新教材化学人教版必修第一册2020学年：2-3-2+气体摩尔体积作业

一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)
1．下列说法正确的是(C)
A．1 mol H2的质量只有在标准状况下才为2 g
B．标准状况下，1 mol水蒸气的体积大约为22.4 L
C．273 ℃，1.01×105 Pa状态下，1 mol气体体积大于22.4 L
D．0.5 mol O2和0.5 mol N2组成的混合气体体积约为22.4 L
解析：1 mol H2的质量为2 g，与温度、压强无关，A错；标准状况下水蒸气凝结为液体或固体，不是气体，B错；273 ℃高于0 ℃，温度升高气体分子间的距离增大，气体的体积增大，C正确；无论是混合气体还是纯净的气体，在标准状况下，1 mol的体积约为22.4 L，非标准状况下不一定是22.4 L，D错。

2．下列叙述不正确的是(A)
A．10 mL O2与10 mL CO2含有相同的分子数
B．0.5 mol H2O与0.5 mol CO含有相同的分子数
C．同温同压下，10 mL N2和10 mL NO含有相同的原子数
D．1 mol Fe和1 mol Cu在常温下所含的原子数相同，但体积不同
解析：A项，虽然气体体积相同，但没有指明二者是否处在相同条件下，故无法确定分子数是否相同。

B项，二者的物质的量相同，其分子数相同。

C项，该条件下两气体具有相同的分子数，且每个分子都含有2个原子，则原子数也相同。

D项，构成Fe、Cu的粒子大小不同，粒子间距也不同，故1 mol Fe和1 mol Cu的体积不同。

3．下列说法中正确的是(C)
A．SO2的摩尔质量是64 g
B．18 g H2O在标准状况下的体积等于22.4 L
C．在标准状况下，20 mL NH3与60 mL O2所含的分子数之比为1∶3
D．质量比为16∶1的O2和H2体积相同
解析：A项SO2的摩尔质量是64 g/mol，单位错误；B项18 g H2O在标准状况下为液体，体积大约是18 mL，错误；C项在标准状况下，20 mL NH3与60 mL O2所含的分子数之比为1∶3，根据阿伏加德罗定律可知，正确；D项质量比为16∶1的O2和H2物质的量相同，同温同压下体积才相同，D项错误。

4．由CH4和O2组成的混合气体在标准状况下的密度为1 g·L－1，则该混合气体中的CH4和O2的体积比为(D)
A．2∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶2
解析：CH4和O2组成的混合气体在标准状况下的密度为1 g·L－1，则混合气体的平均相
对分子质量为22.4。

设CH 4和O 2的物质的量分别为x 、y ，则16x ＋32y x ＋y
＝22.4，可得x ∶y ＝3∶2，相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，则该混合气体中CH 4和O 2的体积比为3∶2，D 项正确。

5．下列两种气体的分子数一定不相等的是( D )
A ．质量相等、密度不等的N 2和C 2H 4
B ．等体积、等密度的CO 和
C 2H 4
C ．等温、等压、等体积的O 2和N 2
D ．常温常压下，等质量的NO 和CO
解析：A 项，二者的摩尔质量均为28 g·mol －
1，由n ＝m /M 可知，质量相等，则物质的量相等，所含分子数相等；B 项，根据m ＝ρV 可知，相同体积、相同密度的CO 和C 2H 4的质量相等，又因二者的摩尔质量相同，则由n ＝m /M 可知，二者的物质的量相等，所含分子数相等；C 项，相同温度、相同压强、相同体积的氧气和氮气的物质的量相等，则所含分子数相等；D 项，相同质量的NO 和CO ，二者的摩尔质量分别为30 g·mol －1、28 g·mol －1，根据n ＝m /M 可知，二者的物质的量不相等，则含有的分子数不相等。

