课时作业26：物质的量 气体摩尔体积

第1讲物质的量气体摩尔体积
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1.下列说法中正确的是()
A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位
B.阿伏加德罗常数是0.12 kg 12C中含有的碳原子数
C.1 mol水分子中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子
D.一个NO分子的质量是a g，一个NO2分子的质量是b g，则氧原子的摩尔质量是(b－a) g·mol－1
答案C
解析摩尔是物质的量的单位，故A错误；0.012 kg12C中含有的碳原子数为阿伏加德罗常数，故B错误；一个水分子含有2个氢原子和1个氧原子，因此1 mol H2O分子中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子，故C正确；一个NO分子的质量是a g，一个NO2分子的质量是b g，则一个氧原子的质量为(b－a) g，氧原子的摩尔质量为(b－a)N A g/mol，故D错误。

2.一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物中含有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.该温度和压强可能是标准状况
B.若标准状况下该纯净物为气体，则其体积约是22.4 L
C.每个该气体分子含有2个原子
D.若O2在该条件下为气体，则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L
答案A
解析 1 mol气态物质在标准状况下的体积为22.4 L，故该温度和压强不可能是标准状况，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，C项正确；根据题意，在此温度和压强条件下，V m＝30 L·mol－1，D项正确。

3．(2021·1月湖北学业水平选择考适应性测试，3)N A为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是()
A．1 mol H2S分子中，S原子的价层电子对数目为4N A
B．标准状况下，2.24 L环己烷的分子数为0.1N A
C．1 L 0.01 mol·L－1溶液中，和
的离子数目之和为0.01N A
D．电极反应LiFePO4－x e－===x Li＋＋Li1－x FePO4，每转移1 mol电子释放2N A个Li＋
答案A
解析A．H2S中的价层电子对数为：6－2×1
2＋2＝4，则1 mol H2S分子中，S
原子的价层电子对数目为4N A，正确；B.环己烷在标准状况下是液态，错误；C.
溶于水电离出的既可以水解，又能电离，溶液中
存在的含C粒子有，它们三者的离子数目之和为0.01N A，错误；D.根据电极反应式，每转移1 mol 电子释放N A个Li＋，错误。

4.(2020·陕西咸阳市高三模拟)设N A为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是()
A.1.8 g NH＋4含有的电子数为N A
B.1 L 1 mol·L－1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2N A
C.标况下，22.4 L NO与11.2 L O2充分反应后，生成物的分子总数为N A
D.50 mL 18 mol·L－1的浓硫酸与足量的铜片共热，生成SO2的分子数为0.45N A
答案A
解析一个NH＋4含有10个电子，1.8 g NH＋4为0.1 mol，因此1.8 g NH＋4含有电子的物质的量为1 mol，数目为N A，故A正确；1 L 1 mol·L－1的NaAlO2水溶液
中n (NaAlO 2)＝1 L ×1 mol·L －1＝1 mol ，NaAlO 2中含有的氧原子物质的量为2 mol ，溶液中水分子也含有氧原子，因此溶液中氧原子物质的量大于2 mol ，氧原子数目大于2N A ，故B 错误；标准状况下，22.4 L NO 为1 mol ，11.2 L O 2为0.5 mol ，发生2NO ＋O 2===2NO 2，即生成1 mol NO 2，由于2NO 2 N 2O 4，因此生成物的分子总数小于N A ，故C 错误； 50 mL 18 mol·L －1的浓硫酸n (H 2SO 4)＝0.05
L ×18 mol·L －1＝0.9 mol ，与足量的铜片共热，根据Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4
＋SO 2↑＋2H 2O 和浓硫酸反应过程中浓度变小，稀硫酸不与铜反应，因此生成SO 2的分子数小于0.45 N A ，故D 错误。

