第三讲 物质的量 气体摩尔体积.docx
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第三讲物质的量气体摩尔体积
第三讲 物质的量 气体摩尔体积
(计时:
45分钟 满分:
100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1.下列关于“物质的量”、“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是( )
A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
B.“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
C.0.012kg12C中所含的碳原子数为NA
D.1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
解析 A项,二者的单位不同;B项,物质的量是基本物理量,不是单位;C项正确;D项,1mol任何物质都含阿伏加德罗常数个该物质的微粒,但不一定是原子。
答案 C
2.标准状况下有如下气体:
①6.72LCH4 ②3.01×1023个HCl分子
③13.6gH2S ④0.2molNH3,下列对这四种气体的关系排列的组合中正确的是
a.体积:
②>③ b.密度:
④>① c.质量:
③>①
d.氢原子个数:
①>②( )
A.abcB.bcd
C.abdD.abcd
解析 6.72LCH4为0.3mol,质量为4.8g,3.01×1023个HCl分子为0.5mol,质量为18.25g,13.6gH2S为0.4mol,故体积:
②>③,密度:
④>①,质量③>①,氢原子数:
①>②,a、b、c、d均正确,故选D项。
答案 D
3.下列叙述中正确的是( )
①标准状况下,1LHCl和1LH2O的物质的量相同
②标准状况下,1gH2和14gN2的体积相同
③28gCO的体积为22.4L
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.①②③B.④⑤⑥
C.②③⑥D.②⑤⑥
解析 ①标准状况下,H2O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,1gH2和14gN2的物质的量都为0.5mol,故体积相同,正确;③非标准状况下,28gCO的体积可能不是22.4L,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。
答案 D
004.(2015·江西调研)合成氨厂用氨气和空气的混合气体通过灼热铂铑合金网发生氨氧化反应,若有标准状况下AL氨气完全反应,测得转移电子数X个,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为( )
A.
mol-1B.
mol-1
C.
mol-1D.
mol-1
解析 根据反应方程式4NH3+5O2
4NO+6H2O可知,当1个NH3完全反应时,转移5个电子,故当AL氨气(即
mol)完全反应时转移电子数X=
mol×NA×5,从而可计算出NA=
mol-1,D项正确。
答案 D
5.有一定体积CH4、C2H6、C3H8组成的混合气体,是同温同压下H2密度的15倍。
则混合气体中CH4、C2H6、C3H8的体积比不可能是( )
A.212B.231
C.141D.535
解析 同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,乙烷的摩尔质量是30g/mol是氢气的15倍,所以只要求出CH4和C3H8的平均摩尔质量是30g/mol即可。
设CH4的物质的量为a,C3H8的物质的量为b,则有
=30,所以ab=11,因此本题答案应选B。
答案 B
6.如图表示1gO2与1gX气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是( )
A.C2H4B.CH4
C.CO2D.NO
解析 本题考查阿伏加德罗定律的推论,由图可知,相同温度时,p(O2)>p(X),在同质量、同体积条件下,气体相对分子质量与压强成反比,即相对分子质量越大,压强越小。
只有CO2的相对分子质量大于O2,故C项正确。
答案 C
7.室温下,抽去下图所示装置中的玻璃片,使两种气体充分反应。
下列说法正确的是(设NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.气体反应物的总体积为0.448L
B.装置中氢元素的总质量为0.04g
C.生成物中含有0.01NA个分子
D.生成物完全溶于水后所得溶液含有0.01NA个NH
解析 等物质的量的氯化氢和氨气恰好完全反应生成固体氯化铵。
因没有说明是否为标准状况,所以反应物体积不能计算,A项错;氯化铵为离子化合物,不存在分子,C项错;氯化铵是强酸弱碱盐,会发生水解,NH
个数小于0.01NA,D项错。
答案 B
8.(2015·江西调研)设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.1L1mol·L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA
B.标准状况下,2.24LCHCl3的分子数为0.1NA
C.1L0.1mol·L-1的氨水中有0.1NA个N原子
D.标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
解析 ClO-会发生水解,NaClO溶液中ClO-的数目小于NA,A项错误;标准状况下,CHCl3不为气体,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,B项错误;根据N原子守恒可知C项正确;氯气溶于水,只有部分氯气与水发生氧化还原反应,D项错误。
答案 C
9.(2015·石家庄质检)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.常温常压下,16gO2和32gO3的混合物中,含有O原子数目为3NA
B.标准状况下,1molNa2O和1molNa2O2的混合物中,含有离子总数为7NA
C.1molNaHSO4溶于水或受热熔化,电离出来的离子数目均为2NA
D.在K35ClO3+6H37Cl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,若生成71gCl2,转移的电子数目为