6．下列叙述正确的是( D )
A ．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量一定相等
B ．不同的外界条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数不一定相等
C ．14 g 一氧化碳气体一定比20 g 氧气的体积小
D ．相同条件下的一氧化碳气体和氮气，若体积相等，则分子数相等
解析：A 项，“物质”改为气体才正确；B 项，物质的量相同，则分子数相同，与外界条件无关；C 项，虽然14 g CO 比20 g O 2的物质的量小，但若在不同条件下，无法判断体积的大小；D 项，相同条件下的不同气体，若体积相等，则分子数相等，正确。

7．在两个容积相同的容器中，一个盛有NH 3气体，另一个盛有H 2和O 2的混合气体。

在同温同压下，两容器内的气体不可能具有相同的( A )
A ．原子数
B ．分子数
C ．质量
D ．电子数
解析：同温同压下相同体积的气体，具有相同的物质的量和分子数；由于NH 3、H 2、O 2含有原子数不等，故原子数不可能相同；NH 3、H 2、O 2的相对分子质量分别为17、2、32，H 2、O 2的混合气体的平均摩尔质量可能为17 g·mol －1，故气体的质量可能相同；NH 3、H 2、O 2含有电子数分别为10、2、16，H 2、O 2混合气体中分子含有电子数平均数可能为10，故气体可能具有相同电子数。

8．设N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( A )
A ．标准状况下，22.4 L 以任意比混合的氧气和二氧化碳气体，所含的分子数为N A
B ．标准状况下，1 L 汽油(分子式为
C 8H 18)完全燃烧后，生成气体产物的分子数为
8N A /22.4
C ．标准状况下，1 L SO 3所含分子数为N A /22.4
D ．标准状况下，8.96 L 以任意比混合的氢气和一氧化碳气体，在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.4N A
解析：标准状况下，1 mol 任何气体(包括混合气体)的体积均为22.4 L ，A 项正确；B 、C 项，标准状况下汽油是液体，SO 3是固体，不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，
B 、
C 项错误；由2H 2＋O 2=====点燃2H 2O 、2CO ＋O 2=====点燃2CO 2知，H 2、CO 不管怎样混合，参
加反应的O 2的体积均是混合气体体积的一半，为4.48 L ，则O 2的物质的量是0.2 mol ，分子数为0.2 N A ，D 项错误。

9．标准状况下，体积为1 L 的密闭容器中恰好可盛放n 个N 2分子和m 个H 2分子，则阿伏加德罗常数的值可近似表示为( A )
A ．22.4(m ＋n )
B ．22.4×6.02×1023(m ＋n )
C ．m ＋n
D ．22.4(m ＋n )/(6.02×1023)
解析：1 L 容器中所含气体分子数为n ＋m ，又知标准状况下，22.4 L 容器中所含气体分
子数为N A ，则可得1n ＋m ＝22.4N A ，解得N A ＝22.4(m ＋n )。

10．已知m g A 和n g B 所含分子数相同，则下列说法不正确的是( C )
A ．标准状况下，同体积的气体A 、
B 的质量比为m ∶n
B ．25 ℃下，同质量的气体A 、B 的分子数比为n ∶m
C ．同温同压下，气体A 、B 的密度比为n ∶m
D ．相同状况下，同质量的气体A 、B 的体积比为n ∶m
解析：由A 、B 气体的分子数相同知，两气体的物质的量相等，则此时M A M B ＝m A m B
＝m n ，A 项正确；同质量的A 、B 的物质的量之比n A n B ＝M B M A ＝n m
，即分子数之比为n ∶m ，相同状况下，体积比为n ∶m ，B 、D 项正确；同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质
量之比，即ρA ρB ＝M A M B ＝m n
，C 项不正确。

11．下列叙述正确的是( C )
①2 mol 氢原子 ②1 mol Al 3＋ ③常温常压下，V m ＝22.4 L·mol －
1
④NH 3的摩尔质量是17 g ⑤c (Na 2SO 4)＝2.0 mol·L －1
A ．②③④
B ．①④⑤
C ．①②⑤
D ．①③④ 解析：解答本题的关键是正确使用化学用语，掌握不同物理量单位的使用。

