气体摩尔体积

物质的量气体摩尔体积
时间：45分钟
一、选择题
1．(2016·长沙模拟)下列物质中，与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的物质是()
A．18.9 g HNO3B．3.612×1023个HCl分子
C．0.1 mol NH4HSO4D．4.48 L CH4(标准状况)
答案：B
解析：0.3 mol H2O含氢原子0.6 mol。

A项，硝酸的物质的量为0.3 mol，含氢原子为0.3 mol；B项，HCl的物质的量为0.6 mol，含氢原子0.6 mol；C项，含氢原子为0.5 mol；D项，CH4的物质的量为0.2 mol，含氢原子为0.8 mol。

2．下列说法中正确的是()
A．1 mol O2的质量和O2的摩尔质量都是32 g
B．1 mol任何气体中都含有相同的原子数
C．0.5 mol NaCl约含有6.02×1023个离子
D．22.4 L CO2气体中含有3N A个原子
答案：C
解析：O2的摩尔质量为32 g·mol－1，A错误；气体有单原子分子如He，双原子分子如O2，三原子分子如O3，五原子分子如CH4等，B错误；0.5 mol NaCl中含的阴阳离子各有0.5 mol，离子总数为1 mol，C正确；未指明气体所处的条件，无法计算其物质的量，D错误。

3．下列有关气体体积的叙述中，正确的是()
A．在一定的温度和压强下，各种气态物质体积的大小由气体分
子的大小决定
B．在一定的温度和压强下，各种气态物质体积的大小由物质的量的多少决定
C．不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数一定不同
D．气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L
答案：B
解析：决定物质体积的因素：①微粒数的多少，②微粒本身的大小，③微粒间的距离。

对于气体物质，在一定温度和压强下，分子间的距离几乎相等，其体积的大小主要由分子数的多少来决定，A错误、B正确；气体的体积随温度和压强的变化而变化。

体积不同的气体，在不同的条件下，其分子数可能相同，也可能不同，C错误；气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积，其大小是不确定的，会随着温度、压强的变化而变化，在标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L/mol，D错误。

4．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描述正确的是()
a．体积②>③>①>④B．密度②>③>④>①
c．质量②>③>①>④D．氢原子个数①>③>④>②
A．abc B．bcd
C．cbd D．abcd
答案：D
解析：先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量，然后再比较它们的体积、密度等。

标准状况下6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol，然后进行比较即可得出结论。

5．将a g 二氧化锰粉末加入c L b mol·L －1的浓盐酸中加热完全溶解，反应中转移电子d 个，设N A 为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A ．可以收集到氯气22.4b 2N A
L B ．反应后溶液中的Cl －数目为2aN A 87
C ．N A 可表示为87d 2a
D ．反应后溶液中的H ＋数目为bc －2d
答案：C
解析：A 项，标准状况下Cl 2为d 2×22.4 L ；B 项，反应后Cl －数
目为bc －d ；C 项，a 87×2·N A ＝d ，N A ＝87d 2a ；D 项反应后H ＋数目为
bc －a 87×4。

6．下列说法中正确的是( )
A ．22.4 L 二氧化碳的质量一定大于22.4 L 一氧化碳的质量
B ．同温、同压、同体积的一氧化碳和乙烯含有的质子数相同
C ．等体积、等密度的CO 和C 2H 4所含原子数相等
D ．等质量的①CH 4、②H 2、③HCl 、④SO 2，在标准状况下所占体积由大到小的排列顺序是②>①>③>④
答案：D
解析：A 选项没有标明温度、压强，所以二氧化碳的质量可能比一氧化碳的小，错误；B 选项，1 mol CO 含有14 mol 质子，1 mol C 2H 4含有16 mol 质子，错误；C 选项，CO 和C 2H 4质量相等，物质的量相等，C 2H 4所含原子数多，错误；D 选项，假设四种气体的质量均
为 1 g ，所以n (H 2)＝ 1 g 2 g·mol －1、n (CH 4)＝ 1 g 16 g·mol －1
、n (HCl)＝1 g 36.5 g·mol －1、n (SO 2)＝ 1 g 64 g·mol －1
，正确。

7．(2015·新课标Ⅰ)N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是( )
A ．18 g D 2O 和18 g H 2O 中含有的质子数均为10N A
B ．2 L 0.5 mol·L －1亚硫酸溶液中含有的H ＋离子数为2N A
C ．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol 氧气转移的电子数为 0.2N A
D ．密闭容器中2 mol NO 与1 mol O 2充分反应，产物的分子数为2N A
答案：C
解析：考查阿伏加德罗常数与微粒数的关系判断。

A ．D 和H 的质量数不同，则18 g D 2O 和18 g H 2O 的物质的量不同，所以含有的质子数不同，错误；B.亚硫酸为弱酸，在水溶液中不完全电离，所以溶液中氢离子数目小于2N A ，错误；C.过氧化钠与水反应生成氧气，氧气的来源为－1价的O 元素，所以生成0.1 mol 氧气时转移电子0.2N A ，正确；D.NO 与O 2反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2N A ，错误。