5.(2020·江西吉安市一模)已知N A 是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
( )
A.32 g S 8与S 6()的混合物中所含共价键数目为N A
B.1 L 0.1 mol·L －1 H 2C 2O 4溶液中含C 2O 2－4离子数为0.1N A
C.2 mol NO 与2 mol O 2在密闭容器中充分反应，转移的电子数为8N A
D.标准状况下 22.4 L 氯气与甲烷的混合气体，光照时充分反应生成HCl 分子数为N A
答案 A
解析 每个S 8与S 6()分子中分别含有8个和6个S—S 键，1个S 对
应1个S—S 共价键，由于32 g S 8与S 6(
)的混合物中含硫原子为1 mol ，则该混合物中含1 mol S—S 键，A 选项正确；因为草酸是弱电解质，部分电离
出C 2O 2－4，所以1 L 0.1 mol·L －1 H 2C 2O 4溶液含C 2O 2－4离子数小于0.1N A ，B 选项错误；2 mol NO 与2 mol O 2在密闭容器中充分反应，O 2过量，转移的电子数为4N A ，C 选项错误；由于无法知道氯气、甲烷各为多少量，所以生成HCl 分子数无法计算，D 选项错误。

6.(2020·湖南益阳市高三期末)设N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列叙述正确的是
( )
A.标准状况下，11.2 L Cl 2溶于水生成Cl －的数目为0.5N A
B.常温常压下，3.4 g 羟基(—OH)所含的电子数目为1.8N A
C.等物质的量的Al 分别与足量盐酸和NaOH 溶液反应，转移的电子数均为3N A
D.25 ℃时，1 L pH＝8的CH3COONa溶液中，水电离出的OH－数目为10－8N A 答案B
解析标准状况下，11.2 L Cl2为n＝V
V m＝
11.2 L
22.4 L/mol＝0.5 mol，氯气与水的反应
是可逆反应，故0.5 mol氯气溶于水生成氯离子的数目小于0.5N A，故A错误；3.4
g羟基为n＝m
M＝
3.4 g
17 g/mol＝0.2 mol，一个羟基含有9个电子，电子数为0.2N A×9
＝1.8N A，故B正确；由于铝的物质的量未知，故无法计算转移的电子数，故C
错误；D.根据水的离子积可知，c(OH－)＝
K W
c（H＋）＝
10－14
10－8
mol·L－1＝10－6 mol·L－
1，因此1 L溶液水电离出的n(OH－)＝cV＝10－6mol，醋酸钠溶液中的氢氧根离子全部来自水的电离，故水电离出的OH－数目为10－6N A，故D错误。

7.如图，在一个容积固定的恒温容器中，有两个可左右滑动的密封隔板，在A、
B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体，当隔板静止时，A、C内的气体密度相等。

下列说法不正确的是()
A.物质的量：n(X)<n(CO2)<n(Y)
B.分子数目：N(X)＝N(Y)
C.气体的体积：V(X)＝V(Y)
D.摩尔质量：M(X)＝M(Y)
答案A
解析当隔板静止时，表示隔板两侧气体的压强相等，容器恒温，所以处于同温同压的环境，同温同压下，气体的密度比等于其摩尔质量的比，A、C内的气体密度相等，所以气体X、Y的摩尔质量相等。

题目中通入的三种气体的质量相等，所以X、Y物质的量一定相等，选项A错误；X、Y物质的量一定相等，即分子数相等，选项B正确；X、Y物质的量一定相等，同温同压下体积一定相等，选项C正确；气体X、Y的摩尔质量相等，选项D正确。

8.(2020·安徽淮北市高三一模)用N A表示阿伏加德罗常数的值。

下列有关说法正确的是()
A.1 mol氮气与3 mol氢气反应，生成的氨分子数目为2N A
B.1.0 mol·L－1 Na2SO3水溶液中含有的硫原子数目为N A
C.电解饱和食盐水，当阴极产生11.2 L H2时，转移的电子数为N A
D.常温下，3 L 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液所含Fe3＋数目小于0.3N A
答案D
解析氮气与氢气反应为可逆反应，不能进行到底，所以1 mol氮气与3 mol氢气反应，生成的氨分子数目小于2N A，故A错误；溶液体积未知，无法计算S 原子个数，故B错误；气体状况未知，无法计算其物质的量，故无法计算电子转移数，故C错误；三价铁离子在水溶液中部分水解，所以常温下，3 L 0.1 mol·L －1 FeCl3溶液所含Fe3＋数目小于0.3N A，故D正确。

二、选择题（每小题有一个或两个选项符合题意）
9.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。

下列叙述正确的是()
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1
D.6 g偏二甲肼含有0.1N A个偏二甲肼分子
答案BD
解析A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，错误；B项，6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为1 mol，质量为60 g，正确；C错误；D项，6 g偏二甲肼的物质的量
为6 g
60 g·mol－1＝0.1 mol，分子数为0.1N A
，正确。