③标准状况下，V m ＝22.4 L·mol －1。

④摩尔质量的单位为g·mol －
1。

①②⑤表述正确。

12．下列叙述中正确的是( D )
①标准状况下，1 L HCl 和1 L H 2O 的物质的量相同
②标准状况下，1 g H 2和14 g N 2的体积相同
③28 g CO 的体积为22.4 L
④两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
⑤在同温同体积时，气体物质的物质的量越大，则压强越大
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 ．①②③
B ．④⑤⑥
C ．②③⑥
D ．②⑤⑥
解析：①标准状况下，H 2O 为液态，不能根据气体摩尔体积计算其物质的量，错误；②标准状况下，1 g H 2和14 g N 2的物质的量都为0.5 mol ，故体积相同，正确；③非标准状况下，28 g CO 的体积可能不是22.4 L ，错误；④只有两种物质在标准状况下都是气体时，才能满足两者的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同，该物质的状态不一定是气体，错误；⑤根据阿伏加德罗定律的推论，可知在同温同体积时，气体物质的物质的量越大，则压强越大，正确；⑥根据阿伏加德罗定律的推论，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。

二、非选择题(共52分)
13．(9分)如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a 、b 分成甲、乙两室；标准状况下，在乙室中充入0.4 mol HCl ，甲室中充入NH 3、H 2的混合气体，静止时隔板位置如图所示。

已知甲、乙两室中气体的质量差为7.0 g 。

(1)甲室中气体的质量为7.6 g 。

(2)甲室中NH 3、H 2的物质的量之比为1∶1。

(3)将隔板a 去掉，当HCl 与NH 3充分反应生成NH 4Cl 固体后，隔板b 将位于刻度“2”处(填数字，不考虑固体物质产生的压强)。

解析：根据密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板分隔成甲、乙两室，故两室中可视为同温、同压状况，根据阿伏加德罗定律及推论，甲室中气体物质的量为n (NH 3)＋n (H 2)＝2n (HCl)＝0.8 mol 。

(1)甲室中气体的质量m ＝36.5 g·mol －1×0.4 mol －7.0 g ＝7.6 g 。

(2)设甲室中含有x mol NH 3，y mol H 2。

⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋y ＝0.817x ＋2y ＝7.6⇒⎩⎪⎨⎪⎧
x ＝0.4y ＝0.4⇒x ∶y ＝1∶1。

(3)隔板a 去掉后，0.4 mol NH 3和0.4 mol HCl 恰好完全反应生成NH 4Cl 固体，此时容
器中气体只有0.4 mol H 2。

活动隔板b 所处位置即气体体积数，由n 1n 2＝V 1V 2，0.41.2＝V 6
，V ＝2。

14．(9分)(1)相同条件下，某容器共收集到1体积CO 2、3体积H 2，该容器中CO 2、H 2的物质的量之比是1∶3；若该容器收集的CO 2、H 2两种气体所含分子数相等，则CO 2、H 2的质量之比是22∶1。

(2)44 g M 和49 g N 恰好完全反应生成76 g B 和一定量的气体F 。

若F 的相对分子质量为34，则标准状况下F 的体积为11.2 L 。

(3)已知A 是二价金属，82 g 该金属的硝酸盐中含有6.02×1023个硝酸根离子，则该硝酸盐的摩尔质量为164 g·mol －1。

解析：(1)相同条件下，CO 2和H 2的体积之比等于物质的量之比；两种气体所含分子数相同，即二者物质的量相同，则质量之比等于摩尔质量之比，为44∶2＝22∶1。

(2)根据质量守恒可求出m (F)＝44 g ＋49 g －76 g ＝17 g ，n (F)＝
17 g 34 g·mol －1＝0.5 mol ，在标准状况下V (F)＝0.5 mol×22.4 L·mol －1＝11.2 L 。

