高一化学《气体摩尔体积》随堂演练.doc

典例剖析 经典例题基础知识应用题例1 下列有关气体体积的叙述中，正确的是 ( )A.一定温度和压强下，各种气体体积的大小，由构成气体的分于的大小决定B.一定温度和压强下，各种气体体积的大小，由构成气体的分子数决定C.不同的气体，若体积不同,则它们所含的分子数也不同D.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L 分析 A项错，因为气体体积与构成气体的分子的大小无关，当分子数目一定时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离；B项正确；C项错，比较气体的体积一定要在相同状况下：D项错。气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积，在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L/mol. 答案：B 说明 本题讨论的是气体体积方面的问题，它所涉及到的知识是气体摩尔体积和阿伏加德罗定律，关于这两个知识点在应用时必须明白：当分子数目一定时，气体体积的大小主要决定于气体分子间的距离，而不是分子本身体积的大小，气体分子间的距离与温度、压强有关. 在使用气体摩尔体积的概念时，要注意以下几点： a.标准状况，即01.01105 Pa的状态. b.“单位物质的量的气体”即“1 mol任何气体”. c.1 mol任何气体的体积在标准状况下都约为22.4 L，在非标准状况下，其体积可能为22.4 L，也可能不为22.4 L. 而在使用阿伏加德罗定律时，只要把握好气体摩尔体积与阿伏加德罗定律的关系，一般不会出错，它们之间的关系表示如下： (注：T温度，p压强，V体积，N气体分子数) 在阿伏加德罗定律中，对于任何两种气体，其温度、压强、物质的量、体积四个量中，任意三个量对应相同，则第四个量必然相同. 例2 NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中，正确的是 ( ) 4.6 gNa作为还原剂可提供的电子数为0.2 NA 在标准状况下，11.2 LSO2中所含的氧原子数为NA 在标准状况下，5.6 L HCl中所含的电子数为9 NA 在常温、常压下，1 mol He中所含有的原子数为NA 在同温、同压时，相同体积的任何气体单质中所含的原子数相同 在25，压强为1.01105Pa时，11.2 L氮气中所含的原子数为NA A. B. C. D. 分析 推导如下： Na - e-=Na+ 23g NA 4.6 g (0.2 NA) 所以正确. 推导如下： SO2 2O 22.4L 2NA11.2L (NA) 所以正确. 中，首先对每个HCl分子中所含的电子数进行计算，因为每个氢原子含1个电子，每个氯原子含17个电子，所以每个HCl分子中含18个电子. HCl 18e- 22.4L 18 NA 5.6L (4.5NA) 而不是9NA，所以该说法不正确. 正确.1 mol He含有NA个氦原子，不受温度、压强的制约. 错误.根据阿伏加德罗定律应为“分子数相同”，而不是原子数相同. 在25，压强为1.01105Pa时，不是标准状况下，所以11.2L N2的物质的量不是0.5 mol，所含的原子数也不是NA. 综上所述，正确，其余都错. 答案：C 说明 解本题的关键是掌握标准状况下气体体积与所含微粒的转换规律： 气体体积（L）物质的量微粒数 在辨析判断各选项正误时，要注意克服“错觉”，要善于结合所学元素和化合物的知识，运用物质的量、气体体积、物质的微粒数及阿伏加德罗定律等概念. 例3 已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积，下列物理量中尚不能全部计算出其近似值的是 ( ) A.固体物质分子的大小和质量 B.液体物质分子的大小及质量 C.气体物质分子的大小和质量 D.气体物质分子的质量 分析 联系气、液、固三种状态的物质中微粒聚集的状态进行分析，从微观角度理解影响气体、固体、液体物质的摩尔体积的因素.固体和液体物质中，分子间距离较小，分子间堆积较紧密，所以根据阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积三个物理量就可以计算出分子大小和分子质量的近似值.对于气体物质来说，由于气体分子间距离比分子本身的体积要大得多，根据阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量及摩尔体积三个物理量只能计算出分子质量的近似值. 