2021新高考化学鲁科版一轮复习同步练习：第1章 第1讲 物质的量　气体摩尔体积

2021新高考化学鲁科版一轮复习同步练习：第1章 第1讲 物质的量　气体摩尔体积

www.ks5u.com 第1讲　物质的量　气体摩尔体积 目标要求　1.能基于物质的量认识物质的组成。2.能运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的关系进行简单计算。‎ ‎1．物质的量及其单位——摩尔 ‎(1)基本概念间的关系 ‎(2)物质的量的规范表示方法：‎ 如：1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na＋或钠离子。‎ ‎(3)物质的量与微粒数、阿伏加德罗常数之间的关系：n＝或N＝n·NA ‎2．摩尔质量(M)‎ ‎(1)概念理解 写出下列三种微粒的摩尔质量：‎ ‎①Fe56 g·mol－1；②O348 g·mol－1；③NH18 g·mol－1。‎ ‎(2)物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系公式：n＝或m＝n·M。‎ ‎(1)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(　　)‎ ‎(2)硫酸的摩尔质量为98 g(　　)‎ ‎(3)2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍(　　)‎ ‎(4)摩尔是物质的量的单位(　　)‎ ‎(5)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(　　)‎ ‎(6)22 g CO2中含有的氧原子数为NA(　　)‎ ‎(7)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的分子数目(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)×‎ ‎1．在0.5 mol Na2SO4中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是(　　)‎ A．1.5 NA　2 mol B．1.5NA　32 g C．3.01×1023　4 mol D．NA　64 g 答案　B ‎2．3.4 g OH－含有的电子数目为 。‎ 答案　2NA或(1.204×1024)‎ ‎3．若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，Na2X的摩尔质量是 ，X的相对原子质量是 。‎ 答案　62 g·mol－1　16‎ 解析　1 mol Na2X中含有2 mol钠离子，0.2 mol Na2X中含有0.4 mol钠离子，则Na2X的摩尔质量为M(Na2X)＝＝62 g·mol－1；X的相对原子质量＝62－46＝16。‎ ‎4．最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。若用NA表示阿伏加德罗常数，试计算12.2 g该晶体中含氧原子数为 ，氢原子的物质的量为 mol。‎ 答案　0.33NA　0.26‎ 物质中某指定微粒数目的计算技巧 ‎(1)明确整体与部分的关系：谁是整体？谁是部分？‎ ‎(2)原子(电子)的物质的量＝分子(或特定组合)物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(电子)个数 第4题中，Na0.35CoO2·1.3H2O是整体，计算对象氧原子、氢原子为部分，它们的关系为：‎ Na0.35CoO2·1.3H2O～3.3 O～2.6 H ‎1．影响物质体积的因素 ‎2．气体摩尔体积 ‎3．阿伏加德罗定律 ‎(1)内容：在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，即“三同”定“一同”。‎ ‎(2)推论 公式 语言叙述 T、p相同 ＝ 同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比 ＝ 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比 T、V相同 ＝ 温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比 ‎(3)适用范围：任何气体，包括混合气体。‎ ‎(1)标准状况下，H2和N2的气体摩尔体积均为22.4 L(×)‎ ‎(2)在非标准状况下，气体摩尔体积一定不是22.4 L·mol－1(×)‎ ‎(3)在标准状况下，1 mol O2与1 mol SO3的体积相同(×)‎ ‎(4)标准状况下，11.2 L O2和H2的混合气体所含分子数约为3.01×1023(√)‎ ‎(5)同温同压下，等质量的12C18O和NO体积相同(√)‎ ‎(6)不同温度下，相同体积的CO和N2密度相同，则二者含有的原子数相同(√)‎ ‎(7)同温、同压、同体积的CH4和NH3含有的质子数相等(√)‎ 题组一　n＝＝＝的应用 ‎1．已知：①6.72 L NH3(标准状况下)　②1.204×1023个H2S分子　③5.6 g CH4　④0.5 mol HCl，下列关系正确的是(　　)‎ A．体积大小：④＞③＞②＞①‎ B．原子数目：③＞①＞④＞②‎ C．密度大小：④＞②＞③＞①‎ D．质量大小：④＞③＞②＞①‎ 答案　B 解析　①标准状况下，6.72 L NH3的物质的量为＝0.3 mol；②1.204×1023个H2S分子的物质的量为＝0.2 mol；③5.6 g CH4的物质的量为＝0.35 mol；④HCl物质的量为0.5 mol。由上述计算可知物质的量④＞③＞①＞②，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以体积大小为④＞③＞①＞②，A项错误；①标准状况下6.72 L NH3所含原子的物质的量为0.3 mol×4＝1.2 mol，②1.204×1023个H2S分子所含原子的物质的量为0.2 mol×3＝0.6 mol，③5.6 g CH4所含原子的物质的量为0.35 mol×5＝1.75 mol，④0.5 mol HCl所含原子的物质的量为0.5 mol×2＝1 mol，原子数目之比等于所含原子的物质的量之比，所以原子数目③＞①＞④＞②，B项正确；同温同压下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，①NH3相对分子质量为17，②H2S相对分子质量为34，③CH4相对分子质量为16，④HCl相对分子质量为36.5，故密度大小④＞②＞①＞③，C项错误；①NH3的质量为17 g·mol－1×0.3 mol＝5.1 g，②H2S的质量为34 g·mol－1×0.2 mol＝6.8 g，③CH4质量为5.6 g，④HCl质量为36.5 g·mol－1×0.5 mol＝18.25 g，故质量大小④＞②＞③＞①，D项错误。