2019-2020学年新教材高中化学课后作业12气体摩尔体积新人教版必修第一册

2019-2020学年新教材高中化学课后作业12气体摩尔体积新人教版必修第一册

课后作业(十二)‎ ‎ [基础巩固]‎ 一、气体摩尔体积 ‎1．四种因素：①温度和压强；②所含微粒数；③微粒本身大小；④微粒间的距离。其中对气态物质体积有显著影响的是(　　)‎ A．②③④ B．②④‎ C．①③④ D．①②④‎ ‎[解析]　气态物质微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍，故微粒本身的大小对气态物质体积无显著影响。‎ ‎[答案]　D ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．‎22.4 L氧气中含有NA个氧气分子 B．标准状况下，0.5 mol水的体积约为‎11.2 L C．‎44 g二氧化碳的体积约是‎22.4 L D．标准状况下，2 mol氮气的体积约为‎44.8 L ‎[解析]　A项中，非标准状况下Vm不等于‎22.4 L·mol－1，无法计算，故错误；B项，标准状况下，H2O呈液态；C项中，非标准状况下，Vm不一定为22.4 mol·L－1，无法计算；D项，标准状况下，V＝n·Vm＝2 mol·‎22.4 L·mol－1＝‎44.8 L。‎ ‎[答案]　D ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ ‎①标准状况下，6.02×1023个分子所占的体积约是‎22.4 L ‎②0.5 mol H2所占体积为‎11.2 L ‎③标准状况下，1 mol酒精的体积为‎22.4 L ‎④标准状况下，‎28 g CO与N2的混合气体的体积约为‎22.4 L ‎⑤各种气体的气体摩尔体积都约为‎22.4 L·mol－1‎ ‎⑥标准状况下，体积相同的气体所含的分子数相同 ‎ A．①③⑤ B．④⑥ ‎ C．③④⑥ D．①④⑥‎ ‎[解析]　①中6.02×1023个分子在标准状况下所占体积不一定是‎22.4 L，因为这1 mol分子不一定是气体；②中没有指明气体所处状况，因此，0.5 mol H2的体积不一定是‎11.2 L；③中的酒精在标准状况下不是气体，错误；④中是混合气体，N2和CO的摩尔质量相等，二者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，‎28 g N2与CO的混合气体在标准状况下体积约为‎22.4 L；气体摩尔体积在标准状况下才是‎22.4 L·mol－1，故⑤错。‎ 7‎ ‎[答案]　B ‎4．如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是(式中NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)‎ A. L B. L C. L D. L ‎[解析]　设该气体的摩尔质量为M，则＝b，所以M＝ g·mol－1。c g该气体在标准状况下的体积为×‎22.4 L·mol－1＝ L。‎ ‎[答案]　B 二、阿伏加德罗定律及推论 ‎5．下列说法正确的是(　　)‎ A．‎20 ℃‎、1.01×105 Pa时，同体积的氧气和氮气含有相同数目的分子数 B．1 mol气态物质，当体积为‎22.4 L时，该气体一定处于标准状况 C．同温同压下，相同体积的氧气和氨气，前者质量小于后者 D．同温同压下，相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同 ‎[解析]　同温同压下，同体积的任何气体含有的分子数相同，所含的原子数不一定相同，选项A正确，选项D错误；在非标准状况时1 mol气态物质的体积也有可能为‎22.4 L，选项B错误；C中氧气和氨气的物质的量相同，摩尔质量前者大于后者，质量前者大于后者，选项C错误。‎ ‎[答案]　A ‎6．同温同压下，下列有关等质量SO2和CO2的叙述中正确的是(　　)‎ A．分子数之比为1∶1 B．密度之比为16∶11‎ C．密度之比为11∶16 D．体积之比为16∶11‎ ‎[解析]　同温同压下，等质量的SO2和CO2存在如下关系：‎ ＝＝，‎ ＝。‎ 由＝＝，‎ 故＝＝＝；‎ 7‎ ＝＝。‎ 故只有B正确。‎ ‎[答案]　B ‎7．关于同温、同压下等体积的N2O(气体)和CO2的叙述：①质量相同；②所含碳原子数与氮原子数相等；③所含分子数相等。