第一讲化学计量在实验中的应用第一讲物质的量气体摩尔体积一、单项选择题1．摩尔是在1971年10月，有41个国家参加的第14届国际计量大会上决定增加的，国际单位制的第七个基本单位。下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是( )A．摩尔是一个单位，用于计量物质所含微观粒子的多少B．摩尔既能用来计量纯净物，又能用来计量混合物C．1mol任何气体所含的气体分子数目都相等D．用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径，计量思路都是一样的解析 用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径，计量思路不一样，用“纳米”(而不用“米”)是缩小单位。答案 D2．设NA是阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( )A．1molAl3＋离子含有的核外电子数为3NAB．1molCl2与足量的铁反应，转移的电子数为3NAC．10LpH＝1的硫酸溶液中含有的H＋离子数为2NAD．10LpH＝13的NaOH溶液中含有的OH－离子数为NA解析A选项中Al3＋是10电子粒子，则1molAl3＋所含有的核外电子数为10NA；B选项中计算要以Cl2为计算依据，Cl2与Fe反应时生成FeCl3，Cl元素由0价(Cl2)变为－1价(FeCl3)，则1molCl2反应时转移电子数2NA；C项pH＝1的硫酸溶液中c(H＋)＝0.1mol/L，则10L该溶液中含有NA个H＋；D选项由pH＝13知OH－浓度为0.1mol/L，则10L溶液中含NA个OH－。答案 D3．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )A．标准状况下，22.4L二氯甲烷的分子数约为NA个B．盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子，则SO2的物质的量为0.5mol7\nC．17.6g丙烷中所含的极性共价键为4NA个D．电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64g解析 二氯甲烷在标况下为液态，22.4L不一定为1mol，A项错误；1molSO2中含有氧原子2mol，故含有NA个氧原子的SO2的物质的量为0.5mol，B项正确；17.6g丙烷的物质的量为0.4mol,1mol丙烷中含有极性键8mol，故0.4mol中含有极性键3.2mol，为3.2NA个，C项错误；电解精炼铜时，阳极为粗铜，当转移2mol电子时，阳极消耗的质量不一定为64g，D项错误。答案 B4．只给出下列甲和乙中对应的量，不能求出物质的量的是()ABCD甲物质的粒子数标准状况下的气体摩尔体积固体的体积溶液中溶质的物质的量浓度乙阿伏加德罗常数标准状况下的气体体积固体的密度溶液的体积答案 C5．设阿伏加德罗常数为NA，标准状况下某O2和N2的混合气体mg含有b个分子，则ng该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是( )A.B.C.D.解析 mg含有b个分子，则ng该混合气体含有的分子数是，则混合气体的物质的量是，则混合气体的体积是，故A正确。答案 A6．同温同压下，甲容器充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，下列叙述不正确的是( )A．若两种气体体积相等，甲、乙两容器中气体的密度之比为35∶377\nB．若两种气体体积相等，甲、乙两容器中气体分子数之比为35∶37C．若两种气体质量相等，甲、乙两容器中气体所含质子数之比为37∶35D．若两种气体体积相等，甲、乙两容器中气体所含中子数之比为9∶10解析 同温同压同体积的气体，一定含有相同的分子数(三同定一同)。所以B项不正确。答案 B7．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．CH4C．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正确。答案 C8．下列选项中所涉及的两个量一定相等的是( )A．11.2LCl2与4.25gNH3所含有的原子数B．18.0g重水(D2O)与20gNe所含有的电子数C．标准状况下36gH2O与1.204×1024个O2分子所占的体积D．等物质的量的Al分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应转移的电子数解析 11.2LCl2的物质的量不确定，A项错误；18g重水其物质的量不等于1mol，B项错误，H2O在标准状况下为液态，C项错误；1molAl无论与过量的酸还是碱反应，均转移3mol电子，D项正确。答案 D二、非选择题7\n9．某校化学小组学生进行“气体相对分子质量的测定”的实验。操作如下：用质量和容积都相等的烧瓶收集气体，称量收集满气体的烧瓶质量。数据见表(已换算成标准状况下的数值)。气体ABCDEF烧瓶和气体的总质量(g)48.408248.408248.408248.382248.434248.8762已知标准状况下，烧瓶的容积为0.293L，烧瓶和空气的总质量是48.4212g，空气的平均相对分子质量为29。A、B、C、D、E、F是中学常见的气体。(1)上述六种气体中，能够使品红溶液褪色的是(写化学式)________________________________________________________________________。(2)E的相对分子质量是__________________________________________________。