(3)该硝酸盐的化学式为A(NO 3)2，n (NO －3)＝1 mol ，即82 g
A(NO 3)2为0.5 mol ，则M [A(NO 3)2]＝82 g 0.5 mol
＝164 g·mol －1。

15．(9分)根据下列数据确定元素X 的相对原子质量。

(1)1.01×105 Pa 、0 ℃时气态单质X n 的密度为d g/L ，则X 的相对原子质量为22.4d n。

(2)相同状况下，一定体积的X 的气态氢化物H m X 的质量是等体积NH 3的2倍。

则X 的相对原子质量为34－m 。

(3)a 个X 原子的总质量为b g ，则X 的相对原子质量可表示为b a
N A (设N A 表示阿伏加德罗常数的值)。

解析：(1)根据公式：M ＝d g/L×V m 可知，标准状况下X n 的相对分子质量为22.4d ，则X
的相对原子质量为22.4d n。

(2)H m X 的相对分子质量为17×2＝34，则X 的相对原子质量为(34－m )。

(3)一个X 原子的质量为b a g,1 mol X 的质量为b a g·N A ，则X 的相对原子质量为b a
N A 。

16．(9分)一定量的液态化合物XY 2，在一定量的O 2中恰好完全燃烧，反应方程式为XY 2(l)＋3O 2(g)点燃,XO 2(g)＋2YO 2(g)。

冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是672 mL ，密度是2.56 g·L －
1。

(1)反应前O 2的体积是672 mL(标准状况下)。

(2)化合物XY 2的摩尔质量是76 g·mol －1。

(3)若XY 2分子中X 、Y 两元素质量比是3∶16，则X 、Y 两元素分别是C 和S(填元素符号)。

解析：(1)观察反应方程式，因XY 2为液态，由反应前后体积不变，知V (O 2)＝672 mL 。

(2)根据质量守恒定律，有：m(XY2)＝0.672 L×2.56 g·L－1－32 g·mol－1×0.672 L
22.4 L·mol－1
≈0.76 g。

故M(XY2)＝0.76 g
0.01 mol＝76 g·mol
－1。

(3)由A r X
2A r Y＝
3
16及A r(X)＋2A r(Y)＝76，解得：A r(X)＝12，A r(Y)＝32。

故X为C元
素，Y为S元素。

17．(16分)某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)的气体摩尔体积，该小组设计的简易实验装置如下图所示：
该实验的主要操作步骤如下：
①用100 mL容量瓶(填仪器名称)配制100 mL、1.0 mol·L－1的盐酸；
②量取10.0 mL 1.0 mol·L－1的盐酸加入锥形瓶中；
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为0.12；
④往广口瓶中装入足量水，按上图连接好装置，检查装置的气密性；
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL。

请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
(1)实验步骤④中检查装置气密性的方法是两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿，如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置气密性良好。

(2)实验步骤⑤中应选用B的量筒。

A．100 mL B．200 mL C．500 mL
读数时除恢复到室温外，还要注意量筒内的液面与广口瓶内液面相平。

(3)若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积V m＝0.2V L·mol－1；若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果偏小(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

解析：①容量瓶的选用要注意标明规格，故应用100 mL容量瓶；③因HCl的物质的量为0.01 mol，由反应Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑知，HCl可与0.005 mol Mg完全反应，为保证HCl完全反应，故镁应不少于0.005 mol×24 g·mol－1＝0.12 g。

(1)本装置可与制氢气的装置联系，用微热法检查装置的气密性。

(2)实验中产生的气体在标准状况下的体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL，考虑到室温时气体的体积大于此值，且仪器规格越接近实际测量值，误差越小，故选B。

读数时注意量筒内的液面与广口瓶中液面相平，保证气
压相等。

(3)V m是气体的体积(排出水的体积)与气体的物质的量之比。

若未除去表面的氧化膜，导致氧化膜消耗盐酸且使镁的质量减小，从而放出H2的体积变小，则V m偏小。