2025版高一化學(xué)必修第一冊(cè) 十七 氣體摩爾體積

十七氣體摩爾體積(30分鐘70分)題組過關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:決定物質(zhì)體積大小的因素1.(3分)2022年11月20日卡塔爾世界杯在海灣球場打響。足球被譽(yù)為“世界第一運(yùn)動(dòng)”,是全球體育界最具影響力的體育運(yùn)動(dòng)。用打氣筒給足球打氣時(shí),氣體源源不斷被打進(jìn)去,而足球的體積卻不發(fā)生很大變化。下列關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)的說法正確的是()A.氣體有固定的形狀和體積B.固體、液體不易被壓縮的原因是構(gòu)成粒子的直徑太大C.影響物質(zhì)聚集狀態(tài)的外界因素是溫度D.不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)其內(nèi)部微粒之間的平均距離、運(yùn)動(dòng)方式不相同【解析】選D。壓縮氣體,一般來說氣體體積減小,故A錯(cuò)誤;固體、液體不易被壓縮的原因是粒子之間間距很小,故B錯(cuò)誤;影響物質(zhì)聚集狀態(tài)的外界因素是溫度、壓強(qiáng),故C錯(cuò)誤;氣體微粒間間距一般大于固體和液體微粒間間距,氣體分子運(yùn)動(dòng)速率一般比固體和液體分子運(yùn)動(dòng)速率快,因此不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)其內(nèi)部微粒之間的平均距離、運(yùn)動(dòng)方式不相同,故D正確。2.(3分)下列有關(guān)氣體的敘述錯(cuò)誤的是()A.不同的氣體,若體積不同,則它們所含的分子數(shù)肯定不同B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1C.當(dāng)分子數(shù)目相同時(shí),氣體體積的大小主要取決于氣體分子之間的距離D.氣態(tài)物質(zhì)沒有固定的形狀,且容易被壓縮【解析】選A。氣體的體積受溫度、壓強(qiáng)、分子數(shù)多少的影響,不同的氣體,若體積不同,則它們所含的分子數(shù)可能相同,A錯(cuò)誤;在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積約為22.4L·mol-1,B正確;氣體的體積受分子間距離、分子數(shù)多少的影響,當(dāng)分子數(shù)目相同時(shí),氣體體積的大小主要取決于氣體分子之間的距離,C正確;氣態(tài)物質(zhì)由于分子之間的間隔較大,可以壓縮或擴(kuò)大,因而沒有固定的形狀,且容易被壓縮,D正確。3.(3分)(2024·張家界高一檢測)決定氣體體積的主要因素有()①氣體的分子個(gè)數(shù)②氣體分子的大?、蹥怏w分子間的平均距離④氣體的相對(duì)分子質(zhì)量A.①②B.①③ C.②③ D.②④【解析】選B。由于氣體的分子間距離遠(yuǎn)大于分子本身的大小,則決定氣體體積的因素主要是氣體的分子個(gè)數(shù)以及氣體分子間的平均距離,故①③正確。題組二:氣體摩爾體積4.(3分)下列說法正確的是()A.0.5molH2所占的體積為11.2LB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.02×1023個(gè)分子所占的體積約是22.4LC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol酒精的體積約為22.4LD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,28gN2體積約是22.4L【解析】選D。沒有說明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,故0.5molH2的體積不一定為11.2L,A錯(cuò)誤;沒有說明6.02×1023個(gè)分子的聚集狀態(tài),若為固態(tài)或液態(tài),標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol分子所占體積不是22.4L,B錯(cuò)誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下酒精不是氣態(tài),不能用氣體摩爾體積計(jì)算,C錯(cuò)誤;N2的摩爾質(zhì)量為28g·mol-1,28gN2為1mol,故標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積約為22.4L,D正確。5.(3分)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是()A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LCH4和C2H4的混合氣體中含有的氫原子數(shù)為2NAB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LH2與足量O2在密閉容器中反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NAC.64gCu與Cl2完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NAD.常溫常壓下,22.4LH2O的分子個(gè)數(shù)為NA【解析】選A。CH4和C2H4中均含有4個(gè)氫原子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LCH4和C2H4混合氣體的物質(zhì)的量為0.5mol,含有的氫原子數(shù)為2NA,故A正確;標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LH2與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA,故B錯(cuò)誤;Cu與Cl2反應(yīng)生成CuCl2,64gCu的物質(zhì)的量為1mol,與Cl2完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,故C錯(cuò)誤;常溫常壓下H2O不是氣體,不能用氣體摩爾體積計(jì)算其物質(zhì)的量,故D錯(cuò)誤。6.(10分)我國力爭在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”,2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”?，F(xiàn)有煤燃燒產(chǎn)生的14.4gCO和CO2的混合氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為8.96L(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。請(qǐng)回答下列問題:(1)該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為____________。

(2)該混合氣體中碳原子的個(gè)數(shù)為____________________。

(3)將該混合氣體依次通過如圖所示裝置,最后收集在氣球中(體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。①氣球中收集到的氣體的摩爾質(zhì)量為__________。

②氣球中收集到的氣體的電子總數(shù)為__________。

③標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣球中收集到氣體的體積為__L。

【解析】(1)氣體的物質(zhì)的量為8.96L22.4L·mol-1=0.4mol,該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為M=14.4g0.4mol=36g·mol-1。(2)設(shè)混合氣體中CO的物質(zhì)的量為xmol,CO2的物質(zhì)的量為ymol,則x+y=0.4,根據(jù)混合氣體的質(zhì)量為14.4g可得:28x+44y=14.4,解得x=0.2、y=0.2,由于CO和CO2中均含1個(gè)碳原子,故0.2molCO和0.2molCO2中共含0.4molC原子即0.4NA個(gè)。(3)將混合氣體依次通過題圖裝置,則CO2會(huì)被NaOH溶液吸收,剩余CO,被濃硫酸干燥后,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,摩爾質(zhì)量為28g·mol-1。②一個(gè)CO含有14個(gè)電子,由(2)求出的CO的物質(zhì)的量為0.2mol,答案:(1)36g·mol-1(2)0.4NA(3)①28g·mol-1②2.8NA③4.48題組三:阿伏加德羅定律及推論7.(3分)在兩個(gè)容積相同的容器中,一個(gè)盛有N2,另一個(gè)盛有C2H4和CO的混合氣體。在同溫同壓下,兩容器內(nèi)的氣體一定相同的物理量有()①分子數(shù)②原子數(shù)③質(zhì)量④中子數(shù)⑤密度⑥氣體摩爾體積A.4項(xiàng)B.5項(xiàng)C.6項(xiàng)D.3項(xiàng)【解析】選A。①在同溫同壓下,相同體積的任何氣體含有相同的分子數(shù),則相同體積的N2、C2H4和CO的混合氣體的分子數(shù)相同,符合題意;②在同溫同壓下,相同體積的任何氣體含有相同的分子數(shù),物質(zhì)的量相等,CO、N2是雙原子分子、C2H4是6原子分子,則氣體的原子數(shù)一定不相等,不符合題意;③CO、N2和C2H4的摩爾質(zhì)量都是28g·mol-1,N2的物質(zhì)的量與C2H4和CO的總物質(zhì)的量相等時(shí),質(zhì)量一定相等,符合題意;④CO的中子數(shù)為14,N2的中子數(shù)為14,C2H4的中子數(shù)為12,故兩容器內(nèi)氣體的中子數(shù)一定不相等,不符合題意;⑤C2H4和CO的相對(duì)分子質(zhì)量都是28,故混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為28,N2的相對(duì)分子質(zhì)量為28,同溫同壓下,氣體密度之比等于相對(duì)分子質(zhì)量之比,故兩容器內(nèi)氣體的密度相等,符合題意;⑥在相同溫度和壓強(qiáng)下,氣體的摩爾體積相等,符合題意;綜上所述,正確的有4項(xiàng)。8.(3分)在兩個(gè)密閉容器中,分別充有質(zhì)量相同的甲、乙兩種氣體,若兩容器的溫度和壓強(qiáng)均相同,且甲的密度大于乙的密度。則下列說法正確的是()A.物質(zhì)的量:甲>乙B.氣體體積:甲>乙C.摩爾體積:甲>乙D.相對(duì)分子質(zhì)量:甲>乙【解析】選D。A項(xiàng),根據(jù)ρ=MVm及n=mM知,相同質(zhì)量時(shí)物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量成反比,同溫同壓下Vm相等,甲的密度大于乙的密度,則甲的摩爾質(zhì)量大于乙,甲的物質(zhì)的量小于乙,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)V=mM·Vm知,相同溫度、壓強(qiáng)、質(zhì)量時(shí),氣體體積與摩爾質(zhì)量成反比,摩爾質(zhì)量甲>乙,則氣體體積甲<乙,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),同溫同壓下,氣體摩爾體積相等,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)以上分析知,摩爾質(zhì)量甲>乙,所以相對(duì)分子質(zhì)量甲>乙綜合應(yīng)用·拓思維9.(3分)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,與12gH2的體積相等的N2()A.質(zhì)量為12g B.物質(zhì)的量為6molC.體積為22.4L D.分子數(shù)為6.02×1023【解析】選B。12gH2的物質(zhì)的量為6mol,則N2的物質(zhì)的量也應(yīng)為6mol,B正確;6molN2的質(zhì)量為168g,A錯(cuò)誤;6molN2的體積為134.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),C錯(cuò)誤;6molN2的分子數(shù)為3.612×1024,D錯(cuò)誤。10.(3分)下列說法錯(cuò)誤的是()A.同溫同壓下,氣體體積的大小取決于分子數(shù)目B.常溫常壓下,22g氧氣和26g臭氧所含氧原子總數(shù)為3NAC.常溫常壓下,22.4LCO2和SO2的混合氣體中氧原子數(shù)目小于4NAD.同溫同體積時(shí),O2和CO的原子數(shù)一定相同【解析】選D。影響氣體體積的因素有粒子的大小、粒子間的距離以及數(shù)目多少,同溫同壓下氣體的分子間距離相等,而分子間距離遠(yuǎn)大于分子的大小,則決定氣體體積大小的因素為分子數(shù)目的多少,A正確;氧氣和臭氧均只含有氧原子,常溫常壓下,22g氧氣和26g臭氧中氧原子共48g,所含的氧原子總數(shù)為48g16g·mol-1×NAmol-1=3NA,B正確;常溫常壓下,氣體摩爾體積大于22.4L·mol-1,22.4LCO2和SO2的混合氣體物質(zhì)的量小于1mol,故氧原子數(shù)目小于4NA,C正確;同溫度、同體積下,影響氣體分子數(shù)目的因素是壓強(qiáng),若二者所處壓強(qiáng)相同,則含有相同的分子數(shù)目11.(3分)臭氧,化學(xué)分子式為O3,又稱三原子氧、超氧,因其類似魚腥味的臭味而得名,在常溫下可以自行生成氧氣。密度比O2大,易溶于水,易分解。臭氧作為氧化劑時(shí),產(chǎn)物沒有污染。關(guān)于O2與O3氣體,下列比值一定為2∶3的是()A.若兩種氣體所占體積相同,兩種氣體的質(zhì)量之比B.若溫度及壓強(qiáng)相同,兩種氣體的密度之比C.若兩種氣體原子數(shù)相同,兩種氣體的質(zhì)子數(shù)之比D.若兩種氣體的質(zhì)量相同,兩種氣體的分子數(shù)之比【解析】選B。如不在相同條件下,相同體積的兩種氣體的物質(zhì)的量不一定相同,則質(zhì)量比不一定等于2∶3,A錯(cuò)誤;溫度和壓強(qiáng)相同,Vm相同,由ρ=mV=MVm可知,兩種氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比(即ρ1ρ2=M1M2),等于2∶3,B正確;兩種氣體都由氧原子組成,則兩種氣體原子數(shù)相同,兩種氣體的質(zhì)子數(shù)相同,C錯(cuò)誤;兩種氣體的質(zhì)量相同,由n=mM=12.(14分)甲烷(CH4)是一種無色無味的氣體,是天然氣的主要成分。(1)現(xiàn)有2molCH4,它的摩爾質(zhì)量是________,要把CH4完全燃燒,消耗氧氣________g。

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,CH4的密度為________(保留3位有效數(shù)字)。如果11.2LCH4中含有x個(gè)氫原子,則阿伏加德羅常數(shù)的值為________。

(3)相同溫度和壓強(qiáng)下,質(zhì)量相等的氫氣和甲烷,它們的體積之比為________,密度之比為___________。

若把質(zhì)量相等的這兩種氣體混合,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為________(保留2位有效數(shù)字)。

(4)某沼氣成分是CH4和CO2。取2L該沼氣與4LO2點(diǎn)燃充分反應(yīng)后,除去水分,剩余氣體的體積為3L。該沼氣中CH4和CO2的物質(zhì)的量之比為________(氣體體積均在同溫同壓下測定)。

【解析】(1)當(dāng)摩爾質(zhì)量的單位是g·mol-1,甲烷的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量,所以甲烷的摩爾質(zhì)量為16g·mol-1,要把CH4完全燃燒,根據(jù)甲烷燃燒的方程式可知,消耗氧氣的質(zhì)量=2mol×(1+44)×32g·mol-1(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,CH4的密度=MVm=16g·mol-122.4L·mol-1≈0.714g·L-1,標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LCH4的物質(zhì)的量=11.2(3)相同溫度和壓強(qiáng)下,氣體摩爾體積相等,根據(jù)V=nVm=mMVm可知,質(zhì)量相等的氫氣和甲烷,其體積之比等于摩爾質(zhì)量的反比,為16g·mol-1∶2g·mol-1=8∶1;根據(jù)ρ=MVm可知,氣體密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,為2g·mol-1∶16g·mol-1=1∶8;若把質(zhì)量相等的這兩種氣體混合,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量與其平均摩爾質(zhì)量在數(shù)值上相等,其平均摩爾質(zhì)量=mn=1+11(4)甲烷燃燒的方程式:CH4+2O2CO2+2H2O,根據(jù)方程式知,該反應(yīng)中如果有1L甲烷完全燃燒則前后氣體體積減少2L,取2L該沼氣與4LO2點(diǎn)燃充分反應(yīng)后,除去水分,剩余氣體的體積為3L,反應(yīng)前后氣體減少量=(2+4-3)L=3L,則甲烷的體積=3L2L×1L=1.5L,二氧化碳的體積=(2-1.5)L=0.5L,根據(jù)n=VVm知,相同條件下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,所以CH4、CO2的物質(zhì)的量之比為答案:(1)16g·mol-1128(2)0.714g·L-10.5x(3)8∶11∶83.6(4)3∶1遷移創(chuàng)新·提素能13.(16分)我國化學(xué)家侯德榜發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”是世界制堿工業(yè)中的重大突破,該法利用的原理為NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。根據(jù)要求回答下列問題:(1)同溫同壓下,等物質(zhì)的量的CO2和NH3,前者與后者的分子數(shù)之比為__________,原子總數(shù)之比為__________,密度之比為__________。

(2)與標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72LCO2中所含的氧原子數(shù)相