10.(2020·河南信阳市罗山县高三一调)下列条件下，两瓶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H2和N2
C.同体积、同密度的C2H4和C3H6
D.同压强、同体积的N2O和CO2
答案AC
解析N2与CO摩尔质量相同，同质量的N2、CO物质的量相同，分子数相同，原子数相同，A正确；气体体积受温度和压强的影响，同温同体积的H2和N2，
因为压强未知，所以两种气体的物质的量不一定相同，所含分子数不一定相同，导致所含原子数不一定相同，故B 错误；同体积同密度的C 2H 4和C 3H 6，两种气
体的质量相同，由N ＝nN A ＝m M ×N A 结合分子构成知，所含原子数相同，故C 正
确；气体体积受温度和压强的影响，因为温度未知，所以同压同体积的N 2O 和CO 2，两种气体的物质的量不一定相等，所含分子数不一定相等，导致所含原子数不一定相等，故D 错误。

11.设N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是( )
A.4.6 g C 2H 6O 含有的C—H 键数目为0.6N A
B.1 mol Zn 和一定量的浓硫酸反应一定生成N A 个SO 2分子
C.1 L 0.1 mol·L －1的Na 2CO 3溶液中HCO －3和CO 2－3的数目之和为0.1N A
D.C 4H 8和C 3H 6的混合物的质量为a g ，所含C—H 键数目为aN A 7
答案 D
解析 4.6 g C 2H 6O 的物质的量为0.1 mol ，其结构简式可能为CH 3OCH 3或CH 3CH 2OH ，则4.6 g C 2H 6O 中含有的C—H 键数目为0.6N A 或0.5N A ，A 错误；Zn 和浓硫酸反应到一定程度时，浓硫酸变稀硫酸，Zn 和稀硫酸反应生成氢气，
则反应不一定生成N A 个SO 2分子，B 错误；Na 2CO 3溶液中存在CO 2－3的水解平
衡，根据物料守恒知H 2CO 3、HCO －3和CO 2－3的数目之和为0.1N A ，C 错误；C 4H 8
和C 3H 6的最简式均为CH 2，a g 二者混合物的物质的量为a 14 mol ，所含C—H 键
数目为aN A 7，D 正确。

12.设N A 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，22.4 L 的H 2和22.4 L 的F 2混合后，气体分子数为2N A
B.30 g 乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2N A
C.常温下pH ＝12的NaOH 溶液中，水电离出的氢离子数为10－12N A
D.标准状况下，2.24 L C 2H 6含有的共价键数为0.6N A
答案 B
解析 H 2与F 2混合后恰好完全反应生成HF ，标准状况下，HF 是液体，反应后没有气体，故A 错误；乙酸和葡萄糖的最简式均为CH 2O ，相对分子质量为30，30 g 乙酸和葡萄糖混合物中的氢原子数为2N A ，故B 正确；常温下pH ＝12的
NaOH 溶液，由于缺少溶液的体积，水电离出的氢离子没法计算，故C 错误；1 mol C 2H 6含有7 mol 共价键，标准状况下，2.24 L C 2H 6含有的共价键数为0.7N A ，故D 错误。

三、非选择题
13.标准状况下，在乙室中充入1.2 mol HCl ，甲室中充入NH 3、H 2的混合气体，静止时活塞如图。

已知甲室中气体的质量比乙室中气体的质量少33.8 g 。

请回答下列问题：
(1)甲室中气体的物质的量为________ mol 。

(2)甲室中气体的质量为________ g 。

(3)甲室中NH 3、H 2的物质的量之比为________，质量之比为________。

(4)如果将活塞a 去掉，当HCl 与NH 3完全反应后，活塞b 将静止于刻度“________”(填数字)处。

答案 (1)2 (2)10 (3)1∶4 17∶8 (4)6
解析 (1)由题图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3，故其物质的量之比也为5∶3，所以甲室中气体为2 mol 。