‎ ‎2．设NA为阿伏加德罗常数，现有 a g 甲烷气体。‎ ‎(1)该甲烷的物质的量为 mol。‎ ‎(2)该甲烷气体所含原子总数为 。‎ ‎(3)该甲烷气体在标准状况下的体积为 L。‎ 答案　(1)　(2)　(3)(或a或1.4a)‎ ‎ 3.利用太阳能制氢，若光解0.36 g H2O，可生成H2的体积(标准状况) ，转移电子数为 。‎ 答案　0.448 L　0.04NA 以物质的量(n)为核心的思维模板 N m V(g)‎ 注　Vm与温度、压强有关，标准状况下Vm＝22.4 L·mol－1。‎ 题组二　阿伏加德罗定律的应用(不定项选择题)‎ ‎4．(2020·青岛模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中，分别充入质量相等的CO、CO2气体时，两容器的温度和压强均相同，则下列说法正确的是(　　)‎ A．充入的CO分子数比CO2分子数少 B．甲容器的体积比乙容器的体积大 C．CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小 D．甲中CO的密度比乙中CO2的密度小 答案　BD 解析　质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7，在温度和压强相同时体积之比为11∶7，但摩尔体积相同。‎ ‎5．一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当左边充入1 mol N2，右边充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是(　　)‎ A．右边与左边分子数之比为4∶1‎ B．右侧CO的质量为5.6 g C．右侧气体密度是相同条件相氢气密度的14倍 D．若改变右边CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2 mol CO 答案　C 解析　‎ 左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4∶1，则左右气体物质的量之比为4∶1，所以右侧气体物质的量＝0.25 mol。相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的＝14倍。‎ 题组三　(平均)摩尔质量的计算 ‎6．按要求解答问题：‎ ‎(1)已知标准状况下，气体A的密度为2.857 g·L－1，则气体A的相对分子质量为 ，可能是 气体。‎ ‎(2)标准状况下，1.92 g某气体的体积为672 mL，则此气体的相对分子质量为 。‎ ‎(3)CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)，则 ‎①混合气体在标准状况下的密度是 g·L－1。‎ ‎②混合气体的平均摩尔质量是 g·mol－1。‎ 答案　(1)64　SO2　(2)64　(3)①1.61　②36‎ 解析　(1)M＝ρ×22.4 g·mol－1≈64 g·mol－1。(2)M＝＝64 g·mol－1。(3)CO燃烧发生反应：2CO＋O22CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2 L，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol，设CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，‎ 则，解得x＝0.25，y＝0.25。‎ ‎①原混合气体的密度＝≈1.61 g·L－1。‎ ‎②解法一：＝ρ·22.4 L·mol－1＝1.61 g·L－1×22.4 L·mol－1≈36 g·mol－1；‎ 解法二：＝＝36 g·mol－1；‎ 解法三：＝28 g·mol－1×50%＋44 g·mol－1×50%＝36 g·mol－1；‎ 故平均摩尔质量为36 g·mol－1。‎ ‎7．在一定条件下，m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g)，按要求填空。‎ ‎(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d，则混合气体的物质的量为 。NH4HCO3的摩尔质量为 (用含m、d的代数式表示)。‎ ‎(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L－1，则混合气体的平均摩尔质量为_________(用含ρ的代数式表示)。‎ ‎(3)若在该条件下，所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%，则混合气体的平均相对分子质量为 (用含a、b、c的代数式表示)。‎ 答案　(1) mol　6d g·mol－1　(2)22.4ρ g·mol－1　(3)17a%＋44b%＋18c%‎ 解析　因为NH4HCO3(s)NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g)‎ ‎(1)M(混)＝2d⇒n(混)＝ mol，‎ ‎⇒M(NH4HCO3)＝2d×3 g·mol－1＝6d g·mol－1。‎ ‎(2)(混)＝22.4ρ g·mol－1。‎ ‎(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)＝a%∶b%∶c%，‎ (混)＝17a%＋44b%＋18c%。‎ 求气体摩尔质量M的常用方法 ‎(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。‎ ‎(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝。‎ ‎(3)根据标准状况下气体的密度ρ：‎ M＝ρ×22.4 L·mol－1。‎ ‎(4)根据气体的相对密度(D＝)：＝D。‎ ‎(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%……指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。‎ ‎1．(2019·全国卷Ⅱ，8)已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)‎ A．