其中正确的是(　　)‎ A．①②③ B．②③‎ C．①② D．①③‎ ‎[解析]　同温、同压下等体积的两种气体N2O和CO2，其物质的量相等，所含的分子数也相等，二者的摩尔质量均为‎44 g/mol，故二者的质量也相等；由于二者分子中所含的碳原子数与氮原子数不同，故②错误，答案为D项。‎ ‎[答案]　D ‎8．三个密闭容器中分别充入N2、H2、O2三种气体，以下各种情况下排序正确的是(　　)‎ A．当它们的温度和压强均相同时，三种气体的密度：ρ(H2)>ρ(N2)>ρ(O2)‎ B．当它们的温度和密度都相同时，三种气体的压强：p(H2)>p(N2)>p(O2)‎ C．当它们的质量和温度、压强均相同时，三种气体的体积：V(O2)>V(N2)>V(H2)‎ D．当它们的压强和体积、温度均相同时，三种气体的质量：m(H2)>m(N2)>m(O2)‎ ‎[解析]　氢气的摩尔质量是‎2 g/mol，氮气的摩尔质量是‎28 g/mol，氧气的摩尔质量是‎32 g/mol，当温度和压强相同时，气体摩尔体积相同，根据ρ＝知，气体密度与摩尔质量成正比，根据摩尔质量知，三种气体的密度大小顺序是ρ(H2)<ρ(N2)<ρ(O2)，A错误；根据pV＝nRT＝RT得pM＝RT＝ρRT，当温度和密度相同时，气体压强与摩尔质量成反比，所以三种气体的压强大小顺序是p(H2)>p(N2)>p(O2)，B正确；根据pV＝nRT＝RT得V＝，当它们的质量、温度和压强均相同时，气体体积与摩尔质量成反比，所以这三种气体体积大小顺序是V(O2)V(X)，根据n＝，可知气体的体积越大，气体的物质的量就越多，即n(O2)>n(X)，由于n＝，因气体的质量相同，气体的物质的量越多，则气体的摩尔质量就越小。由于气体的摩尔质量是以g/mol为单位，数值上等于气体的相对分子质量，所以气体X的相对分子质量比O2大，C2H4(气)的相对分子质量是28(<32)，A错误；CH4的相对分子质量是16(<32)，B错误；CO2的相对分子质量是44(>32)，C正确；NO的相对分子质量是30(<32)，D错误。‎ ‎[答案]　C ‎11．在同温同压下，相同体积的甲、乙两种气体的质量之比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体可能是(　　)‎ A．H2S B．HCl ‎ C．NH3 D．Cl2‎ ‎[解析]　由阿伏加德罗定律可知，同温同压下，相同体积的气体物质的量相同。由M＝m/n可知，n一定时，物质的质量与摩尔质量成正比，则＝，即＝，故M(甲)＝‎34 g·mol－1，甲气体可能是H2S，A项正确。‎ 7‎ ‎[答案]　A ‎12．一定质量的液态化合物XY2与标准状况下一定质量的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总体积是672 mL，密度为‎2.56 g·L－1。‎ ‎(1)反应前O2的体积为________。‎ ‎(2)化合物XY2的摩尔质量为________。‎ ‎(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量之比是3∶16，则X、Y两元素分别为________(填元素符号，下同)、________。‎ ‎[解析]　(1)反应XY2(l)＋3O2(g)XO2(g)＋2YO2(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应，即反应前后气体的体积没有变化，故V(O2)＝672 mL。(2)由m＝ρV可得生成物的总质量为‎0.672 L×‎2.56 g·L－1＝‎1.72 g，根据(1)可得n(O2)＝＝0.03 mol，则n(XY2)＝0.01 mol，故M(XY2)＝＝‎76 g·mol－1。(3)由题意可知＝，Ar(X)＋2Ar(Y)＝76，解得Ar(X)＝12，Ar(Y)＝32，故X为C，Y为S。‎ ‎[答案]　(1)672 mL　(2)‎76 g·mol－1　(3)C　S ‎13．Ⅰ.同温同压下，A容器中充满O2，B容器中充满O3。‎ ‎(1)若所含分子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是________。‎ ‎(2)若两容器中所含气体原子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是________。