课时跟踪检测（三）物质的量 气体摩尔体积
1．雾霾天气对环境造成了严重影响，部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )
A．臭氧的摩尔质量是48 g
B．同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
23
C．16 g臭氧中含有6.02×10个原子
23
D．1.00 mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×10
－1
解析：选C 臭氧的摩尔质量是48 g·mol，A项错误；同温同压条件下，等质量的氧气和
23
臭氧体积比为3∶2，B项错误；1.00 mol 臭氧中含有电子总数为24×6.02×10，D项错误。 2.(2016·湘中名校模拟)如图表示1 g O2与1 g X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．C2H4 B．CH4 C．CO2 D．NO
解析：选C 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的，故C正确。
3．(2016·潍坊质检)下列说法正确的是( )
－1
A．1 mol任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol
5
B．20 ℃、1.0×10 Pa时，同体积的O2与CO2含有相同的分子数 C．当1 mol气态物质的体积为22.4 L时，该气体一定处于标准状况 D．2 mol气体的体积约为44.8 L
解析：选B A项，没有给出气体所处的温度和压强，标准状况下气体摩尔体积约为22.4
－1
L·mol；B项，根据阿伏加德罗定律，同温、同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，B项正确；C项，1 mol气态物质在非标准状况时，体积也有可能等于22.4 L；D项，没有给出气体所处的温度和压强。
4．(2016·郑州质检)如图所示，在同温同压下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与充有氯化氢的气球所含原子数一定相等的是( )
解析：选C 同温同压下，体积相等的气球中，气体的物质的量相等。HCl是双原子分子，因此混合气体分子的平均原子数一定等于2时才符合要求。A项中有可能等于2，B项中一定大于2，C项中一定等于2，D项中一定大于2，故选C。 5．下列指定微粒的数目不相等的是( ) A．等物质的量的水与重水含有的中子数
B．等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数 C．同温、同压、同体积的CO和NO含有的原子数
D．等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数
解析：选A A．1 mol普通水中含有的中子数是8NA,1 mol重水中含有的中子数是10NA，等物质的量的水与重水含有的中子数不相等，错误；B.乙烯、丙烯都属于烯烃，分子式符合CnH2n，最简式是CH2，所以若二者的质量相等，含最简式的个数相等，含有的共用电子对数也相等，正确；C.同温同压下，同体积的CO和NO分子数相同，且每个分子均为双原子分子，
1
所以同温同压下，同体积的CO和NO含有的原子数相同，正确；D.由于Cl2的氧化性很强，与变价金属Fe反应时产生的是FeCl3，与Al发生反应产生AlCl3，所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等，正确。
6．(2015·全国卷Ⅰ)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
－1＋
B．2 L 0.5 mol·L亚硫酸溶液中含有的H离子数为2NA
C．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA D．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA
－1,－1
解析：选C A．D2O的摩尔质量为20 g·mol18 g D2O的物质的量为18 g/20 g·mol＝
－1
0.9 mol，则含有的质子数为0.9 mol×10NA＝9NA，H2O的摩尔质量为18 g·mol，18 g H2O
－1
的物质的量为18 g/18 g·mol＝1 mol，则含有的质子数为1 mol×10NA＝10NA，故A不正
＋－1
确。B.亚硫酸是弱电解质，不能发生完全电离，所含H离子数小于2 L×0.5 mol·L×2＝2NA，故B不正确。C.过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，根
－
据电子转移情况得关系式O2～2e，生成0.1 mol氧气转移电子数为0.2NA，故C正确。D.2 mol NO与1 mol O2发生反应2NO＋O2===2NO2，生成2 mol NO2，因为存在2NO2N2O4，则产物的分子数小于2NA，故D不正确。 7．下列说法正确的是( )
1823
A．32 g O2中含有的氧原子数是2×6.02×10
23
B．1 mol N2和CO的混合气体中含有的分子总数是2×6.02×10
23
C．2.3 g Na与O2完全反应生成3.6 g产物时失电子数是0.1×6.02×10
－123
D．1.0 L 0.1 mol·L NH4NO3溶液中含有的铵根离子数是0.1×6.02×10
1623
解析：选C 32 g O2中含有的氧原子数为2×6.02×10，A错误。1 mol N2和CO的混合
23
气体中分子总数应为6.02×10，B错误。2.3 g Na完全反应，不论产物是Na2O、Na2O2还
＋＋
是Na2O与Na2O2的混合物失去电子均为0.1 mol，C正确。NH4水解使溶液中NH4小于0.1 mol，D错误。
放电
8．在臭氧发生装置中装入氧气100 mL，经反应：3O2===== 2O3，最后气体体积变为95 mL(体积均在标准状况下测定)，则混合气体的密度是( )
－1－1
A．1.3 g·L B．1.5 g·L
－1－1
C．1.7 g·L D．2.0 g·L
－1－1－1
解析：选B ρ(O2)＝32 g·mol÷22.4 L·mol＝1.429 g·L，根据同温同压下同质量
－1
气体的密度之比等于体积的反比，可得：ρ(混)＝1.50 g·L。
9．同温同压下，质量忽略不计的两气球A和B，分别充入X气体和Y气体，且充气后两气球的体积相同。若相同条件下，A气球放在CO中静止不动，B气球放在O2中上浮。下列叙述或表示正确的是( )
A．X气体的相对分子质量比Y气体的相对分子质量大 B．X可能是N2，Y可能是CH4
C．X气体的密度小于Y气体的密度 D．充气后A气球质量比B气球质量大