答案：C 例4 依照阿伏加德罗定律，下列叙述中，正确的是 ( ) A.同湿、同压下，两种气体的体积比等于摩尔质量之比 B.同温、同压下，两种气体的物质的量之比等于密度之比 C.同温、同压下，两种气体的摩尔质量之比等于密度之比 D.同温、同体积下，两种气体的物质的量之比等于压强之比 分析 根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温、同压下，两种气体的体积之比等于它们的物质的量之比，与它们的摩尔质量成反比，跟它们的密度成反比，故A、B两项错误. 答案：CD说明对阿伏加德罗定律及推论的深刻理解和记忆是解题基础.或由pV=nRT= RTpM=RT=RT公式也可求解. 同类变式1 下列各组物质中，体积相同的是（）A.25 mol氯气和2.5mol氯化氢B.标准状况下，4.48L氢气和0.8g氦气 C.同温、同压下，3.011023个氨分子和22 g 二氧化碳气体 D.9g水蒸气和11.2 L氨气 答案：BC 同类变式2 在一定温度和压强下，1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合，生成 2体积Z(气).则Z的化学式是 ( ) A.XY3 B.XY C.X3Y D.X2Y3 答案：A综合应用题 例5 阿伏加德罗常数为NA，标准状况下，某种O2和N2的混合气体m g含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下，所占的体积(L)应是 ( ) A.22.4nb/(mNA) B.22.4 mb/(nNA) C.22.4nNA/(mb) D.nbNA/(22.4m) 分析 m g混合气体的物质的量mol，对相同的混合气体，其质量之比等于物质的量之比，设ng混合气体的物质的量为x，则 故在标准状况下，气体的体积为V=xVm=答案：A【注意】本题的解法有多种： 先求ng气体中含有的分子数：，再求物质的量：mol=mol，最后求V. 先求混合气体的平均摩尔质量：再求ng该混合气体的物质的量：最后求出V. 同类变式1 如果ag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(NA表示阿伏加德罗常数) ( ) 答案：A同类变式2 空气和二氧化碳按体积比5:1混合，使混合气体与足量的红热焦炭充分反应.设空气中氮气和氧气的体积比为4:1，不计其他成分，且体积都在同温、同压下测定，则反应后的气体中一氧化碳的体积分数为 ( ) A.29 B.43 C.50 D.100 答案：C 同类变式3 两个容积相同的容器，一个盛有NO，另一个盛有N2和O2，在同温、同压下，两容器内的气体一定具有相同的 ( ) A.原子总数 B.质子总数 C.分子总数 D.质量 答案：AC 例6 两种金属的混合粉末15.0g，跟足量的盐酸反应，生成标准状况下的H211.2 L，则下列各组混合物能满足上述条件的是 ( ) A.Mg、Ag B.Cu、Zn C.Al、Mg D.Fe、Al 分析 本题考查的是金属与酸反应的能力，及标准状况下气体体积与物质的量的关系. 解法1：常规方法逐项分析计算.A项中A吕与盐酸不反应，11.2LH2由Mg与盐酸反应得来，则需金属镁12g，混合物可另有3g银，符合题意；B项中Cu与盐酸不反应，即11.2LH2全部由Zn与盐酸反应得来，别需锌32.5g，大于15g，不符合题意；C项中Al、Mg都与盐酸反应，可用极值法处理，设15.0 g全为Al，则标准状况下生成的H2的体积V(H2)11.2 L，若15.0 g全为Mg，则标准状况下生成的H2体积V(H2)11.2 L，所以Al、Mg无论以什么比例混合，只要总质量为15.0 g，则生成的H2的体积在标准状况下必大于11.2L，不符合题意；D项中Fe、Al也都与盐酸反应,同样用极值法进行处理，若15.0g全为Fe，则在标准状况下，V(H2)11.2 L，所以在总质量为15.0 g的情况下，只要Fe、Al按照一定比例混合，最后生成H2的体积在标准状况下就会为11.2 L，符合题意. 解法2：摩尔电子质量法.根据在氧化还原反应中，得失电子数相等的原则，通过失去、得到或偏移1 mol电子所需要和涉及的物质的量，抓住转化过程中的关键因素，思路明确，简化过程. 两种金属粉末15.0g，与酸反应放出标准状况下的H2 11.2 L，即0.5 mol，而0.5 mol H2，是由1 mol H+转变而来，敌得电子1 mol，因此混合物平均失去1 mol电子所需的质量为15 g.那么组成混合物的各组分失去1 mol电子所需的质量必须一个大于15 g，另一个小于15 g，这样形成的混合物才可能为15g.