《化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用》獲獎(jiǎng)

化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

氣體摩爾體積基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)疑難名師點(diǎn)撥典例精析導(dǎo)悟【例1】下列說法正確的是（NA表示阿伏加德羅常數(shù)）A.在常溫常壓下，11.2LN2含有的分子數(shù)是0.5NAB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，18g水所占有的體積約是22.4LC.32gO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約是22.4LD.在同溫同壓下，相同體積的任何氣體所含的原子數(shù)相等【規(guī)范解答】選C。本題考查了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積的理解和阿伏加德羅定律的概念?！咀兪接?xùn)練】下列有關(guān)氣體摩爾體積的說法中正確的是（）A.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.5mol任何氣體的體積都必定是

11.2LB.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何物質(zhì)的體積都約是22.4LC.常溫常壓下，1mol任何氣體的體積都約是22.4LD.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.5molCO2所占有的體積約是11.2L【解析】選D。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積都約為22.4L，故A項(xiàng)中11.2L為近似值，B項(xiàng)中物質(zhì)不一定是氣體，C項(xiàng)不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，因此只有D正確?！纠?】在體積相同的兩個(gè)密閉容器中分別充滿O2、O3氣體，當(dāng)這兩個(gè)容器內(nèi)溫度和氣體密度相等時(shí)，下列說法正確的是A.兩種氣體的壓強(qiáng)相等B.O2比O3的質(zhì)量小C.兩種氣體的分子數(shù)目相等D.兩種氣體的氧原子數(shù)目相等【自主解答】選D。體積和密度相等時(shí)，O2和O3的質(zhì)量相同，二者的物質(zhì)的量關(guān)系為n（O2）∶n（O3）=3∶2，所以O(shè)2與O3的壓強(qiáng)之比為3∶2，分子數(shù)目之比為3∶2，但O2與O3的氧原子數(shù)目相等。【變式訓(xùn)練】(2010·柳州高一檢測)在三個(gè)密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，當(dāng)它們的溫度和密度都相同時(shí)，這三種氣體的壓強(qiáng)（p）從大到小的順序是（）A.p(Ne)>p(H2)>p(O2)B.p(O2)>p(Ne)>p(H2)C.p(H2)>p(O2)>p(Ne)D.p(H2)>p(Ne)>p(O2)【解析】選D。根據(jù)阿伏加德羅定律可知，當(dāng)它們的溫度和密度相同時(shí)，摩爾質(zhì)量與壓強(qiáng)成反比，摩爾質(zhì)量由小到大的順序?yàn)镠2<Ne<O2。課堂基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.常溫常壓下，用等質(zhì)量的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體分別吹出四個(gè)氣球，其中氣體為CH4的是（）【解析】選D。質(zhì)量相等時(shí)，物質(zhì)的物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量成反比。所以，等質(zhì)量的CH4、CO2、O2、SO2，物質(zhì)的量關(guān)系為SO2<CO2<O2<CH4。2.質(zhì)量為16g的下列氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積約為11.2L的是（）A.H2B.O2C.CO2D.CH4【解析】選B。標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的物質(zhì)的量為則該氣體的摩爾質(zhì)量為即為氧氣。3.（2010·銅陵高一檢測）在同溫同壓下，A、B兩容器中分別充滿氫氣和氨氣，如果它們所含的原子總數(shù)相等，則兩容器體積比是（）A.2∶1B.1∶2C.2∶3D.1∶3【解析】選A。設(shè)A、B容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為x、y，則有x×2=y×4，故x∶y=2∶1，同溫同壓下，氣體有所以兩容器的體積比為2∶1，選A。4.下列敘述正確的是（）A.1mol任何氣體的體積都為22.4LB.1mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積都為22.4LC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol水所占的體積是22.4LD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L的任何氣體的物質(zhì)的量都是1mol【解析】選D。按氣體摩爾體積的“四要素”即狀態(tài)（氣體）、條件（標(biāo)準(zhǔn)狀況）、定量（1mol）、數(shù)值（22.4L）逐項(xiàng)分析。A中，沒有指明氣體所處狀況；B中，沒有指明該物質(zhì)的狀態(tài)；C中，水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體；D中，是對(duì)氣體摩爾體積概念的應(yīng)用。