解析：选B X气球放在CO中静止不动，Y气球放在O2中上浮，说明X气体的密度和一氧化碳的密度接近，Y的密度小于氧气，同温同压下，气体密度与摩尔质量成正比，所以X的相对分子质量与CO的相近，接近28，Y的相对分子质量小于氧气，即小于32。但X气体的相对分子质量不一定比Y大，A错误；氮气的相对分子质量为28，甲烷的相对分子质量为16，所以X可能是氮气，Y可能是甲烷，B正确；X的密度接近CO，但不一定小于Y的密度，C
2
错误；相同条件下，等体积的两种气体的物质的量相等，因为其摩尔质量相对大小未知，所以无法确定其质量相对大小，D错误。
10．将20 g M物质、5 g N物质、9 g R物质混合加热发生化学反应，经充分反应后的混合物中含5 g M物质、20 g R物质还含有一种新物质Q，若M、N、R、Q的相对分子质量分别为30、20、44、18，它们之间发生反应的化学方程式是( ) A．M＋N===R＋Q B．M＋2N===2R＋Q C．2M＋N===2R＋Q D．2M＋N===R＋2Q
解析：选D 反应后M、N质量减少，而R质量增加，则反应式为M＋N―→R＋Q，参加反应20 g－5 g5 g的M、N和生成的R、Q物质的量分别为n(M)＝mol，n(N)＝－1＝0.5 －1＝
30 g·mol20 g·mol20 g－9 g15 g＋5 g－11 g
0.25 mol，n(R)＝＝0.5 mol，则化学方－1＝0.25 mol，n(Q)＝－1
44 g·mol18 g·mol程式为2M＋N===R＋2Q。
11．物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算： (1)0.2 g H2含有________个H原子。
(2)标准状况下，含有相同氧原子数的CO和CO2的体积之比为________。
3＋2－
(3)100 mL硫酸铝溶液中n(Al)＝0.20 mol(不考虑水解因素)，则其中c(SO4)＝________________________________________________________________________。
－
(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl，此氯化物的摩尔质量为________，该金属元素的相对原子质量为__________。
(5)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应(生成Fe与CO2)后，生成Fe的质量为__________g。
解析：(1)0.2 g H2的物质的量为0.1 mol，含有0.2 mol H原子，即0.2NA个。(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的物质的量之比为2∶1，标准状况下，体积之比为2∶1。(3)100 mL
3＋2－2－－1
硫酸铝溶液中，n(Al)＝0.20 mol，则其中n(SO4)＝0.30 mol，c(SO4)＝3.0 mol·L。
－
(4)二价金属的氯化物可表示为MCl2，在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl，则
－1
该氯化物的物质的量为0.1 mol，摩尔质量为95 g·mol；该金属元素的相对原子质量为△
95－71＝24。(5)CO与Fe2O3反应的化学方程式为3CO＋Fe2O3=====标准状况下6.72 2Fe＋3CO2，L CO的物质的量为0.3 mol，完全反应后生成0.2 mol铁，即11.2 g。
－1
答案：(1)0.2NA (2)2∶1 (3)3.0 mol·L
－1
(4)95 g·mol 24 (5)11.2
12．如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。
在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：
(1)气体X是由________和________元素组成的。
3
(2)若240 mL气体X完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计
－1
算1 mol气体X的体积是24 000 mL，则X摩尔质量是________ g·mol。 (3)通过计算，确定X的分子式为________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)：________________________________________________________________________。
解析：在C管中收集到水，其中氧来源于CuO，则X中一定含有氢元素，在D中收集到N2，说明X中一定有氮元素，即X中含有氮、氢两种元素，B管CuO中含O：20.32 g－20.00 g＝0.32 g。n(O)＝0.02 mol，n(N2)＝0.01 mol,240 mL气体X物质的量为0.01 mol，因此n(X)∶n(N)∶n(H)＝0.01 mol∶(0.01 mol×2)∶(0.02 mol×2)＝1∶2∶4，所以X的化学
－1
式为N2H4，摩尔质量为32 g·mol。 答案：(1)氮 氢 (2)32 (3)N2H4 △
(4)N2H4＋2CuO=====N2＋2H2O＋2Cu
13．臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2放电,2O3。
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为
－1
________g·mol(保留一位小数)。
(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________ L。 (3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.6 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应容器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为多少？ 解析：(1)设有1 mol O2。 放电3O2 ===== 2O3 Δn 3 mol 2 mol 1 mol 0．3 mol 0.1 mol 根据：M＝m总32 g－1
＝＝35.6 g·mol。 n总0.9 mol
放电
(2)3O2 ===== 2O3 ΔV
3体积 2体积 1 体积
V(L) 8－6.5＝1.5 L V＝3 L。
(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol，含有O3 y mol， 0.6 L
x＋y＝22.4 L·mol则有1.6 g
2x＋3y＝16 g·mol
x＝0.02 mol解得
y＝0.02 mol
－1
＝0.04 mol＝0.1 mol
－1
所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。 答案：(1)35.6 (2)3 (3)50%
4
