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课时2 物质的量 气体摩尔体积
一、选择题
1．下列叙述中正确的是( )
A．摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质约含有6.02×1023个分子
B．1 mol氧的质量为16 g
C．0.5 mol He约含有6.02×1023个电子
D．2H既可表示2个氢原子又可表示2 mol氢分子
解析 作为物质的量的单位，mol可以计量微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团等)，每摩尔物质约含有6.02×1023个“粒子”，这里的“粒子”并不一定是分子，A项错误；使用“mol”作单位时，所指粒子必须明确，且粒子种类要用适当的符号或化学式表示，“1 mol氧”的说法错误，B项错误；2H只表示2个氢原子，D项错误。
答案 C
2．(2017·潍坊质检)下列说法正确的是( )
A．1 mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol－1
B．20 ℃、1.0×105Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C．当1 mol气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况
D．2 mol气体的体积约为44.8 L
解析 A项，没有给出气体所处的温度和压强，标准状况下气体摩尔体积约为22.4 L·mol－1，A项错误；B项，根据阿伏加德罗定律，同温、同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，B项正确；C项，1 mol气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4 L，C项错误；D项，没有给出气体所处的温度和压强，D项错误。
答案 B
3．同温同压下，等体积的两容器内分别充满14N16O和13C16
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O气体，下列对两容器中气体的判断正确的是( )
A．中子数相同 B．分子数不同
C．质子数相同 D．气体质量相同
解析 14N原子中有7个质子、7个中子，16O原子中有8个质子、8个中子，13C原子中有6个质子、7个中子，同温、同压、同体积的这两种气体，分子数相同，故两容器中的中子数相同。
答案 A
4．下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是( )
A．二者的碳元素的质量分数相同
B．在标准状况下，等体积的两种物质含有的分子数相等
C．等物质的量时，二者质量之比为＝
D．等质量时，二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气体积相等
解析 C2H2与C6H6的最简式均为CH，故二者的碳元素的质量分数相同，A项正确；标准状况下，C6H6为非气体，等体积的两种物质的物质的量不相等，所以含有的分子数也不相等，B项错误；假设二者均为1 mol，则C2H2的质量为26 g，C6H6的质量为78 g，质量之比＝＝，C项正确；假设二者质量均为78 g，则C2H2为3 mol，C6H6为1 mol,3 mol C2H2完全燃烧消耗7.5 mol O2，1 mol C6H6完全燃烧也消耗7.5 mol O2，D项正确。
答案 B
5．如图所示，①和②为两个体积相同的固定容器，图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是( )
A．若①中的H2为1 mol，则②中所含原子总数为3.01×1023个
B．①和②中气体的质量之比为1∶8
C．H2、O2均能发生化合反应，但不能发生置换反应
D．两容器的温度和压强均相同
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解析 根据图示可知，①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，若H2为1 mol，则O2为0.5 mol，故O原子数目为6.02×1023个，A项错误；①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1，所以其物质的量之比为2∶1，质量之比为1∶8，B项正确；H2能发生置换反应，如H2与CuO反应，O2也能发生置换反应，如O2与H2S反应，C项错误；根据阿伏加德罗定律，①和②两容器体积相同，但气体分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同，D错误。
答案 B
6．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积为11.2 L
B．298 K、1.01×105Pa时64 g SO2中含有的原子数为3NA
C．11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
D．标准状况下，11.2 L乙醇中含有的分子数为0.5NA
解析 含有NA个氦原子的氦气的物质的量为1 mol，其在标准状况下的体积为22.4 L，A项错误；64 g SO2的物质的量为1 mol，其中含有1 mol S原子和2 mol O原子，B项正确；未指明温度和压强，不能根据标准状况下的气体摩尔体积进行计算，C项错误；乙醇在标准状况下不是气体，不能根据标准状况下的气体摩尔体积进行计算，D项错误。
答案 B
7．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．标准状况下，33.6 L SO3中含有的原子数为6NA
B．28 g乙烯和环丁烷的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C．常温常压下，22.4 L氧气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为4NA
D．117 g氯化钠固体中含有2NA个氯化钠分子
解析 标准状况下，SO3为固态，A项错误；乙烯和环丁烷的最简式均为CH2,28 g混合气体中含有的碳原子数为NA，即2NA，B项正确；常温常压下，22.4 L氧气的物质的量不是1 mol，C项错误；氯化钠为离子晶体，不存在氯化钠分子，D项错误。
答案 B
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8．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．18 g H2O中含有10NA个质子
B．1 mol甲苯中含有6NA个C—H键
C．标准状况下，22.4 L氨水中含有NA个NH3分子
D．将56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子
解析 每个水分子中含有10个质子，18 g H2O的物质的量为1 mol,1 mol H2O中含有10 mol质子，A项正确；1 mol甲苯中含有8NA个C—H键，B项错误；标准状况下，氨水为液体，不能用气体摩尔体积计算，C项错误；Fe在浓H2SO4中会发生钝化，不能生成SO2，D项错误。
答案 A
9．(2017·襄阳四校联考)下列与阿伏加德罗常数的值(NA)有关的说法正确的是( )
A．NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量为107 g
B．8.0 g Cu2S和CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA
C．标准状况下，2.24 L Cl2溶于水中达到饱和，可得到HClO分子的数目是0.1NA
D．2.3 g Na与氧气完全反应，反应中转移的电子数在0.1NA～0.2NA之间
解析 Fe(OH)3胶体粒子是许多Fe(OH)3微粒的聚合体，NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量远大于107 g，A错误；Cu2S和CuO中铜的质量分数相同，计算可知，B正确；氯气溶于水只有部分与水反应，C错误；反应中每个钠原子失去1个电子，故2.3 g Na与氧气完全反应，反应中转移的电子数为0.1NA，D错误。