‎ ‎(3)若两容器的容积之比为3∶2，则O2和O3的物质的量之比为________，质量之比为________，密度之比为________。‎ Ⅱ.某常见气体在标准状况下的密度为‎1.25 g·L－1。‎ ‎(1)该气体的相对分子质量为________。‎ ‎(2)若该气体的分子式为A2型，其名称为________；若该气体的分子式为AB型，其名称为________。‎ ‎[解析]　Ⅰ.(1)根据阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下，若气体分子数相等，即气体的物质的量相等，则其体积必相等。(2)若两容器中所含原子总数相等，则分子数之比为3∶2，即物质的量之比为3∶2，故同温同压下气体的体积比为3∶2。(3)根据阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，即3∶2；此时O2和O3两种气体的原子数相等，故气体质量相等；密度与气体体积成反比，为2∶3。‎ Ⅱ.(1)ρ＝，M＝ρ×‎22.4 L·mol－1＝‎1.25 g·L－1×‎22.4 L·mol－1＝‎ 7‎ ‎28 g‎·mol－1。‎ ‎(2)因该气体的相对分子质量为28，可推断若气体的化学式为A2型，则为氮气；若该气体的化学式为AB型，则为一氧化碳。‎ ‎[答案]　Ⅰ.(1)1∶1　(2)3∶2　(3)3∶2　1∶1　2∶3‎ Ⅱ.(1)28　(2)氮气　一氧化碳 ‎14．Ⅰ.标准状况下有：①‎6.72 L甲烷，②3.01×1023个氯化氢分子，③‎13.6 g硫化氢，④0.2 mol NH3。对这四种气体的关系从小到大的顺序，请用序号填空。‎ ‎(1)体积：__________________________。‎ ‎(2)密度：__________________________。‎ ‎(3)质量：__________________________。‎ ‎(4)N(H)：__________________________。‎ Ⅱ.(1)与‎17 g NH3所含有分子数相同的氧气的体积(标准状况)是________L，氧原子数是________。‎ ‎(2)某‎3.65 g气体在标准状况下的体积是‎2.24 L，则其摩尔质量是________。‎ Ⅲ.CO和CO2的混合气体‎18 g，完全燃烧后测得CO2的体积为‎11.2 L(标准状况)。试回答：‎ ‎(1)混合气体中CO的质量是多少？‎ ‎(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是多少？‎ ‎(3)混合气体在标准状况下的密度是多少？‎ ‎[解析]　Ⅰ.①n(CH4)＝＝0.3 mol；‎ ‎②n(HCl)＝＝0.5 mol；‎ ‎③n(H2S)＝＝0.4 mol；‎ ‎④n(NH3)＝0.2 mol。‎ 在标准状况下，物质的量大的气体体积也大，四种气体的体积由小到大的顺序为：④<①<③<②；密度的大小与摩尔质量成正比，故密度从小到大的顺序为：①<④<③<②；据m＝nM可知，质量从小到大的顺序为：④<①<③<②；根据每种气体的物质的量及分子组成可知氢原子数从小到大的顺序为：②<④<③<①。‎ Ⅱ.(1)气体分子数相同，则物质的量相同。n(NH3)＝＝1 mol，所以n(O2)＝1 mol，则标准状况下O2体积V(O2)＝1 mol×‎22.4 L/mol＝‎‎22.4 L N(O)＝2 mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1024‎ ‎(2)n＝＝＝0.1 mol 7‎ M＝＝＝‎36.5 g/mol Ⅲ.(1)设混合气体中CO的质量为x。‎ ‎2CO＋O22CO2‎ ‎2×28 2×44‎ x 依题意，有＋(‎18 g－x)＝×‎ ‎44 g‎·mol－1，解得：x＝‎7 g。‎ ‎(2)V(CO2)＝×22. ‎4 L·mol－1＝‎5.6 L。‎ ‎(3)由CO～CO2知，原混合气体为‎11.2 L，则ρ混＝≈‎1.607 g·L－1。‎ ‎[答案]　Ⅰ.(1)④<①<③<②‎ ‎(2)①<④<③<②‎ ‎(3)④<①<③<②‎ ‎(4)②<④<③<①‎ Ⅱ.(1)22.4　1.204×1024‎ ‎(2)‎36.5 g·mol－1‎ Ⅲ.(1)‎7 g　(2)‎5.6 L　(3)‎1.607 g·L－1‎ 7‎