5.相同溫度和壓強(qiáng)下，20mLA2氣體和20mLB2氣體充分反應(yīng)生成10mLC氣體，同時(shí)有10mLA2氣體剩余。（1）C的分子式為_____________（用A、B表示）。（2）確定C的分子式的依據(jù)是____________________?！窘馕觥扛鶕?jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下，氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，即1molA2和2molB2反應(yīng)生成1molC，又依據(jù)質(zhì)量守恒定律知C的分子式為A2B4。答案：（1）A2B4（2）阿伏加德羅定律和質(zhì)量守恒定律6.（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22gCO2氣體的體積是_____L，與__________gN2含有相同的分子數(shù)。（2）等物質(zhì)的量的CO和CO2其質(zhì)量之比是________，分子數(shù)之比是__________________?！窘馕觥浚?）22gCO2的物質(zhì)的量為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L。相同分子數(shù)的N2的質(zhì)量為0.5mol×28g/mol=14g。（2）相等物質(zhì)的量時(shí),m(CO)∶m(CO2)=28∶44=7∶11，N(CO)∶N(CO2)=1∶1。答案：（1）11.214（2）7∶111∶1知能提升作業(yè)A組（30分鐘50分）一、選擇題（本題包括4小題，每小題6分，共24分）1.下列示意圖中，白球代表氫原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中間有一個(gè)可以上下滑動(dòng)的隔板（其質(zhì)量可忽略不計(jì)）。其中能表示等質(zhì)量的氫氣與氦氣的是（）【解析】選A。本題以同學(xué)們應(yīng)該了解的氫氣和氦氣的分子結(jié)構(gòu)為線索，考查同學(xué)們的“識(shí)圖”（即接受某種新信息）能力、對(duì)阿伏加德羅定律的掌握情況，以及有關(guān)相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量及確定分子式的計(jì)算能力。氫氣屬于雙原子分子，而氦氣屬于單原子分子。根據(jù)氫和氦的相對(duì)原子質(zhì)量容易算出：等質(zhì)量的氫氣和氦氣的分子個(gè)數(shù)比為2∶1，根據(jù)阿伏加德羅定律，在同溫同壓下，分子個(gè)數(shù)比即體積比，因此，A是正確的。2.下列關(guān)于2mol氧氣的敘述中，正確的是（）A.質(zhì)量是32gB.體積是44.8LC.分子數(shù)是1.204×1024D.原子數(shù)是2mol【解析】選C。已知2molO2，則有m(O2)=2mol×32g/mol=64g，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(O2)=2mol×22.4L/mol=44.8L，分子數(shù)N=2mol×6.02×1023mol-1=1.204×1024,原子數(shù)2mol×2=4mol，故選C。3.(2010·上海高一檢測)同溫同壓下，1molH2和1molH2O具有相同的（）A.分子數(shù)B.體積C.質(zhì)量D.原子數(shù)【解析】選A。在相同溫度和壓強(qiáng)下，1molH2和1molH2O的分子數(shù)均為NA，A正確；通常狀況下，H2為氣體，H2O為液體，故體積不同；1molH2質(zhì)量為2g，原子為2mol，而1molH2O質(zhì)量為18g，原子為3mol，故B、C、D均錯(cuò)誤。4.(2010·天津五校聯(lián)考)下列敘述正確的是（）A.一定溫度、壓強(qiáng)下，氣體體積由其分子的大小決定B.一定溫度、壓強(qiáng)下，氣體體積由氣體的物質(zhì)的量的多少?zèng)Q定C.氣體摩爾體積是指1mol任何氣體所占的體積為22.4LD.不同的氣體，若體積相等，則它們所含的分子數(shù)一定相等【解析】選B。在一定溫度和壓強(qiáng)下，氣體體積由氣體的物質(zhì)的量決定，A錯(cuò)B對(duì)；氣體摩爾體積是指單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積才為22.4L，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)結(jié)論成立的條件是相同條件下，D錯(cuò)誤。二、非選擇題（本題包括2小題，共26分）5.（12分）標(biāo)準(zhǔn)狀況下的甲烷和一氧化碳的混合氣體8.96L，其質(zhì)量為7.60g，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為________;混合氣體中甲烷的體積為_________；一氧化碳的質(zhì)量為____________?！窘馕觥炕旌蠚怏w的物質(zhì)的量為平均相對(duì)分子質(zhì)量為19，設(shè)CO的物質(zhì)的量為x,則有：7.60g=x×28g·mol-1+（0.4mol-x)×16g·mol-1，求得x=0.1mol。n(CH4)=0.3mol,V(CH4)=6.72L,m(CO)=0.1mol×28g·mol-1=2.8g。答案：196.72L2.8g6.（14分）對(duì)一定量氣體體積的探究。（1）已知1mol不同氣體在不同條件下的體積：（2）從上表分析得出的結(jié)論：①1mol任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約為_________________。②1mol不同的氣體，在不同的條件下，體積________

