物質的量　氣體摩爾體積一、選擇題1.下列敘述不正確的是 (　　)A.O2的摩爾質量是32 g·mol-1,0.5 mol O2的質量為16 gB.在標準狀況下,1 mol水的體積是22.4 LC.氣體摩爾體積Vm≈22.4 L·mol-1,表示1 mol任何氣體的體積在標準狀況下約為22.4 LD.阿伏加德羅常數(shù)NA≈6.02×1023,表示1 mol任何粒子集體所含的粒子數(shù)約為6.02×1023【解析】選B。O2的摩爾質量是32 g·mol-1,0.5 mol O2的質量為0.5 mol×32 g·mol-1=16 g,A正確;標準狀況下,水不是氣體,B錯誤;標準狀況下,氣體摩爾體積約為22.4 L·mol-1, 氣體摩爾體積Vm≈22.4 L·mol-1,表示1 mol任何氣體的體積在標準狀況下約為22.4 L,C正確;根據(jù)N=nNA=1 mol×6.02×1023 mol-1=6.02×1023,所以1 mol任何粒子集體所含的粒子數(shù)約為6.02×1023,D正確。2.下列敘述正確的是 (　　)A.常溫常壓下,4.6 g NO2氣體約含有1.81×1023個原子B.標準狀況下,80 g SO3所占的體積約為22.4 LC.標準狀況下,22.4 L CCl4中含有的CCl4分子數(shù)為NAD.標準狀況下,22.4 L氯氣與足量氫氧化鈉溶液反應,轉移的電子數(shù)為2NA【解析】選A。標準狀況下SO3不是氣體,B錯誤;標準狀況下CCl4是液體,C錯誤;標準狀況下,22.4 L氯氣與足量氫氧化鈉溶液反應,轉移的電子數(shù)為NA,D錯誤。3.標準狀況下有以下四種氣體:①6.72 L CH4;②3.01×1023個HCl分子;③13.6 g H2S;④0.2 mol NH3。下列關系不正確的是????????????? (　　)A.體積:④<①<③<②B.質量:④<①<③<②C.物質的量:①<②<③<④D.氫原子數(shù):②<④<③<①【解析】選C。①6.72 L CH4的物質的量為=0.3 mol,②3.01×1023個HCl分子的物質的量為=0.5 mol,③13.6 g H2S的物質的量為=0.4 mol,④0.2 mol NH3。標準狀況下體積之比等于其物質的量之比,體積:④<①<③<②,A正確;CH4的質量為0.3 mol×16 g·mol-1=4.8 g,HCl的質量為0.5 mol×36.5 g·mol-1=18.25 g,NH3的質量為0.2 mol×17 g·mol-1=3.4 g,質量:④<①<③<②,B正確;物質的量大小順序為④<①<③<②,C錯誤;CH4中n(H)=0.3 mol×4=1.2 mol,HCl中n(H)=0.5 mol,H2S中n(H)=0.4 mol×2=0.8 mol,NH3中n(H)=0.2 mol×3=0.6 mol,氫原子數(shù):②<④<③<①,D正確。4.(2019·合肥模擬)以“物質的量”為中心的計算是化學計算的基礎,下列與“物質的量”相關的計算正確的是????????????? (　　)A.有CO、CO2、O3三種氣體,它們各含有1 mol O,則三種氣體物質的量之比為3∶2∶1B.n g Cl2中有m個氯原子,則阿伏加德羅常數(shù)NA的數(shù)值可表示為C.常溫下,a L氧氣和氮氣的混合物含有的分子數(shù)就是×6.02×1023個D.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子數(shù)一定相等【解析】選B。含1 mol O的CO、CO2、O3的物質的量分別是1 mol、0.5 mol、 mol,三種氣體物質的量之比為6∶3∶2,A錯誤; n g Cl2的物質的量為 mol,含氯原子數(shù)×NA×2=m,因此NA=,B正確;常溫下氣體的摩爾體積大于22.4 L·mol-1,a L氧氣和氮氣的混合物含有的分子數(shù)不是×6.02×1023個,C錯誤;28 g CO的物質的量是1 mol,22.4 L CO2的物質的量不一定是1 mol,不能比較二者的碳原子數(shù)目,D錯誤。二、非選擇題5.長征系列運載火箭的燃料之一是某液體化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的 O2中恰好完全燃燒,反應的化學方程式為X2Y4(l)+O2(g)X2(g)+2Y2O(l)。冷卻后標準狀況下測得生成物 X2的體積為11.2 L,其密度為1.25 g·L-1,則:(1)反應前O2的體積(標準狀況下)為________,其物質的量為________mol。 (2)X2的摩爾質量為________,Y元素的名稱是________。 (3)若反應生成0.1 mol X2,則轉移電子的物質的量為________mol。 