3 g 3He含有的中子数为1NA B．1 L 0.1 mol·L－1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA C．1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3＋转移的电子数为6NA D．48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA 答案　B 解析　3 g 3He的物质的量为1 mol，每个3He含1个中子，则1 mol 3He含1 mol中子，A项正确；该溶液中含0.1 mol Na3PO4，由于部分PO水解，故溶液中PO的数目小于0.1NA，B项错误；K2Cr2O7中Cr元素为＋6价，1 mol K2Cr2O7被还原成Cr3＋时，得到6 mol电子，C项正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键，即每个分子中含13个共价键，则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中含13 mol 共价键，D项正确。‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅰ，10)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA B．22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA C．92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA D．1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA 答案　B 解析　氩气是单原子分子，标准状况下，22.4 L氩气的物质的量为1 mol，含有的质子数为18NA，B项正确；Fe(OH)3胶体粒子是若干个Fe(OH)3分子的集合体，A项错误；92.0 g甘油的物质的量为1 mol，每个甘油分子含有3个羟基，所以1 mol甘油含有的羟基数为3.0NA，C项错误；CH4与Cl2发生取代反应生成的有机物除了CH3Cl以外，还有CH2Cl2、CHCl3和CCl4，生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D项错误。‎ ‎3．(2019·浙江4月选考，19)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　)‎ A．1 mol CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA B．500 mL 0.5 mol·L－1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA C．30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA D．2.3 g Na与O2完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间 答案　D 解析　1个乙烯分子中含两个碳碳共价键，4个碳氢共价键，总共6个共价键，因而1 mol CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA，A项正确；n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.5 L×0.5 mol·L－1＝0.25 mol，n(Na＋)＋n(Cl－)＝0.5 mol，因而钠离子和氯离子总数为0.5NA，但水会电离出极少量的H＋和OH－，因而NaCl溶液中微粒数大于0.5NA，B项正确；HCHO与CH3COOH的最简式均为CH2O，原混合物相当于30 g CH2O，n(CH2O)＝1 mol，因而C原子数为NA，C项正确；不管钠和氧气生成氧化钠还是过氧化钠，钠元素的化合价都是由0变为＋1，因而2.3 g Na为0.1 mol，转移的电子数为0.1NA，D项错误。‎ ‎4．(2018·全国卷Ⅱ，11)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．常温常压下，124 g P4中所含P—P键数目为4NA B．100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目为0.1NA C．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA 答案　C 解析　标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5 mol，每个甲烷和乙烯分子都含有4个氢原子，所以含有氢原子数目为2NA，C项正确；124 g P4的物质的量为1 mol，每个P4分子中含有6个P—P键，所以含有P—P键数目为6NA，A项错误；Fe3＋在水溶液中能发生水解，100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中所含Fe3＋的数目小于0.1NA，B项错误；SO2和O2‎ 的化合反应为可逆反应，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后，混合气体的物质的量大于2 mol，即分子总数大于2NA，D项错误。‎ ‎5．(2017·全国卷Ⅲ，10)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)‎ A．0.1 mol的11B中，含有0.6NA个中子 B．pH＝1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋‎ C．2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子 D．密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g)，增加2NA个P—Cl键 答案　A 解析　A项，硼原子的质子数为5,11B的中子数为6，故0.1 mol的11B中含有中子数为0.6NA，正确；B项，未指明溶液体积，无法计算H＋ 的物质的量，错误；C项，标准状况下苯为液体，不能用气体摩尔体积计算苯燃烧生成的CO2分子数，错误；D项，PCl3 ＋ Cl2PCl5 ，这是一个可逆反应，1mol PCl3与1mol Cl2不可能完全反应生成1 mol PCl5，故增加的P—Cl键数目小于2NA，错误。‎