（填“一定”、“一定不”或“不一定”）相等。（3）理論依據(jù)：相同條件下，1mol任何氣體的體積幾乎相等，原因是：①___________，②____________。（4）應(yīng)用：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4gO2的體積為多少升？（寫出計(jì)算過程）【解析】（2）從（1）的數(shù)據(jù)可以看出：1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積都約為22.4L；1mol不同氣體，在不同條件下，體積不一定相同。（3）因?yàn)樵谙嗤臏囟群蛪簭?qiáng)下，任何氣體分子間的平均距離幾乎相同且1mol氣體的分子數(shù)目也相同，所以在相同條件下，1mol任何氣體的體積幾乎相等。（4）4gO2的物質(zhì)的量在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.125mol×22.4L/mol=2.8L。答案：（2）①22.4L②不一定（3）①氣體分子數(shù)目相等②相同條件下，氣體分子間的平均距離幾乎相等（4）V(O2)=n×22.4L/mol=×22.4L/mol=×22.4L/mol=2.8L。B組1.如果ag某氣體中含有的分子數(shù)為b,則cg該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是（）【解析】2.（2010·華東師大附中高一檢測）一定量的液態(tài)化合物XY2，在一定量的O2中恰好完全燃燒，反應(yīng)式為：XY2（液）+3O2（氣）====XO2（氣）+2YO2（氣）測得生成物的總體積為672mL，密度為2.56g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。則（1）反應(yīng)前O2的體積為_________mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；（2）化合物XY2的摩爾質(zhì)量為_________________；（3）若XY2分子中X、Y兩元素的質(zhì)量比為3∶16，則X、Y分別為_________、__________。【解析】據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，故反應(yīng)前O2的體積為672mL，即則n（XY2)=n（O2）=0.01mol，再據(jù)質(zhì)量守恒得m（XY2）=m（生成物）-m（O2）=0.672L×2.56g/L-0.03mol×32g/mol=0.76g，所以M（XY2）=X的相對(duì)原子質(zhì)量為76×=12，即碳，Y的相對(duì)原子質(zhì)量為76××=32，即硫。答案：（1）672（2）76g/mol（3）CS實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】已知化學(xué)反應(yīng)：S（s）+O2（g）====SO2(g)，加熱使硫粉與O2反應(yīng)，冷卻至室溫時(shí)觀察水銀柱變化，通過水銀柱是否變化確定大試管中氣體體積與分子數(shù)之間的關(guān)系?！緦?shí)驗(yàn)用品】大試管、帶彎曲玻璃管的橡皮塞、鐵架臺(tái)、酒精燈、研細(xì)的硫粉、氧氣、水銀、紅筆?！緦?shí)驗(yàn)裝置及步驟】（1）將如圖裝置裝好后固定到鐵架臺(tái)上。待內(nèi)外氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí)，用紅筆在玻璃管上標(biāo)出水銀柱液面刻度。點(diǎn)燃（2）用酒精燈加熱試管底部，可以看到研細(xì)的硫粉在試管中燃燒，當(dāng)瓶中氧氣消耗完時(shí)火焰熄滅。已知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。（3）反應(yīng)結(jié)束后，讓其自然冷卻?！舅伎加懻摗浚?）要保證本實(shí)驗(yàn)成功，應(yīng)使_____________________________________________________________。（2）在步驟（2）中觀察到現(xiàn)象為_________________________________________________________。（3）在步驟（3）中觀察到現(xiàn)象為___________________________________________________________。（4）本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為_____________________________________________________________________?！窘馕觥勘緦?shí)驗(yàn)的原理是利用化學(xué)反應(yīng)：S(s)+O2(g)

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SO2(g)在反應(yīng)前后氣體的體積不變證明：同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子（本實(shí)驗(yàn)結(jié)論），因此該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是裝置的氣密性要好，在步驟（2）中觀察到水銀柱左管上升，右管下降，步驟（3）中觀察到水銀柱又回到標(biāo)定的刻度。點(diǎn)燃答案：（1）裝置的氣密性良好（2）水銀柱左管上升，右管下降（3）水銀柱又回到原來標(biāo)定的刻度（4）在相同溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都具有相同的粒子數(shù)教師備課資源1.常溫、常壓下，氣體體積的大小取決于（）A.分子半徑B.分子質(zhì)量C.分子總數(shù)D.分子間的平均距離【解析】選C。由于分子間的平均距離遠(yuǎn)大于分子本身大小，且相同條件下分子間平均距離相等，故氣體體積的大小取決于分子總數(shù)。2.下列說法中，正確的是（）A.氣體的摩爾體積為22.4L·mol-1B.1molH2的質(zhì)量是2g，它所占的體積是22.4LC.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都為

22.4L·mol-1D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為

22.4L【解析】選D。本題主要考查氣體摩爾體積的概念，A項(xiàng)和B項(xiàng)沒說明標(biāo)準(zhǔn)狀況，C項(xiàng)單位錯(cuò)。3.（2009·興義高一檢測）下列說法正確的是（）A.摩爾是物質(zhì)的質(zhì)量單位B.氫氣的摩爾質(zhì)量是2gC.1molOH-的質(zhì)量是17gD.1mol氣體所占的體積約為22.4L【解析】選C。摩爾是物質(zhì)的量的單位，A錯(cuò)誤；氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol，B錯(cuò)誤；1molOH-的質(zhì)量為17g,C正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol