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2.3.2气体摩尔体积
一．选择题
1．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　)
A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，分子数相同的任何气体的体积基本相同
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小，温度越高，气体所占体积越大
2．在标准状况下，由0.5 g H2、11 g CO2和组成的混合气体，其体积约为(　　)
A．8.4 L　 B．11.2 L
C．14.0 L　 D．16.8 L
3．如今中国宇航员已经可以在太空泡茶了。茶装在特制包装袋中，注水后用加热器进行加热就可以喝了，但要插上吸管以防止水飘起来。下列说法正确的是(　　)
A．宇航员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36
B．在空间站中气体摩尔体积大于 22.4 L·mol-1
C．1 mol H2O含有3 mol电子
D．在标准状况下，1 mol冰水混合物的体积约是22.4 L
4．下列物质在标准状况下体积最大的是(　　)
A．2 mol N2
B．11.2 L氢气
C．36 g水
D．6.02×1023个氯气分子
5．同温同压下，同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体是(　　)
A．H2S B．HCl
C．NH3 D．Cl2
6．臭氧的分子式为O3，又称三原子氧、超氧，因其有类似鱼腥味的臭味而得名，在常温下可以自行转化为氧气，密度比O2大，易溶于水，易分解。臭氧作为氧化剂时，产物没有污染。关于O2与O3气体，下列比值一定为2∶3的是(　　)
A．若两种气体所占体积相同，两种气体的质量之比
B．若温度和压强相同，两种气体的密度之比
C．若两种气体原子数相同，两种气体的质子数之比
D．若两种气体的质量相同，两种气体的分子数之比
7．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中会上浮。下列说法正确的是(　　)
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气球的质量比B气球的质量大
8．“人造空气”(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下，11.2 L“人造空气”的质量是4.8 g，其中氧气与氦气的质量比是(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶4 D．2∶3
9．下列两种气体的分子数一定相等的是(　　)
A．质量相等、密度不等的O2和CO
B．等体积等密度的CO和N2
C．等温等体积的O2和N2
D．等压等体积的N2和CO2
10．一个集气瓶的质量为20.0 g，在相同状况下，装满O2时质量为21.0 g，装满A气体时质量为22.0 g，则A气体的摩尔质量为(　　)
A．16 g·mol-1　 B．32 g·mol-1
C．64 g·mol-1　 D．128 g·mol-1
11．一个密闭容器的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，隔板处于如图所示位置(保持温度不变)，下列说法正确的是(　　)
A．右边的CO与左边的N2的分子数之比为4∶1
B．右侧CO的质量为5.6 g
C．右侧气体的密度是相同条件下氢气密度的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
12．已知a g气体X2中含有b个X原子，那么c g该气体在0 ℃、1.01×105 Pa条件下的体积是(设NA表示阿伏加德罗常数的值)(　　)
A． L　 B． L
C． L　 D． L
二．非选择题
13．我国力争在2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。现有煤燃烧产生的14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。请回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)该混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)将该混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。
②气球中收集到的气体的电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③标准状况下，气球中收集到的气体的体积为________L。
2.3.2气体摩尔体积
一．选择题
1．下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是(　　)
A．物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距
B．相同条件下，分子数相同的任何气体的体积基本相同
C．同温同压下，1 mol任何物质所占有的体积均相同
D．等质量的H2，压强越小，温度越高，气体所占体积越大
C　解析：从微观角度来说，物质的体积由粒子数目、粒子大小和粒子间距决定，A正确；分子数相同的气体的物质的量相同，则相同条件下体积基本相同，B正确；同温同压下，1 mol气态物质所占有的体积大致相同，C错误；等质量的H2，压强越小、温度越高，分子间距越大，气体体积越大，D正确。
2．在标准状况下，由0.5 g H2、11 g CO2和组成的混合气体，其体积约为(　　)
A．8.4 L　 B．11.2 L
C．14.0 L　 D．16.8 L
C　解析：气体的总体积＝＝14.0 L。
3．如今中国宇航员已经可以在太空泡茶了。茶装在特制包装袋中，注水后用加热器进行加热就可以喝了，但要插上吸管以防止水飘起来。下列说法正确的是(　　)
A．宇航员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36
B．在空间站中气体摩尔体积大于 22.4 L·mol-1
C．1 mol H2O含有3 mol电子
D．在标准状况下，1 mol冰水混合物的体积约是22.4 L
B　解析：H2O的摩尔质量是18 g·mol-1，A错误；空间站里有人的地方都是密闭的加压舱，里面空气成分与压强均与地球环境相同，故气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1，B正确；1个水分子中含有10个电子，则1 mol H2O中含有10 mol电子，C错误；在标准状况下，水不是气态，因此不能用气体摩尔体积计算1 mol冰水混合物的体积，D错误。
4．下列物质在标准状况下体积最大的是(　　)
A．2 mol N2
B．11.2 L氢气
C．36 g水
D．6.02×1023个氯气分子
A　解析：A项，标准状况下，2 mol N2的体积为44.8 L；B项，标准状况下，氢气的体积为11.2 L；C项，36 g水的体积约为＝36 mL；D项，6.02×1023个氯气分子的物质的量为1 mol，标准状况下，体积为22.4 L；故选A。
5．同温同压下，同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO，则甲气体是(　　)
A．H2S B．HCl
C．NH3 D．Cl2
A　解析：同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，同体积的甲、乙两种气体物质的量相同，质量比是17∶14，根据m＝nM可知，甲与乙的摩尔质量之比为17∶14，若乙气体是CO，则M(甲)∶28 g·mol-1＝17∶14，故M(甲)＝，各选项中只有H2S符合，故选A。
6．臭氧的分子式为O3，又称三原子氧、超氧，因其有类似鱼腥味的臭味而得名，在常温下可以自行转化为氧气，密度比O2大，易溶于水，易分解。臭氧作为氧化剂时，产物没有污染。关于O2与O3气体，下列比值一定为2∶3的是(　　)
A．若两种气体所占体积相同，两种气体的质量之比
B．若温度和压强相同，两种气体的密度之比
C．若两种气体原子数相同，两种气体的质子数之比
D．若两种气体的质量相同，两种气体的分子数之比
B　解析：如不在相同条件下，相同体积的两种气体的物质的量不一定相同，则质量比不一定等于2∶3，A错误；温度和压强相同，Vm相同，由ρ＝＝可知，两种气体的密度之比等于摩尔质量之比(即＝)，等于2∶3，B正确；两种气体都由氧元素组成，则两种气体原子数相同，两种气体的质子数相同，C错误；两种气体的质量相同，由n＝＝可知，两种气体的分子数之比等于摩尔质量的反比，为3∶2，D错误。
7．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中会上浮。下列说法正确的是(　　)
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气球的质量比B气球的质量大
B　解析：A气球放在CO中静止不动，B气球放在O2中会上浮，说明X气体的密度和CO的密度接近，Y的密度小于O2，根据ρ＝知，同温同压下，气体的密度与摩尔质量成正比，所以X的相对分子质量与CO的相似，接近28，Y的相对分子质量小于O2，即小于32。通过以上分析知，X的相对分子质量接近CO，Y的相对分子质量小于O2，但X气体的相对分子质量不一定比Y大，故A错误；N2的相对分子质量为28，CH4的相对分子质量为16，所以X可能是N2，Y可能是CH4，故B正确；X的密度接近CO，但不一定小于Y的密度，故C错误；相同条件下，等体积的两种气体其物质的量相等，因为其摩尔质量的相对大小未知，所以无法确定其质量相对大小，故D错误。
8．“人造空气”(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下，11.2 L“人造空气”的质量是4.8 g，其中氧气与氦气的质量比是(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶4 D．2∶3
B　解析：“人造空气”的物质的量是11.2 L÷22.4 L·mol-1＝0.5 mol，设氧气与氦气的物质的量分别是x、y，则x＋y＝0.5 mol、32 g·mol-1×x＋4 g·mol-1×y＝4.8 g，解得x＝0.1 mol、y＝0.4 mol，则二者的质量之比是3.2 g∶1.6 g＝2∶1，B项正确。
9．下列两种气体的分子数一定相等的是(　　)
A．质量相等、密度不等的O2和CO
B．等体积等密度的CO和N2
C．等温等体积的O2和N2
D．等压等体积的N2和CO2
B　解析：氧气和一氧化碳的摩尔质量不相等，质量相等时，根据n＝＝＝可知分子数不相等，故A项错误；体积相等、密度相等的CO和N2的质量相等，由于M(CO)＝M(N2)，则两者的物质的量相等，分子数相等，故B项正确；根据pV＝nRT可知，如果压强不相等，温度相同，体积相同的O2和N2的物质的量不等，则分子数不等，故C项错误；如果温度不同，压强相同，体积相同的O2和N2的物质的量不等，则分子数不等，故D项错误。
10．一个集气瓶的质量为20.0 g，在相同状况下，装满O2时质量为21.0 g，装满A气体时质量为22.0 g，则A气体的摩尔质量为(　　)
A．16 g·mol-1　 B．32 g·mol-1
C．64 g·mol-1　 D．128 g·mol-1
C　解析：已知集气瓶的质量为20.0 g，则氧气的质量为21.0 g－20.0 g＝1 g，则n＝＝＝ mol，气体的体积相同，则气体的物质的量相同，所以A的摩尔质量为M＝＝＝64 g·mol-1。
11．一个密闭容器的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，隔板处于如图所示位置(保持温度不变)，下列说法正确的是(　　)
A．右边的CO与左边的N2的分子数之比为4∶1
B．右侧CO的质量为5.6 g
C．右侧气体的密度是相同条件下氢气密度的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
C　解析：左右两侧气体温度、压强相同，气体的体积之比等于物质的量之比，左右两侧气体的体积之比为4∶1，所以右侧气体的物质的量为＝0.25 mol。气体的分子数与物质的量成正比，则右边与左边气体的分子数之比为1∶4，A错误；右侧CO的质量为28 g·mol－1×0.25 mol＝7 g，B错误；相同条件下气体的密度之比等于气体摩尔质量之比，所以右侧气体CO的密度是相同条件下氢气密度的＝14倍，C正确；相同条件下气体体积与物质的量成正比，隔板处于容器正中间时，左右两侧气体的物质的量相等，则需要充入的CO的物质的量为1 mol－0.25 mol＝0.75 mol，D错误。
12．已知a g气体X2中含有b个X原子，那么c g该气体在0 ℃、1.01×105 Pa条件下的体积是(设NA表示阿伏加德罗常数的值)(　　)
A． L　 B． L
C． L　 D． L
A　解析：b个X原子的物质的量为＝ mol，X2的物质的量为 mol，X2的摩尔质量＝＝ g·mol-1，c g X2的物质的量为＝ mol，c g该气体的体积＝ mol×22.4 L·mol-1＝ L。
二．非选择题
13．我国力争在2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。现有煤燃烧产生的14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。请回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)该混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)将该混合气体依次通过如图所示装置，最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。
②气球中收集到的气体的电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③标准状况下，气球中收集到的气体的体积为________L。
解析：(1)气体的物质的量为＝0.4 mol，该混合气体的平均摩尔质量为M＝＝36 g·mol-1。(2)设混合气体中CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则x＋y＝0.4 mol，根据混合气体的质量为14.4 g可得：28 g·mol-1x＋44 g·mol-1y＝14.4 g，解得：x＝0.2 mol、y＝0.2 mol，由于1分子CO和1分子CO2中均含1个碳原子，故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子，即0.4NA个C原子。(3)将混合气体依次通过如图装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO，摩尔质量为28 g·mol-1。②一个CO分子含有14个电子，由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol，则电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为。③气球中的气体为CO，其体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol-1＝4.48 L。
答案：(1)36 g·mol-1　(2)0.4NA　(3)①28 g·mol-1　②2.8NA　③4.48
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