【解析】(1)由化學方程式可知,反應前O2的體積與生成的X2氣體體積相同,為11.2 L,其物質的量為 =0.5 mol。(2)X2的摩爾質量為1.25 g·L-1 × 22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,X2Y4的摩爾質量為=32 g·mol-1,故X為氮元素,Y為氫元素。(3)由N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可知每生成1 mol N2轉移4 mol電子,所以反應生成0.1 mol N2時,轉移電子的物質的量為0.4 mol。答案:(1)11.2 L　0.5　(2)28 g·mol-1　氫　(3)0.46.物質的量是高中化學常用的物理量,請完成以下有關計算:(1)0.2 g H2含有________個氫原子。 (2)標準狀況下,含有相同氧原子數(shù)的CO和CO2的體積之比為________。 (3)100 mL硫酸鋁溶液中n(Al3+)=0.20 mol(不考慮水解因素),則其中c(S)=________。 (4)在9.5 g某二價金屬的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩爾質量為________,該金屬元素的相對原子質量為________。 (5)6.72 L CO(標準狀況)與一定量的Fe2O3恰好完全反應(生成Fe與CO2)后,生成Fe的質量為________g。 【解析】(1)0.2 g H2的物質的量為0.1 mol,含有0.2 mol氫原子,即0.2NA個。(2)含有相同氧原子數(shù)的CO與CO2的物質的量之比為2∶1,標準狀況下,體積之比為2∶1。(3)100 mL硫酸鋁溶液中,n(Al3+)=0.20 mol,則其中)=0.30 mol,c(S)=3.0 mol·L-1。(4)二價金屬的氯化物可表示為MCl2,在9.5 g某二價金屬的氯化物中含0.2 mol Cl-,則該氯化物的物質的量為0.1 mol,摩爾質量為95 g·mol-1;該金屬元素的相對原子質量為95-71=24。(5)CO與Fe2O3反應的化學方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2,標準狀況下6.72 L CO的物質的量為0.3 mol,完全反應后生成0.2 mol鐵,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)11.27.合成氨工業(yè)生產中所用的α-Fe催化劑的主要成分為FeO、Fe2O3。(1)某FeO、Fe2O3混合物中,鐵、氧的物質的量之比為4∶5,其中Fe2+與Fe3+物質的量之比為________。 (2)當催化劑中Fe2+與Fe3+的物質的量之比為1∶2時,其催化劑活性最高,此時混合物中鐵的質量分數(shù)為________(保留兩位小數(shù))。 (3)寫出由C(炭粉)與Fe2O3在高溫下反應制備α-鐵觸媒的化學方程式(另一種產物可溶于水):________________________。 (4)為制得這種活性最高的催化劑,理論上應向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的質量為________,生成實驗條件下CO2的體積為________(假設此實驗條件下,氣體摩爾體積為24 L·mol-1)。 【解析】(1)設FeO、Fe2O3分別為x mol、y mol,根據(jù)鐵、氧物質的量之比得:(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,x∶y=2∶1,Fe2+與Fe3+物質的量之比為x∶2y=1∶1。(2)根據(jù)催化劑中Fe2+與Fe3+的物質的量之比為1∶2,可推知,FeO、Fe2O3的物質的量之比為1∶1,混合物中鐵的質量分數(shù)為×100%≈72.41%。(3)由題給信息知,C(炭粉)會將一部分Fe2O3還原成FeO,同時C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化劑中Fe2+與Fe3+的物質的量之比為1∶2時,其催化劑活性最高,此時反應后的混合物中,FeO、Fe2O3的物質的量之比為1∶1,原料480 g Fe2O3為3 mol,Fe2O3～2FeO,原料中必須有的Fe2O3參加反應,即1 mol Fe2O3參加反應,理論上要有0.5 mol C反應,即6 g C,生成0.5 mol CO2,在該條件下體積為12 L。答案:(1)1∶1　(2)72.41%(3)2Fe2O3+C4FeO+CO2↑　(4)6 g　12 L一、選擇題1.(2019·通遼模擬)下列說法正確的是 (　　)A.在常溫、常壓下,1.7 g NH3含有的電子數(shù)為NAB.在常溫、常壓下,11.2 L N2含有的分子數(shù)為0.5NAC.標準狀況下,11.2 L CCl4中含有的分子數(shù)目為0.5NAD.標準狀況下,22.4 L H2和O2的混合氣體所含分子數(shù)為2NA【解析】選A。在常溫、常壓下,1.7 g NH3的物質的量為0.1 mol,每個分子含有10個電子,所以總共含有的電子數(shù)為NA,A正確;在常溫、常壓下,11.2 L N2的物質的量不是0.5 mol,B錯誤;標準狀況下, CCl4不是氣體,不能計算其物質的量,C錯誤;標準狀況下,22.4 L H2和O2的混合氣體的物質的量為1 mol,其所含分子數(shù)為NA,D錯誤。2.(新題預測)設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列與NA有關的說法正確的是(　　)A.在反應KClO3+6HClKCl+3Cl2↑+3H2O中,當?shù)玫綐藴薁顩r下67.2 L Cl2時,反應中轉移的電子數(shù)為6NAB.6.0 g SiO2晶體中含有的硅氧鍵數(shù)目為0.2NAC.標準狀況下,22.4 L NO和11.2 L O2混合后氣體的分子總數(shù)為NAD.S2和S8的混合物共6.4 g,其中所含硫原子數(shù)一定為0.2NA【解析】選D。該反應中,KClO3中+5價氯元素被還原為0價,HCl中-1價氯元素部分被氧化為0價,故得到標準狀況下67.2 L Cl2(即3 mol)時,反應中轉移的電子數(shù)為5NA,A錯誤;SiO2晶體每個硅原子與周圍4個氧原子形成Si—O鍵,6.0 g SiO2的物質的量為0.1 mol,則所含Si—O鍵的數(shù)目為0.4NA,B錯誤;標準狀況下,22.4 L NO和11.2 L O2混合后反應生成1 mol NO2,由于存在平衡:2NO2N2O4,則所得氣體分子總數(shù)小于NA,C錯誤;6.4 g S2和S8的混合物所含硫原子的物質的量為=0.2 mol,則所含硫原子數(shù)為0.2NA,D正確。3.如圖所示,①和②為兩個體積相同的固定容器,圖中“”和“”分別表示氫原子和氧原子,則下列說法正確的是????????????? (　　)A.若①中的H2為1 mol,則②中所含原子總數(shù)為3.01×1023個B.①和②中氣體的質量之比為1∶8C.H2、O2均能發(fā)生化合反應,但不能發(fā)生置換反應D.兩容器的溫度和壓強均相同【解析】選B。根據(jù)圖示可知,①和②中H2與O2的分子個數(shù)之比為2∶1,若H2為1 mol,則O2為0.5 mol,故氧原子數(shù)目為6.02×1023個,A項錯誤;①和②中H2與O2的分子個數(shù)之比為2∶1,所以其物質的量之比為2∶1,質量之比為1∶8,B項正確;H2能發(fā)生置換反應,如H2與CuO反應,O2也能發(fā)生置換反應,如O2與H2S反應,C項錯誤;根據(jù)阿伏加德羅定律,①和②兩容器體積相同,但氣體分子個數(shù)不同,所以兩容器的溫度和壓強不可能均相同,D錯誤。4.(2019·哈爾濱模擬)在甲、乙兩個體積不同的密閉容器中,分別充入質量相同的CO、CO2氣體時,兩容器的溫度和壓強均相同,則下列說法正確的是????????????? (　　)A.充入的CO分子數(shù)比CO2分子數(shù)少B.甲容器的體積比乙容器的體積小C.CO的摩爾體積比CO2的摩爾體積小D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小【解析】選D。質量相同的CO和CO2的物質的量之比為11∶7,在溫度和壓強相同時體積比為11∶7,但氣體摩爾體積相同。5.(2019·荊州質檢)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是(　　)A.0.1 mol Fe在0.1 mol氯氣中充分燃燒時轉移的電子數(shù)為0.3NAB.0.1 mol乙烷和丙烯的混合物所含氫原子數(shù)目為0.6NAC.64 g的SO2與足量的O2充分反應后可得到NA個SO3分子D.標準狀況下,2.24 L四氯化碳含有的分子數(shù)目為0.1NA【解析】選B。0.1 mol Fe在0.1 mol氯氣中充分燃燒,Fe剩余,則轉移電子數(shù)為0.2NA,A項錯誤;乙烷和丙烯的分子式分別為C2H6、C3H6,故0.1 mol該混合物含有0.6NA個氫原子,B項正確;SO2與O2的反應為可逆反應,SO2不可能完全反應生成SO3,故得到SO3分子數(shù)小于NA,C項錯誤;標準狀況下,四氯化碳為液體,2.24 L CCl4的物質的量大于0.1 mol,故所含分子數(shù)目大于0.1NA,D項錯誤。