NA
解析 A项,16gO2和32gO3的混合物,含O的总质量为48g,氧原子数目为
×NAmol-1=3NA,正确;B项,1molNa2O和1molNa2O2都各含3mol离子,含有的离子总数为6NA,错误;C项,NaHSO4溶于水完全电离成Na+、H+、SO
,受热熔化则电离成Na+和HSO
,故1molNaHSO4溶于水电离出的离子数目为3NA,受热熔化电离出的离子数目为2NA,错误;D项,反应生成的Cl2的平均相对分子质量为
×2=73.3,71gCl2的物质的量不是1mol,转移的电子数目不是
NA,错误。
答案 A
10.(2015·西安八校联考)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A.2gD
O中含有的质子数、中子数、电子数均为NA
B.78gNa2O2和Na2S的混合物中含有的Na+数一定为2NA
C.标准状况下,5.6LO2作氧化剂时转移电子数一定为NA
D.500mL2mol·L-1Na2CO3溶液中含C微粒总数一定为NA
解析 1个D2O中含有质子数、中子数、电子数均为10,2gD2O的物质的量为
=0.1mol,则所含质子数、中子数、电子数均为NA,A项正确;设Na2O2的质量为xg,则Na+的数目为:
×2×NA=2NA,B项正确;2Na+O2
Na2O2中转移2e-,标准状况下5.6LO2参与反应转移电子数为
×2×NA=0.5NA,C项错误;根据物料守恒式:
c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HCO
)+c(CO
)]知,该溶液中含C微粒总数等于溶液中Na+总数的一半,即
×NA=NA,D项正确。
答案 C
二、非选择题(本大题共4小题,共50分)
11.(10分)
(1)2molO3和3molO2的质量之比为________,分子数之比为________;同温同压下的密度之比为________,含氧原子数之比为________,体积之比为________。
(2)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体6.72L,质量为12g。
此混合物中CO和CO2分子数目之比是________,混合气体的平均摩尔质量是________,对氢气的相对密度是________________。
(3)气体化合物A的化学式可表示为OxFy,已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2,则A的化学式为________,推断的依据是__________________。
(4)在标准状况下,15.6gNa2O2投入足量水中,可产生O2的体积为________。
解析 (3)根据阿伏加德罗定律知,2OxFy
3O2+2F2,根据质量守恒定律(原子个数守恒)知,x=3,y=2,即A的化学式为O3F2。
(4)n(Na2O2)=
=0.2mol,由化学方程式2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑知,n(O2)=0.1mol,则V(O2)=2.24L。
答案
(1)11 23 32 11 23
(2)13 40g·mol-1 20
(3)O3F2 阿伏加德罗定律和质量守恒定律
(4)2.24L
12.(10分)一定质量的液态化合物XY2与标准状况下的一定质量的O2恰好完全反应,化学方程式为:
XY2(l)+3O2(g)
XO2(g)+2YO2(g),冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是672mL,密度是2.56g/L,则:
(1)反应前O2的体积是________。
(2)化合物XY2的摩尔质量是________。
(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比是316,则X、Y两元素分别为________和________(写元素符号)。
解析
(1)由反应XY2(l)+3O2(g)
XO2(g)+2YO2(g)可知,反应前后气体的体积变化为0,故V(O2)=672mL。
(2)由m=ρV,生成物的质量m=0.672L×2.56g/L=1.72g,O2的物质的量:
n=
=0.03mol,XY2的物质的量为0.01mol,所以M(XY2)=
=76g/mol;
(3)由
=
,M(X)+2M(Y)=76,
解得M(X)=12,M(Y)=32,即X为C,Y为S。
答案
(1)672mL
(2)76g/mol
(3)C S
13.(10分)某烧杯中盛有100mLFeCl3和CuCl2的混合液,混合溶液中c(FeCl3)=2mol/L,c(CuCl2)=1mol/L。
请回答:
(1)该混合溶液中氯离子的物质的量n(Cl-)=
________mol。
(2)向上述烧杯中加入0.15mol铁粉并使之充分反应。
①完成下列方程式:
Fe+Fe3+―→________。
②Cu+Fe3+―→Fe2++Cu2+的反应类型是________(填选项字母)。
a.置换反应b.氧化还原反应
c.复分解反应d.离子反应
(3)
(2)中反应结束后,溶液中的阳离子及物质的量是________,得到的固体质量是________,若要将固体与溶液分离开,需要用到的玻璃仪器是________________。
解析 (3)因氧化性Fe3+>Cu2+,铁先与Fe3+反应,后与Cu2+反应,由相应的反应方程式知,只有0.05molCu2+被还原成单质,故溶液中应同时存在0.35molFe2+、0.05molCu2+,得到的固体只有单质铜。
答案
(1)0.8
(2)①2Fe3++Fe===3Fe2+ ②bd
(3)0.35molFe2+、0.05molCu2+ 3.2g 烧杯、玻璃棒、漏斗
14.(10分)为了测定已部分变质的过氧化钠样品的纯度,设计如图所示的实验装置,图中Q为弹性良好的气球,称取一定量的样品放入其中,按如图所示的装置安装好仪器,打开分液漏斗的活塞,将稀硫酸滴入气球中。
请回答下列问题:
(1)Q内发生反应生成________种气体,其中的反应有________个氧化还原反应。
(2)为测定反应时生成气体的总体积,滴稀H2SO4前必须关闭________(填“K1”、“K2”或“K3”,下同),打开________。
(3)当上述反应停止时,将K1、K2、K3均关闭,然后先打开K2,再缓缓打开K1,这时可观察到的现象是______________________。
(4)b中装的固体试剂是________,为何要缓缓打开K1?