答案选C 。

8．(2015·四川)设N A 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
( )
A ．2.0 g H 182O 与D 2O 的混合物中所含中子数为N A
B ．常温常压下，4.4 g 乙醛所含σ键数目为0.7N A
C ．标准状况下，5.6 L CO 2与足量Na 2O 2反应转移的电子数为 0.5N A
D．50 ml 12 mol/L盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3N A 答案：A
解析：A.H182O与D2O的相对分子质量均为20，且所含有中子数均为10个，A正确；B.4.4 g乙醛为0.1 mol，每个乙醛分子6个σ键，应为0.6N A，B错误；C项，由2Na2O22e－＋2CO2===2Na2CO3＋O2可得关系式CO2～e－，所以标准状况下5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移电子数为0.25N A；D.浓盐酸反应变稀且具有挥发性，实际反应的盐酸小于0.6 mol，故转移的电子数小于0.3N A，D错误。

答案选A。

9．(2016·陕西宝鸡一模)设N A为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是()
A．1.8 g重水(D2O)中含有的质子数和电子数均为1.0N A
B．0℃、1个标准大气压下，22.4 L NO和22.4 L O2混合后，所得气体中的分子总数为1.5N A
C．含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子数为2N A
D．将11.2 L Cl2通入足量的石灰乳中制备漂白粉，转移的电子数为0.5N A
答案：C
解析：D2O的摩尔质量为20 g·mol－1,1.8 g重水的物质的量小于0.1 mol，A项错误；NO与O2发生反应2NO＋O2===2NO2，生成1.0 mol NO2、剩余0.5 mol O2，而NO2能够发生反应2NO2 N2O4，故混合气体的总物质的量小于1.5 mol，B项错误；一个硅原子可以形成4条Si—O键，且一个氧原子结合两个硅原子，C项正确；未指明Cl2所处的温度和压强，则11.2 L Cl2的物质的量不能确定，D项错误。

10．(2016·上海浦东预测)
右图是氨气与氯化氢反应的装置。

抽走玻璃片充分反应，反应中有关物理量的描述中正确的是(N A 表示阿伏加德罗常数)( )
A ．气体反应物的总体积为0.224 L
B ．生成物的分子个数为0.005N A
C ．产物中的N —H 键个数为0.02N A
D ．加水溶解后所得溶液中NH ＋
4数目为0.005N A
答案：C
解析：A 项，生成0.005 mol 的NH 4Cl ，NH 4Cl 为固态，错误；B 项，生成物为离子化合物NH 4Cl ，不存在分子，错误；D 项，NH ＋
4部
分水解，错误。

11．(2014·四川)设N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是( )
A ．高温下，0.2 mol Fe 与足量水蒸气反应，生成的H 2分子数目为0.3 N A
B ．室温下，1 L pH ＝13的NaOH 溶液中，由水电离的OH －离子数目为0.1 N A
C ．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2 N A
D ．5NH 4NO 3=====△2HNO 3＋4N 2↑＋9H 2O 反应中，生成28 g N 2
时，转移的电子数目为3.75 N A
答案：D
解析：本题考查了阿伏加德罗常数的应用。

铁在高温下与水蒸气
反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)===Fe3O4＋4H2,0.2 mol Fe生成H2
的分子数为0.27 N A，A项错误；该NaOH溶液中OH－总共有0.1 N A，但OH－主要来自于NaOH电离，水电离出很少的OH－其数目为10－
3N
，B项错误；氢氧燃料电池正极上反应的物质为O2，当消耗标况A
下22.4 L时，转移的电子数为4N A，C项错误；根据反应方程式可知，反应中只有N元素化合价发生改变，生成的8 mol氮原子(4 mol N2)中有5 mol来自NH＋4，有3 mol来自NO－3，故反应中转移电子15 mol，则生成28 g(1mol)N2时，转移电子数为3.75 N A，D项正确。

12．下图所示实验装置用于测定气体摩尔体积，相关叙述正确的
是()
A．用CCl4代替水，测得氢气的体积更准确
B．量气管压入漏斗的水过多而溢出，会导致测定失败
C．必须待体系温度降低到0℃时才可进行读数
D．上提水准管，量气管液面高度不断改变，说明装置漏气
答案：D
解析：A项，用CCl4代替水对结果影响不大，但CCl4易挥发，有刺激性气味；B项，水溢出，对结果无影响；C项，读数时，应冷却到室温；D项，液面高度不断改变，说明左边压强始终和大气压相同，装置漏气。

二、非选择题
13．(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(或0.7N A或0.7×6.02×1023) 1.4 mol
(2)SO2H2
(3)2312
(4)95 g·mol－124
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×6.02×1023mol－1＝4.214×1023，氢原子的物质的量为0.7 mol×2＝1.4 mol。

(2)根据n＝m/M可知，摩尔质量最大的SO2，其物质的量最小，含有分子数最少；摩尔质量最小的H2，相同条件下物质的量最大，其所占体积最大。

(3)根据阿伏加德罗定律知2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数比是23，原子数比是(2×3)(3×4)＝12。

(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．(2016·三亚模拟)某研究性学习小组欲测定室温下(25℃、101
kPa)的气体摩尔体积，请回答以下问题。