(2)HCl 气体的质量为1.2 mol ×36.5 g·mol －1＝43.8 g ，则甲室中气体的质量为43.8 g －33.8 g ＝10 g 。

(3)设氨气的物质的量为x ，氢气的物质的量为y ，可得
⎩⎨⎧x ＋y ＝2 mol 17 g·mol －1×x ＋2 g·mol －1×y ＝10 g
解得x ＝0.4 mol ，y ＝1.6 mol ，所以氨气和氢气的物质的量之比＝0.4 mol ∶1.6 mol ＝1∶4，其质量之比＝1×17∶4×2＝17∶8。

(4)甲室中NH 3的物质的量为0.4 mol ，能与0.4 mol HCl 反应，剩余气体为2.4 mol ，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，所以活塞b 会移至“6”处。

14.合成氨工业生产中所用的α­Fe 催化剂的主要成分为FeO 、Fe 2O 3。

(1)某FeO 、Fe 2O 3混合物中，铁、氧原子的物质的量之比4∶5，其中Fe 2＋与Fe 3＋物质的量之比为________。

(2)当催化剂中Fe 2＋与Fe 3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时
混合物中铁的质量分数为________。

(3)写出由C(炭粉)与Fe 2O 3在高温下反应制备α­铁触媒的化学方程式(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 Fe 2O 3粉末加入炭粉的质量为________，生成实验条件下CO 2的体积为________(假设此实验条件下，气体摩尔体积为24 L·mol －1)。

答案 (1)1∶1 (2)72%
(3)2Fe 2O 3＋C=====高温4FeO ＋CO 2↑ (4)6 g 12 L
解析 (1)设FeO 、Fe 2O 3分别为x mol 、y mol ，根据铁、氧原子物质的量之比得：(x ＋2y )∶(x ＋3y )＝4∶5，x ∶y ＝2∶1，Fe 2＋与Fe 3＋物质的量之比＝x ∶2y ＝1∶1。

(2)根据催化剂中Fe 2＋与Fe 3＋
的物质的量之比为1∶2，可推知，FeO 、Fe 2O 3的物质的量之比为1∶1，混合物中铁的质量分数为3×5672＋160
×100%≈72%。

(3)由题给信息知，C(炭粉)会将一部分Fe 2O 3还原成FeO ，同时C(炭粉)被氧化成CO 2。

(4)由于催化剂中Fe 2＋与Fe 3＋的物质的量之比为1∶2时，其催化剂活性最高，此时反应后的混合物中，FeO 、Fe 2O 3的物质的量之比为1∶1，原料480 g Fe 2O 3的物
质的量为3 mol ，Fe 2O 3～2FeO ，原料中必须有13的Fe 2O 3参加反应，即1 mol Fe 2O 3
参加反应，理论上要有0.5 mol C 反应，即6 g C ，生成CO 2为0.5 mol ，在该条件下体积为12 L 。

15.如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X 的化学式。

在注射器A 中装有240 mL 气体X ，慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B ，使之完全反应，得到下面的实验结果：
实验前B 管重20.32 g ，实验后B 管重20.00 g ，B 管中的黑色粉末变成红色粉末。

在C 管中收集到的无色液体是水；在注射器D 中收集的气体是氮气。

试回答下列问题：
(1)X 气体是由________和________元素组成的。

(2)若240 mL X 气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g 。

根据实验时温度和压强计算1 mol X 气体的体积是24000 mL ，则X 的摩尔质量是________ g·mol －1。

(3)通过计算，确定X 的化学式为________________________。

(4)写出B 中发生反应的化学方程式(X 在该条件下不发生分解反应)：__________________________________。

答案 (1)N(氮)、H(氢) (2)32 (3)N 2H 4 (4)2CuO ＋N 2H 4=====△2Cu ＋N 2＋2H 2O
解析 (1)由题意分析知B 管中发生的反应为X ＋CuO ――→△Cu ＋N 2＋H 2O 可推知
X 由N 、H 两种元素组成。

(2)240 mL X 的物质的量为240 mL/24 000 mL·mol －1＝0.01 mol ，其中m (N)＝0.28
g ，m (H)＝20.32 g －20.00 g 16 g·mol
－1×2×1 g·mol －1＝0.04 g ，故X 的摩尔质量为0.28 g ＋0.04 g 0.01 mol
＝32 g·mol －1。

(3)n （N ）n （H ）＝0.28 g 14 g·mol －1∶0.04 g 1 g·mol －1
＝1∶2，则X 的最简式为NH 2，最简式量为16，故3216＝2，推知X 的化学式为N 2H 4。