____________________________________________________________________________________________________________________。
(5)实验结束时,量筒Ⅰ中有xmL水,量筒Ⅱ中收集到ymL气体,则过氧化钠的纯度是________(用含x、y的式子表示,上述体积均已折算成标准状况)。
解析 变质的Na2O2中可能含有碳酸钠,当样品与稀硫酸接触后发生反应:
2Na2O2+2H2SO4===2Na2SO4+O2↑+2H2O、H2SO4+Na2CO3===Na2SO4+CO2↑+H2O,因而Q内产生O2与CO22种气体,其中的反应有1个为氧化还原反应。
测定Na2O2的纯度,可通过直接测定CO2和O2的体积,然后经换算求出。
将稀H2SO4加入气球前,关闭K1和K2,打开K3,反应结束时气球膨胀的体积与量筒Ⅰ中所接收的水的体积相等,此为CO2与O2的体积之和。
待气球中反应完全后,关闭K3,打开K2,再缓缓打开K1,此时气球渐瘪,气体会经干燥管b进入量筒Ⅱ,CO2被干燥管中的吸收剂吸收,量筒Ⅱ中收集到气体的体积即为O2的体积。
由题意可知,CO2和O2的总体积为xmL,O2的体积为ymL,故CO2的体积为(x-y)mL,可知Na2O2与Na2CO3的物质的量之比为2y(x-y),则Na2O2的纯度为w(Na2O2)=
×100%=
×100%。
答案
(1)2 1
(2)K1、K2 K3 (3)气球Q慢慢变小,气体进入量筒Ⅱ中 (4)碱石灰 控制气体的流速,使CO2被充分吸收 (5)
×100%
15.(10分)工业上用软锰矿(只含MnO2和MnO)、H2SO4(过量)和FeS2制备MnSO4·H2O的流程如下(已知流程中的FeS2、FeSO4、MnO2、MnO均完全反应):
(1)已知①中只有三个反应,其中两个反应是:
MnO+H2SO4===MnSO4+H2O
FeS2+H2SO4===FeSO4+H2S↑+S
完成第三个反应:
MnO2+
FeSO4+
________===
MnSO4+
________+
________。
(2)沉淀A、B的化学式分别是________、________。
(3)滤液X中的溶质有____________________________;实验室中浓缩滤液Y时使用的玻璃仪器有________________________________________________________________________。
(4)若得到的沉淀A的质量和MnSO4·H2O的质量分别为96.0g、321.1g,②中加入的MnO为0.1mol,则理论上软锰矿中MnO2和MnO的物质的量之比为________。
解析
(1)根据题意,反应物中还要有H2SO4,以提供酸性介质。
根据得失电子守恒和元素守恒即可完成方程式。
(2)根据所给的第二个反应可知沉淀A是S。
由于滤液Y最终得到MnSO4·H2O,所以滤液X中加入MnO的目的是调节pH,使X中的Fe2(SO4)3转化为沉淀Fe(OH)3。
(3)根据题给反应可知滤液X中含有MnSO4、Fe2(SO4)3和过量的H2SO4。
浓缩溶液时需要在蒸发皿中进行,使用的玻璃仪器是酒精灯和玻璃棒。
(4)根据2S~2FeSO4~MnO2和96.0gS可求得MnO2的物质的量为1.5mol。
321.1gMnSO4·H2O的物质的量为1.9mol。
根据Mn守恒可知所给软锰矿中含有MnO=(1.9-1.5-0.1)mol=0.3mol。
所以软锰矿中MnO2和MnO的物质的量之比为1.50.3=51。
答案
(1)1MnO2+2FeSO4+2H2SO4===1MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O
(2)S Fe(OH)3
(3)MnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4 玻璃棒、酒精灯
(4)51
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