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配制100 mL 1.0 mol·L－1的盐酸；
②用________(填仪器名称并注明规格)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________；
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，读取量筒中水的体积为V mL。

请将上述步骤补充完整并回答下列问题。

(1)用文字表述实验步骤④中检查装置气密性的方法。

(2)实验步骤⑤中应选用________(填序号)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_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________。

(3)若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积的计
算公式为V m＝________，若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

答案：②10 mL量筒③0.12
(1)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)B量筒内的液面与广口瓶内液面相平
(3)0.2 V L·mol－1偏小
解析：②10 mL量筒的精确度是0.1 mL，故应用10 mL量筒；
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)本装置可与初中化学制氢气的装置联系，用微热的方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稍大些，再考虑通常仪器规格应略大且越接近所测数据，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，氧化膜耗酸，从而放出H2的体积变小，则V m偏小。

15．BaCl2·x H2O中结晶水数目可通过重量法来确定：
①称取1.222 g样品，置于小烧杯中，加入适量稀盐酸，加热溶解，边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全，静置；
②过滤并洗涤沉淀；
③将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧；转入高温炉中，反复灼
烧至恒重，称得沉淀质量为1.165 g 。

回答下列问题：
(1)在操作②中，需要先后用稀硫酸和________洗涤沉淀；检验沉淀中氯离子是否洗净的方法是_______________________________________________。

(2)计算BaCl 2·x H 2O 中的x ＝________(要求写出计算过程)。

(3)操作③中，如果空气不充足和温度过高，可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS ，这使x 的测定结果________(填“偏低”“偏高”或“不变”)。

答案：(1)蒸馏水 取最后一次洗液于试管中，加入稀硝酸酸化，滴加AgNO 3溶液，若无白色浑浊出现，则表明Cl －已经洗净
(2)样品中BaCl 2的物质的量为n (BaCl 2)＝ 1.165 g 233 g/mol ＝5.000×10－3
mol
m (BaCl 2)＝5.000×10－3mol ×208 g/mol ＝1.040 g
n (H 2O)n (BaCl 2)＝1.222 g －1.040 g 18 g/mol
(5.000×10－3mol)＝2.02≈2 (3)偏高
解析：(1)洗涤沉淀要用蒸馏水，若沉淀洗涤后洗涤液中不含Cl －则已经洗净。

(3)题中已经表明硫酸钡被还原为BaS ，则沉淀质量减小，总质量一定，那么计算得到水的质量偏大，x 数据将偏高。

16．某实验小组利用反应2CuO ＋2Cl 2=====△2CuCl 2＋O 2测定铜的
近似相对原子质量，可供选择的装置如图所示。

方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。

(1)按气流方向从左到右用胶管(图中未画出)将选择的仪器组合成一套实验装置，连接顺序为a→()()→()()→()()→()()→b。

(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置，实验前滴定管液面初读数为V1 L，实验后恢复到室温，调节装置两侧液面相平后得到末读数为V2L，设室温时气体摩尔体积为V m L·mol－1，且E装置中CuO的质量为m1 g，充分反应后生成CuCl2的质量为m2g，则铜的近似相对原子质量的表达式为________________[用含m1、V1、V2的代数式表示]。

(3)若氧化铜中混有铜，则测定结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(4)装置E在实验过程中的主要现象是_______________________________________________
_______________________________________________。

方案二：利用A、D、E、F四套装置(尾气由其他的装置处理)完
成测定任务。

(5)你认为测定的物理量有_______________________________________________
(写出一组)，按你测定的物理量，写出铜的近似相对原子质量的表达式：_______________________________________________。

答案：(1)e f i j g h c d
(2)m 1×V m 2(V 1－V 2)
－16 (3)偏大
(4)固体由黑色变成棕黄色
(5)m 1、m 2 A r (Cu)＝71m 1－16m 2m 2－m 1
解析：方案一：通过测定反应物CuO 的质量m (CuO)和产物O 2的体积V (O 2)来测定铜的近似相对原子质量；方案二：通过测定反应物CuO 的质量和产物CuCl 2的质量来测定铜的近似相对原子质量。

实验中需要得到纯净的Cl 2，装置A ：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2
＋Cl 2↑＋2H 2O ，得到Cl 2中含有HCl 和水蒸气，用装置D 来除去HCl ，
用装置F 干燥Cl 2。

在装置E 中发生反应2CuO ＋2Cl 2=====△2CuCl 2＋
O 2。

当用方案一时，从E 中出来的气体要先用装置C(碱石灰)除去多余的氯气，再用装置B 测量V (O 2)，因此方案一仪器连接顺序为a →ef →ij →gh →cd →b 。

2CuO ～ O 2
2A r (Cu)＋32 V m
m 1 V 1－V 2
2A r (Cu )＋32m 1＝V m V 1－V 2，A r (Cu)＝m 1×V m 2(V 1－V 2)
－16。

CuO ～ CuCl 2
A r (Cu)＋16 A r (Cu)＋71 m 1 m 2 A r (Cu )＋16m 1＝A r (Cu )＋71m 2
， 可得A r (Cu)＝71m 1－16m 2m 2－m 1。