二、非選擇題6.過氧化鈣(CaO2)是一種安全無毒物質,帶有結晶水,通常還含有CaO。(1)稱取5.42 g過氧化鈣樣品,灼熱時發(fā)生如下反應:2[CaO2·xH2O]2CaO+O2↑+2xH2O,得到O2在標準狀況下體積為672 mL,該樣品中CaO2的物質的量為________。 (2)另取同一樣品5.42 g,溶于適量稀鹽酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,將溶液中Ca2+全部轉化為CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 7.0 g。①樣品中CaO的質量為________。 ②樣品中CaO2·xH2O的x值為________。 【解析】(1)n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=2n(O2)=2×=0.06 mol。(2)①n(Ca2+)總=n(CaCO3)=7.0 g÷100 g·mol-1=0.07 mol,m(CaO)原=(0.07 mol-0.06 mol)×56 g·mol-1=0.56 g。②x=(5.42 g-0.56 g-0.06 mol×72 g·mol-1)÷18 g·mol-1÷0.06 mol=。答案:(1)0.06 mol　(2)①0.56 g　②7.如圖所示,在相同溫度下,兩個連通容器用活塞分開,左右兩室(體積相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使兩容器內氣體密度相同。打開活塞,使NO與O2充分反應。(不考慮NO2與N2O4的轉化)(1)開始時左右兩室分子數(shù)__________(填“相同”或“不相同”)。 (2)反應前后NO室壓強______(填“增大”或“減小”)。 (3)最終容器內密度與原來__________(填“相同”或“不相同”)。 (4)最終容器內__________(填“有”或“無”)O2存在。  【解析】(1)由左右兩室體積相同,兩容器內氣體密度相同可知,兩容器中氣體的質量相等,但NO和O2的摩爾質量不相等,故其物質的量不相等,開始時左右兩室分子數(shù)不相同。(2)由于反應前后NO室的氣體物質的量減小,故壓強減小。(3)體系的體積和氣體的質量均未變化,密度不變。(4)由于NO與O2反應,O2過量,故最終容器內有O2存在。答案: (1)不相同　(2)減小　(3)相同　(4)有 8.現(xiàn)有14.4 g CO和CO2的混合氣體,在標準狀況下所占的體積約為8.96 L?；卮鹣铝袉栴}:(1)該混合氣體的平均摩爾質量為________。 (2)混合氣體中碳原子的個數(shù)為________(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 (3)將混合氣體依次通過如圖裝置,最后收集在氣球中。①氣球中收集到的氣體的摩爾質量為________; ②標準狀況下氣球中收集到的氣體的體積為________; ③氣球中收集到的氣體的電子總數(shù)為______ (用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。【解析】(1)混合氣體的體積為8.96 L,則其物質的量為n===0.4 mol,混合氣體的平均摩爾質量為=36 g·mol-1;(2)設混合氣體中CO的物質的量為x mol,CO2的物質的量為y mol,則根據(jù)混合物的質量為14.4 g可得:28x+44y=14.4①;根據(jù)氣體的物質的量為0.4 mol可得: x+y=0.4②;聯(lián)立①②解得:x=0.2,y=0.2;由于CO和CO2分子中均含1個碳原子,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol碳原子,即0.4NA個;(3)將混合氣體依次通過如圖裝置,則CO2會被NaOH溶液吸收,剩余CO,被濃硫酸干燥后,則在氣球中收集到的是干燥純凈的CO氣體;①氣球中收集到的氣體為CO,故收集到的氣體的摩爾質量為28 g·mol-1;②氣球中的氣體為CO,其體積V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L;③一個CO含有14個電子,則0.2 mol CO含有電子的物質的量為0.2 mol×14=2.8 mol,電子總數(shù)為2.8NA。答案:(1)36 g·mol-1　(2)0.4NA(3)①28 g·mol-1?、?.48 L?、?.8NA     

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