《化学计量在实验中的应用》获奖

化学计量在实验中的应用

气体摩尔体积基础自主学习疑难名师点拨典例精析导悟【例1】下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）A.在常温常压下，11.2LN2含有的分子数是0.5NAB.标准状况下，18g水所占有的体积约是22.4LC.32gO2在标准状况下的体积约是22.4LD.在同温同压下，相同体积的任何气体所含的原子数相等【规范解答】选C。本题考查了标准状况下的气体摩尔体积的理解和阿伏加德罗定律的概念。【变式训练】下列有关气体摩尔体积的说法中正确的是（）A.在标准状况下，0.5mol任何气体的体积都必定是

11.2LB.在标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4LC.常温常压下，1mol任何气体的体积都约是22.4LD.在标准状况下，0.5molCO2所占有的体积约是11.2L【解析】选D。在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L，故A项中11.2L为近似值，B项中物质不一定是气体，C项不是标准状况下，因此只有D正确。【例2】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是A.两种气体的压强相等B.O2比O3的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等【自主解答】选D。体积和密度相等时，O2和O3的质量相同，二者的物质的量关系为n（O2）∶n（O3）=3∶2，所以O2与O3的压强之比为3∶2，分子数目之比为3∶2，但O2与O3的氧原子数目相等。【变式训练】(2010·柳州高一检测)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强（p）从大到小的顺序是（）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】选D。根据阿伏加德罗定律可知，当它们的温度和密度相同时，摩尔质量与压强成反比，摩尔质量由小到大的顺序为H2<Ne<O2。课堂基础达标1.常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是（）【解析】选D。质量相等时，物质的物质的量与摩尔质量成反比。所以，等质量的CH4、CO2、O2、SO2，物质的量关系为SO2<CO2<O2<CH4。2.质量为16g的下列气体，在标准状况下体积约为11.2L的是（）A.H2B.O2C.CO2D.CH4【解析】选B。标准状况下气体的物质的量为则该气体的摩尔质量为即为氧气。3.（2010·铜陵高一检测）在同温同压下，A、B两容器中分别充满氢气和氨气，如果它们所含的原子总数相等，则两容器体积比是（）A.2∶1B.1∶2C.2∶3D.1∶3【解析】选A。设A、B容器中物质的物质的量分别为x、y，则有x×2=y×4，故x∶y=2∶1，同温同压下，气体有所以两容器的体积比为2∶1，选A。4.下列叙述正确的是（）A.1mol任何气体的体积都为22.4LB.1mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4LC.标准状况下，1mol水所占的体积是22.4LD.标准状况下，22.4L的任何气体的物质的量都是1mol【解析】选D。按气体摩尔体积的“四要素”即状态（气体）、条件（标准状况）、定量（1mol）、数值（22.4L）逐项分析。A中，没有指明气体所处状况；B中，没有指明该物质的状态；C中，水在标准状况下不是气体；D中，是对气体摩尔体积概念的应用。5.相同温度和压强下，20mLA2气体和20mLB2气体充分反应生成10mLC气体，同时有10mLA2气体剩余。（1）C的分子式为_____________（用A、B表示）。（2）确定C的分子式的依据是____________________。【解析】根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，即1molA2和2molB2反应生成1molC，又依据质量守恒定律知C的分子式为A2B4。答案：（1）A2B4（2）阿伏加德罗定律和质量守恒定律6.（1）在标准状况下，22gCO2气体的体积是_____L，与__________gN2含有相同的分子数。（2）等物质的量的CO和CO2其质量之比是________，分子数之比是__________________。【解析】（1）22gCO2的物质的量为标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。相同分子数的N2的质量为0.5mol×28g/mol=14g。（2）相等物质的量时,m(CO)∶m(CO2)=28∶44=7∶11，N(CO)∶N(CO2)=1∶1。答案：（1）11.214（2）7∶111∶1知能提升作业A组（30分钟50分）一、选择题（本题包括4小题，每小题6分，共24分）1.下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板（其质量可忽略不计）。其中能表示等质量的氢气与氦气的是（）【解析】选A。本题以同学们应该了解的氢气和氦气的分子结构为线索，考查同学们的“识图”（即接受某种新信息）能力、对阿伏加德罗定律的掌握情况，以及有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算能力。氢气属于双原子分子，而氦气属于单原子分子。根据氢和氦的相对原子质量容易算出：等质量的氢气和氦气的分子个数比为2∶1，根据阿伏加德罗定律，在同温同压下，分子个数比即体积比，因此，A是正确的。2.下列关于2mol氧气的叙述中，正确的是（）A.质量是32gB.体积是44.8LC.分子数是1.204×1024D.原子数是2mol【解析】选C。已知2molO2，则有m(O2)=2mol×32g/mol=64g，标准状况下的体积V(O2)=2mol×22.4L/mol=44.8L，分子数N=2mol×6.02×1023mol-1=1.204×1024,原子数2mol×2=4mol，故选C。3.(2010·上海高一检测)同温同压下，1molH2和1molH2O具有相同的（）A.分子数B.体积C.质量D.原子数【解析】选A。在相同温度和压强下，1molH2和1molH2O的分子数均为NA，A正确；通常状况下，H2为气体，H2O为液体，故体积不同；1molH2质量为2g，原子为2mol，而1molH2O质量为18g，原子为3mol，故B、C、D均错误。4.(2010·天津五校联考)下列叙述正确的是（）A.一定温度、压强下，气体体积由其分子的大小决定B.一定温度、压强下，气体体积由气体的物质的量的多少决定C.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积为22.4LD.不同的气体，若体积相等，则它们所含的分子数一定相等【解析】选B。在一定温度和压强下，气体体积由气体的物质的量决定，A错B对；气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积，只有在标准状况下，1mol任何气体所占的体积才为22.4L，C错误；D项结论成立的条件是相同条件下，D错误。二、非选择题（本题包括2小题，共26分）5.（12分）标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体8.96L，其质量为7.60g，则混合气体平均相对分子质量为________;混合气体中甲烷的体积为_________；一氧化碳的质量为____________。【解析】混合气体的物质的量为平均相对分子质量为19，设CO的物质的量为x,则有：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）对一定量气体体积的探究。（1）已知1mol不同气体在不同条件下的体积：（2）从上表分析得出的结论：①1mol任何气体，在标准状况下的体积都约为_________________。②1mol不同的气体，在不同的条件下，体积________

（填“一定”、“一定不”或“不一定”）相等。（3）理论依据：相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等，原因是：①___________，②____________。（4）应用：在标准状况下，4gO2的体积为多少升？（写出计算过程）【解析】（2）从（1）的数据可以看出：1mol任何气体在标准状况下，体积都约为22.4L；1mol不同气体，在不同条件下，体积不一定相同。（3）因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间的平均距离几乎相同且1mol气体的分子数目也相同，所以在相同条件下，1mol任何气体的体积几乎相等。（4）4gO2的物质的量在标准状况下的体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L。答案：（2）①22.4L②不一定（3）①气体分子数目相等②相同条件下，气体分子间的平均距离几乎相等（4）V(O2)=n×22.4L/mol=×22.4L/mol=×22.4L/mol=2.8L。B组1.如果ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是（）【解析】2.（2010·华东师大附中高一检测）一定量的液态化合物XY2，在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应式为：XY2（液）+3O2（气）====XO2（气）+2YO2（气）测得生成物的总体积为672mL，密度为2.56g/L（标准状况）。则（1）反应前O2的体积为_________mL（标准状况）；（2）化合物XY2的摩尔质量为_________________；（3）若XY2分子中X、Y两元素的质量比为3∶16，则X、Y分别为_________、__________。【解析】据化学反应方程式可知该反应是气体体积不变的反应，故反应前O2的体积为672mL，即则n（XY2)=n（O2）=0.01mol，再据质量守恒得m（XY2）=m（生成物）-m（O2）=0.672L×2.56g/L-0.03mol×32g/mol=0.76g，所以M（XY2）=X的相对原子质量为76×=12，即碳，Y的相对原子质量为76××=32，即硫。答案：（1）672（2）76g/mol（3）CS实验探究创新【实验设计】已知化学反应：S（s）+O2（g）====SO2(g)，加热使硫粉与O2反应，冷却至室温时观察水银柱变化，通过水银柱是否变化确定大试管中气体体积与分子数之间的关系。【实验用品】大试管、带弯曲玻璃管的橡皮塞、铁架台、酒精灯、研细的硫粉、氧气、水银、红笔。【实验装置及步骤】（1）将如图装置装好后固定到铁架台上。待内外气体压强不再变化时，用红笔在玻璃管上标出水银柱液面刻度。点燃（2）用酒精灯加热试管底部，可以看到研细的硫粉在试管中燃烧，当瓶中氧气消耗完时火焰熄灭。已知该反应是放热反应。（3）反应结束后，让其自然冷却。【思考讨论】（1）要保证本实验成功，应使_____________________________________________________________。（2）在步骤（2）中观察到现象为_________________________________________________________。（3）在步骤（3）中观察到现象为___________________________________________________________。（4）本实验的结论为_____________________________________________________________________。【解析】本实验的原理是利用化学反应：S(s)+O2(g)

====

SO2(g)在反应前后气体的体积不变证明：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子（本实验结论），因此该实验成功的关键是装置的气密性要好，在步骤（2）中观察到水银柱左管上升，右管下降，步骤（3）中观察到水银柱又回到标定的刻度。点燃答案：（1）装置的气密性良好（2）水银柱左管上升，右管下降（3）水银柱又回到原来标定的刻度（4）在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都具有相同的粒子数教师备课资源1.常温、常压下，气体体积的大小取决于（）A.分子半径B.分子质量C.分子总数D.分子间的平均距离【解析】选C。由于分子间的平均距离远大于分子本身大小，且相同条件下分子间平均距离相等，故气体体积的大小取决于分子总数。2.下列说法中，正确的是（）A.气体的摩尔体积为22.4L·mol-1B.1molH2的质量是2g，它所占的体积是22.4LC.在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都为

22.4L·mol-1D.在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为

22.4L【解析】选D。本题主要考查气体摩尔体积的概念，A项和B项没说明标准状况，C项单位错。3.（2009·兴义高一检测）下列说法正确的是（）A.摩尔是物质的质量单位B.氢气的摩尔质量是2gC.1molOH-的质量是17gD.1mol气体所占的体积约为22.4L【解析】选C。摩尔是物质的量的单位，A错误；氢气的摩尔质量为2g/mol，B错误；1molOH-的质量为17g,C正确；标准状况下，1mol