答案 B
10．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．1 mol二甲醚中含有的C—O键的数目为2NA
B．0.1 mol·L－1MgCl2溶液中含有的Mg2＋数目一定小于0.1NA
C．200 g质量分数为23%的HCOOH水溶液中含氧原子的总数目为2NA
D．在反应Cu2S＋O2高温,2Cu＋SO2中，每生成1 mol Cu，转移电子的数目为2NA
解析 二甲醚的结构简式为CH3—O—CH3,
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1 mol二甲醚中含有的C—O键的数目为2NA，A对；B项没有给出溶液的体积，错误；C项溶液中还有大量水，水中也含有氧原子，错误；D项每生成1 mol Cu，转移电子的数目为3NA，错误。
答案 A
11．取m g相对原子质量为M的某金属与足量稀硫酸反应，在标准状况下产生a L氢气，该反应生成的硫酸盐中金属元素的化合价为( )
A．＋ B．＋
C．＋ D．＋
解析 设生成的硫酸盐中金属元素的化合价为＋x，根据得失电子守恒， mol×x＝×2，解得：x＝，则金属元素的化合价为＋。
答案 A
12．(名师原创)胞嘧啶是DNA水解产物之一，是精细化工的重要中间体。胞嘧啶可由5－巯基甲脲嘧啶、浓氨水和氯乙酸在一定条件下合成，则反应时NH3和5－巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶1 D．2∶1
解析 对比5－巯基甲脲嘧啶和胞嘧啶的分子式，不难看出胞嘧啶比5－巯基甲脲嘧啶多了一个N原子，多出的N原子一定来自于氨，所以反应时NH3和5－巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为1∶1。
答案 A
二、填空题
13．物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算：
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(1)0.2 g H2含有________个H原子。
(2)标准状况下，含有相同氧原子数的CO和CO2的体积之比为________。
(3)100 mL硫酸铝溶液中n(Al3＋)＝0.20 mol(不考虑水解因素)，则其中c(SO)＝________。
(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________。
(5)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe与CO2)后，生成Fe的质量为________g。
解析 (1)0.2 g H2的物质的量为0.1 mol，含有0.2 mol H原子，即0.2NA个。(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的物质的量之比为2∶1，标准状况下，体积之比为2∶1。(3)100 mL硫酸铝溶液中，n(Al3＋)＝0.20 mol，则其中n(SO)＝0.30 mol，c(SO)＝3.0 mol·L－1。(4)二价金属的氯化物可表示为MCl2，在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl－，则该氯化物的物质的量为0.1 mol，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。(5)CO与Fe2O3反应的化学方程式为3CO＋Fe2O3△,2Fe＋3CO2，标准状况下6.72 L CO的物质的量为0.3 mol，完全反应后生成0.2 mol铁，即11.2 g。
答案 (1)0.2NA (2)2∶1 (3)3.0 mol·L－1
(4)95 g·mol－1 24 (5)11.2
14．某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如下实验装置并记录相关实验数据。
【实验装置】
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【部分实验数据】
温度
压强
时间
水槽中H2O的质量
H2体积
O2体积
30 ℃
101 kPa
0
300 g
0
0
30 ℃
101 kPa
4分钟
298.2 g
1.243 L
请回答下列问题：
(1)4分钟时H2、O2的物质的量分别是________mol、________mol。
(2)该温度下，气体摩尔体积是__________。
(3)下列叙述不正确的是________。
A．气体摩尔体积与气体的温度相关
B．在该实验条件下，3 mol O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol－1
C．同温、同压下，2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同
D．该实验条件下，O2的密度为1.287 g·L－1
解析 (1)4分钟时水槽中H2O减轻的质量为300 g－298.2 g＝1.8 g，根据反应：2H2O通电,2H2↑＋O2↑可知，消耗1.8 g(0.1 mol)H2O得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。(2)0.05 mol O2的体积为1.243 L，所以气体摩尔体积为＝24.86 L·mol－1。(3)在其他条件不变时，一定物质的量的气体，温度越高，其体积越大，故温度越高，气体摩尔体积也越大，A项正确；气体摩尔体积限定气体的物质的量为1 mol，所以该实验条件下O2的气体摩尔体积为24.86 L·mol－1，B项错误；同温、同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以2 mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同，C项正确；该实验条件下，1 mol O2的体积为24.86 L、质量为32 g，则O2的密度为＝1.287 g·L－1，D项正确。
答案 (1)0.1 0.05
(2)24.86 L·mol－1
(3)B
15．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：3O2放电,2O3。
(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－1(保留一位小数)。
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(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________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铜粉的反应容器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为多少？(写出计算过程)
解析 (1)设有1 mol O2。
3O2 2O3 Δn
3 mol 2 mol 1 mol
0．3 mol 0.1 mol
根据：＝＝＝35.6 g·mol－1。
(2)3O2 2O3 ΔV
3体积 2体积 1体积
V(L) 8－6.5＝1.5 L
得V＝3 L。
(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol，含有O3 y mol，
则有
解得
所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。
答案 (1)35.6 (2)3
(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol，含有O3 y mol，
则有
解得
所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。
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