 项正确。9标准状况下， m g 气体 A 与 n g 气体 B 的分子数目一样多，下列说法不正确的是( )A在任意条件下，若两种分子保持原组成，则其相对分子质量之比为 m nB25 、1.2510 5 Pa 时，两气体的密度之比为 n mC同质量的 A、B 在非标准状
10、况下，其分子数之比为 n mD相同状况下，同体积的气体 A 与 B 的质量之比为 m n解析：选 B。只要在相同条件下气体分子数相同，其物质的量、气体体积必相等，设A、B 的相对分子质量为 MA和 MB，气体密度为 A和 B，分子数为 NA和 NB，相同状况，同体积时其质量为 wA和 wB。对各选项进行分析，A 项， ，则 MA MB m n，正确；BmMA nMB项，两气体的体积相等，则 A B MA MB m n，错误；C 项，摩尔质量越大，单位质量的分子数目越少，等质量的 A、B 气体的分子数与其摩尔质量成反比，即NA NB MB MA n m，正确；D 项，相同状况下，同体积的气体分子
11、数相同，故 A 和 B 等体积时， wA wB MA MB m n，正确。10常温常压下，往某密闭容器中充入两种气体，容器内气体的最终密度为 2.2 gL1 (折算到标准状况)，则充入的气体一定不可能为( )4ANH 3和 HCl BNO 和 O2CHI 和 Cl2 DSO 2和 HCl解析：选 A。由题意得混合气体的平均摩尔质量2.2 gL1 22.4 Lmol1 49.28 gmol 1。A 项，NH 3和 HCl 的摩尔质量分别是 17 gmol1 和 36.5 gmol1 ，不可能是 49.28 gmol1 ；B 项，若生成 NO2和 N2O4的混合物时，符合题意；C 项，Cl 2过量
12、时气体为 Cl2和 HCl，符合题意；D 项，可能为 49.28 gmol1 ，符合题意。二、非选择题11某液体化合物 X2Y4，常用做火箭燃料。16 g X2Y4在一定量的 O2中恰好完全燃烧，反应方程式为 X2Y4(l)O 2(g)=X2(g)2Y 2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物的体积为11.2 L，其密度为 1.25 g/L，则：(1)反应前 O2的体积 V(O2)为_；(2)X2的摩尔质量为_；Y 元素的名称是_。(3)若反应生成 0.1 mol X2，则转移电子的物质的量为_mol。解析：(1)根据化学方程式，参加反应的 O2与生成的 X2的物质的量相等。根据阿伏加德罗定律，
13、则参加反应的 O2也为 11.2 L。(2)生成的 X2的质量为 11.2 L1.25 g/L14 g，故 X2的摩尔质量为 14 g0.5 mol28 g/mol，参加反应的 X2Y4与 O2的物质的量相等，均为 0.5 mol，则 X2Y4的摩尔质量为 32 g/mol，故 Y 为氢元素。16 g0.5 mol(3)由化学方程式可知每生成 1 mol X2转移 4 mol e ，则生成 0.1 mol X2转移电子0.4 mol。答案：(1)11.2 L (2)28 g/mol 氢 (3)0.412卫生部严令禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO 2)等食品添加剂。过氧化钙(CaO 2)是一
14、种安全无毒物质，带有结晶水，通常还含有 CaO。(1)称取 5.42 g 过氧化钙样品，灼热时发生如下反应：2CaO2xH2O=2CaOO 22 xH2O，得到 O2在标准状况下体积为 672 mL，该样品中CaO2的物质的量为_。(2)另取同一样品 5.42 g，溶于适量稀盐酸中，然后加入足量的 Na2CO3溶液，将溶液中 Ca2 全部转化为 CaCO3 沉淀，得到干燥的 CaCO3 7.0 g。样品中 CaO 的质量为_。样品中 CaO2xH2O 的 x 值为_。解析：(1) n(CaO2) n(CaO2xH2O)2 n(O2)2672 mL/22 400 mLmol1 0.06 mol。
15、5(2) n 总 (Ca2 ) n(CaCO3)7.0 g100 gmol 1 0.07 mol，m 原 (CaO)(0.07 mol0.06 mol)56 gmol 1 0.56 g； x(5.42 g0.56 g0.06 mol72 gmol 1 ) 18 gmol1 0.06 mol 。12答案：(1)0.06 mol (2)0.56 g 1213合成氨工业生产中所用的 Fe 催化剂的主要成分为 FeO、Fe 2O3。(1)某 FeO、Fe 2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比 45，其中 Fe2 与 Fe3 物质的量之比为_。(2)当催化剂中 Fe2 与 Fe3 的物质的量之比为 12
16、 时，其催化剂活性最高，此时混合物中铁的质量分数为_(保留 2 位小数)。(3)写出由 C(炭粉)与 Fe2O3在高温下反应制备 Fe 催化剂的化学方程式(另一种产物可溶于水)：_。(4)为制得这种活性最高的催化剂，理论上应向 480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为_，生成实验条件下 CO2的体积为_(假设此实验条件下，气体摩尔体积为 24 Lmol1 )。解析：(1)设 FeO、Fe 2O3分别为 x mol、 y mol，根据铁、氧的物质的量之比得( x2 y)(x3 y)45， x y21，Fe 2 与 Fe3 物质的量之比 x2 y11。(2)根据催化剂中Fe2 与 Fe3 的物质
17、的量之比为 12，可推知，FeO、Fe 2O3的物质的量之比为 11，混合物中铁的质量分数为 0.72。(3)由题给信息知，C(炭粉)会将一部分 Fe2O3还原成35672 160FeO，同时 C(炭粉)被氧化成 CO2。(4)由于催化剂中 Fe2 与 Fe3 的物质的量之比为 12 时，其催化剂活性最高，此时反应后的混合物中，FeO、Fe 2O3的物质的量之比为 11，原料480 g Fe2O3为 3 mol，Fe 2O32FeO，原料中必须有 的 Fe2O3参加反应，即 1 mol Fe2O3参13加反应，理论上要有 0.5 mol C 反应，即 6 g C。生成 CO2为 0.5 mol
18、，在该条件下体积为12 L。答案：(1)11 (2)0.72(3)2Fe2O3C 4FeOCO 2 (4)6 g 12 L= = = = =高 温 14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：3O 2 2O3。= = = = =放 电 (1)若在上述反应中有 30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为_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6_L。(3)实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
19、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)设有 1 mol O2，3O2 2O3 n= = = = =放 电 3 mol 2 mol 1 mol0.3 mol 0.1 mol根据： M 35.6 g/mol。m总n总 32 g0.9 mol(2)3O2 2O3 V= = = = =放 电 3 体积 2 体积 1 体积V(L) 8 L6.5 L1.5 LV3 L。(3)加热条件下，O 3、O 2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为 O2和 O3的总质量。设混合气体中 O2的物质的量为 x，O 3的物质的量为 y，则有 ，解得 ，所以混合气体中臭氧的体x y 0.896 L22.4 L/mol 0.04 mol2x 3y 1.6 g16 g/mol 0.1 mol) x 0.02 moly 0.02 mol)积分数为 50%。答案：(1)35.6 (2)3 (3)50%