(3)实验室制取少量D的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。(4)A、B、C可能的化学式是________________________________________________。解析 根据阿伏加德罗定律：48.4212g－48.4082g＝[29－Mr(A)]g·mol－1×解得：Mr(A)＝28，则Mr(B)＝Mr(C)＝Mr(A)＝28同理可求得Mr(D)＝26，Mr(E)＝30，Mr(F)＝64相对分子质量为28的气体可能有C2H4、CO、N2等。相对分子质量为26的气体为C2H2，相对分子质量为64的气体为SO2。答案 (1)SO2 (2)30(3)CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑(4)C2H4、CO、N210．(1)标准状况下，1.92g某气体的体积为672mL，则此气体的相对分子质量为________。(2)在25℃、101kPa的条件下，同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8，则A的摩尔质量为________。(3)两个相同容积的密闭容器X、Y，在25℃下，X中充入agA气体，Y中充入agCH4气体，X与Y内的压强之比是4∶11，则A的摩尔质量为________。7\n(4)相同条件下，体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体，其平均相对分子质量分别是________和________。解析 (1)M＝1.92g/0.03mol＝64g/mol。(2)T、P相同时，体积之比等于物质的量之比，15∶8＝∶，M(A)＝30g/mol。(3)T、V相同时，压强之比等于物质的量之比，4∶11＝∶M(A)＝44g/mol。(4)＝＝M1·＋M2·＝2×＋32×＝＝(a＋b)g/(＋)mol＝g/mol。答案 (1)64 (2)30g/mol (3)44g/mol(4) 11．2022年，内蒙古、新疆、浙江等地都要陆续召开各具特色的农博会，到时“生态农业”将成为农会人员关注的热门话题。生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L(标准状况)该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8g。将反应后产生的气体通入过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5g。(1)原混合气体中甲烷的物质的量是________。(2)原混合气体中氮气的体积分数为________。解析 设CH4的物质的量为xmol，原混合气体中CO2的物质的量为ymol，则有CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu Δm(固体减少)7\n1mol1mol4×16gxmolxmol4.8gx＝0.075，又因为n总＝＝0.09mol，n(CO2)＝＝0.085mol，所以y＝0.085－0.075＝0.01，n(N2)＝0.09mol－0.01mol－0.075mol＝0.005mol，所以N2的体积分数为×100%≈5.56%。答案 (1)0.075mol (2)5.56%12．已知气体X2和气体Y2在一定条件下能化合生成气体C，并知C的化学式只有两种可能：分别为XY或X2Y。请设计实验(实验装置任选)来确定C的化学式，简述实验过程，分析说明结论。实验过程：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。结论及分析：①若实验结果是________，则生成物C的化学式为XY。判断的依据是_________________________________________________________________________________________。②若实验结果是________，则生成物C的化学式为X2Y。判断的依据是________________________________________________________________________________________。解析 该题为通过实验确定生成物的化学式。因为组成元素未知，所以不能定性分析，而需转化成可测控的量进行定量分析。根据反应物和生成物均为气体的特点，运用阿伏加德罗定律，可通过反应过程中体积变化或压强的变化值来确定反应物的物质的量之比，再由原子守恒得出生成物的化学式。答案 方法一 实验过程(测定反应前后的数据、容器性能、恢复温度三项全对才可)分别取同温、同压、等体积(V1)的X2和Y2两种气体充入一恒压、容积可变的密闭容器中，在一定条件下反应完全并恢复到原来温度后，测定容器的体积(V2)结论及分析：①V2＝V1 X2＋Y2===2XY，反应前后分子数之比是1∶1，根据阿伏加德罗定律可推得7\n以上结论②V2＝V1 2X2＋Y2===2X2Y，反应前后分子数之比是4∶3，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论方法二 实验过程：分别取同温、同压、等体积的X2和Y2两种气体充入一恒容的密闭容器中，并测定容器的压强(p1)，在一定条件下反应完全并恢复到原温度后，再测定容器的压强(p2)结论及分析：①p2＝p1 X2＋Y2===2XY，反应前后分子数之比是1∶1，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论②p2＝p1 2X2＋Y2===2X2Y，反应前后分子数之比是4∶3，根据阿伏加德罗定律可推得以上结论7