对于Mg、Al、Fe、Zn四种金属来说，其失去1 mol电子所需的质量为其摩尔质量除以其化合价，即Mg为12g，Al为9g，Fe为28g，Zn为32.5g，对于Cu、Ag等与盐酸不反应，不放出H2的金属来说，可以认为放出1 mol H2需质量无穷大(即不可能放出H2)，则为大于15g.经分析A项符合；B项均大于15g，不符合；C项均小于15g，不符合；D项符合. 答案：AD 【注意】 摩尔电子质量法是较简单的解题方法.本题是取失去1 mol电子所需的质量，而非平均摩尔质量，因而需避免由于各种金属化合价不同而引起的计算错误. 同类变式1 一种含杂质的铁，已知可能含有铜、铝、钙或镁等金属中的一种或几种，取5.6g样品与足量的稀H2SO4充分作用，生成标准状况下的H22，24 L，则此铁样中一定含有的金属杂质是_. 答案：铜 同类变式2 在相同状况下将Mg、Al、Fe分别投入到质量相等且足量的稀 H2SO4中，反应结束后，三种溶液的质量仍相等，则投入Mg、Al、Fe三种金属的质量关系正确的是 ( ) A.MgAlFe B.AlFeMg C.AlMgFe D.FeMgAl 答案：C 同类变式3 将由镁、铝、锌组成的混合物与足量盐酸作用，放出H2的体积为 2.6 L(标准状况下)，则三种金属的物质的量之和可能为 ( ) A.0.250 mol B.0.125 mol C.0.100 mol D.0.070 mol 答案：C 例7 空气可近似视为N2和O2按体积比为4:1组成的混合气体，则空气的平均相对分子质量约为 ( ) A.28 B.29 C.34 D.60 分析 根据平均摩尔质量的计算公式：28 g/mol+32g/mol 28.8 g/mol，即空气的相对分子质量约为29.另外也可以根据平均值法规律，推得答案：空气的平均相对分子质量r应为28rp(N2)p(H2) C.p(H2)p(N2)p(O2) D.无法判断答案：C提示：由于同温且密度相同，由密度定义mV可知，当容器容积相等时，气体质量相等，则气体物质的量关系为：n(H2)n(N2)n(O2)，由阿伏加德罗定律的推论可知C项正确6.在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体，通过电火花使这三种气体恰好完全反 应，冷却得到的溶液，其溶质的质量分数为28.9，则容器内H2、O2、Cl2的体积比为 ( ) A.9:4:1 B.9:2:4 C.11:5:1 D.9:4:2答案：C提示：因发生反应：H2+Cl2 2HCl，2H2+O2=2H2O，由于气体体积比等于反应的化学方程式中化学计量数比，由恰好完全反应可知，有n(H2)n(Cl2)+2n(O2)成立，故A、C两项可能满足题意，排除B、D两项.A项中产生的HCl与H2O的物质的量之比为1:4，形成的溶液中溶质的质量分数为28.9；而C项中产生的HCl与H2O的物质的量比为1:5，形成的溶液中溶质 的质量分数为100=28.9，故C项正确7.常温下，在密闭容器中分别充入两种气体各0.1 mol，一定条件下充分反应，恢复 到原温度时，压强降低为开始时的，则原混合气体可能是 ( ) A.H2和O2 B.HCl和NH3 C.H2和Cl2 D.CO和O2答案：A提示：A项中，等物质的量的H2和O2反应，剩余0.05 mol O2，压强变为原来的；B中，HCl和NH3恰好完全反应生成固体NH4Cl，压强为0；C中，H2和Cl2 反应后物质的量不变，压强不变；D中，CO与O2反应生成气态的CO2，压强变为原来的8.同温、同压下，由CO2、H2和CO组成的混合气体的密度与N2的密度相同，则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为 ( ) A.28:8:13 B.22:1:14 C.13:8:29 D.26:16:57答案：CD提示：由于CO与N2具有相同的相对分子质量，所以CO2、H2、CO混合气体的平均相对分子质量仅由CO2和H2来决定，CO的量可认为是任意值，由十字交叉法：C、D两项符合9.在某温度下，一定量的元素A的气态氢化物AH3，在一定容积的密闭容器中可以完全分解成两种气态单质，此时压强增加了75，则A单质的一个分子中有 _个A原子，AH3分解反应的化学方程式是_.答案： 4；4AH3A4+6H2提示：已知AH3分解成两种气态单质，在密闭容器内压强增加了75，从阿伏加德罗定律的推论中可知，同温同体积的条件下：，因此压强增加了75就意味着密闭容器中气体分子数增加了75.设AH3分解的化学方程式为xAH3=Ax+H2，反应前是x个分子，反应后是1+x个分子，根据题意有1+75，解得 x4