专练2 阿伏加德罗定律及应用
1．[2021·山东卷]X、Y均为短周期金属元素。同温同压下，0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1 L；0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应，生成H2体积为V2 L。下列说法错误的是( )
A．X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B．X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C．产物中X、Y化合价之比一定为
D．由一定能确定产物中X、Y的化合价
2．[2020·北京卷]下列说法正确的是( )
A．同温同压下，O2和CO2的密度相同
B．质量相同的H2O和D2O(重水)所含的原子数相同
C．物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同
D．室温下，pH相同的盐酸和硫酸中，溶质的物质的量浓度相同
3．[2022·四川双流中学月考]一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球，下列说法中正确的是( )
A．气球②中装的是O2
B．气球①和气球③中气体分子数相等
C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
4．三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)
B．相同条件下，同质量的X、Y、Z三种气体，气体密度最小的是X
C.一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D．同温下，体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体，则其压强比为2∶1
5．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
6．[2022·全国百强校江西省上高县高三月考]如图所示实验装置用于测定气体摩尔体积，相关叙述正确的是 ( )
A.用CCl4代替水，测得氢气的体积更准确
B．量气管压入漏斗的水过多而溢出，会导致测定失败
C.必须待体系温度降低到0 ℃时才可进行读数
D．上提水准管，量气管液面高度不断改变，说明装置漏气
7．同温同压下，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据阿伏加德罗定律判断，下列叙述不正确的是( )
A．同温同压下甲和乙的密度之比为1∶1
B．甲与乙的相对分子质量之比为1∶1
C．同温同体积下等质量的甲和乙的压强之比为1∶1
D．等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1
8．在三个容积相同的密闭容器中分别充入Ne、H2、O2 三种气体，当他们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)由大到小的顺序是( )
A．p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)
B．p(O2)＞p(Ne)＞p(H2)
C．p(H2)＞p(O2)＞p(Ne)
D．p(Ne)＞p(H2)＞p(O2)
9．现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下所占的体积约为8.96 L。回答下列问题：
(1)该混合气体的平均摩尔质量：________。
(2)混合气体中碳原子的个数：________。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
(3)将混合气体依次通过如图装置，最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体摩尔质量：________________；
②标准状况下气球中收集到的气体的体积为________；
③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)
10．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：3O22O3。
(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________g·mol－1(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0.896 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________。
11．长征系列运载火箭的燃料之一是某液态化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为X2Y4(l)＋O2(g)===X2(g)＋2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为11.2 L，其密度为1.25 g·L－1，则：
(1)反应前O2的体积(标准状况下)为________，其物质的量为________mol。
(2)X2的摩尔质量为________，Y元素的名称是________ 。
(3)若反应生成0.1 mol X2，则转移电子的物质的量为________ mol。
12．如图所示，一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下，在乙室中充入0.6 mol HCl，甲室中充入NH3、H2的混合气体，静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为________mol。
(2)甲室中气体的质量为________g。
(3)甲室 中NH3、H2的平均相对分子质量为________。
(4)经过查资料知道HCl＋NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体)，如果将隔板a去掉，当HCl与NH3完全反应后，隔板b将静置于刻度“________”处(填数字)。
专练2 阿伏加德罗定律及应用
1．D 由稀盐酸和稀硫酸均足量，知金属均完全反应，根据同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，知X、Y生成H2的物质的量之比一定为，A项正确；根据2HCl～H2、H2SO4～H2，知X、Y消耗酸的物质的量之比一定为，B项正确；根据金属失电子总数等于H＋得电子总数，知0.1 mol X、0.1 mol Y失电子数之比为，则产物中X、Y的化合价之比一定为，C项正确；若＝1，则产物中X、Y的化合价相等，但不能确定化合价的具体数值，D项错误。
2．C 同温同压下，O2和CO2的密度之比等于相对分子质量之比，即32∶44，则同温同压下，O2和CO2的密度不相同，故A错误；质量相同的H2O和D2O(重水)的物质的量之比等于相对分子质量的反比，即20∶18，每个H2O分子和D2O分子中均含有3个原子，则所含的原子数之比为20∶18，故B错误；每个CH3CH2OH和CH3OCH3分子中所含共价键数均为8，则物质的量相同的CH3CH2OH和CH3OCH3所含共价键数相同，故C正确；室温下，pH相同的盐酸和硫酸中，c(H＋)相等，硫酸是二元强酸，而HCl是一元强酸，pH相同的盐酸和硫酸中，前者的浓度是后者的2倍，故D错误。
3．D m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体的物质的量分别为 mol、 mol、 mol、 mol。根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温同压下气体的体积与其物质的量成正比，结合四个气球的体积推知，①是SO2，②是CO2，③是O2，④是CH4，A错误；气球①和气球③中气体分子数之比为 mol∶ mol＝1∶2，B错误；气球①和气球④中气体物质的量之比为 mol∶ mol＝1∶4，C错误；同温同压下气体密度之比等于其摩尔质量之比，则＝＝＝，D正确。
4．B 由于各分子中的原子数未知，当原子数目相等时，分子数不一定相等，质量最大的不一定为Z, A错误；在相同条件下，相同质量的气体，相对分子质量越小，物质的量越大，体积越大，则密度越小，所以密度最小的是X, B正确；在标准状况下，2.24 L的气体物质的量为0.1 mol，而在其他条件下不一定为0.1 mol, C错误；同温同体积下，因为2 g Y气体和1 g Z气体的物质的量之比为4∶1，所以压强比为4∶1，故D错误。
5．B X气球放在CO中静止不动，说明X的相对分子质量接近CO, Y气球放在O2中上浮， 说明Y相对分子质量小于氧气，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，因为其摩尔质量相对大小未知，所以无法确定其质量相对大小，故D错误。
6．D 氢气和CCl4均为非极性分子，根据相似相溶原理，部分氢气溶在CCl4中，造成测量误差，A错误；实验时，量气管压入漏斗的水过多而溢出，由于量取气体时两侧的液面在同一水平面，保证气体的压强等于大气压强，不会影响实验结果， B错误；金属与酸的反应放热，实验时，待体系温度降到原来的温度并保证两侧液面在同一水平面时进行读数，C错误；由于此装置属于密闭体系，将水准管上提，造成内外压强不等，静置，若液面高于量气管且不下降，说明装置不漏气，若量气管液面高度不断改变，说明装置漏气， D正确。
7．D 同温同压下，气体摩尔体积相同，a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2，根据ρ＝m/V知，其密度相同，故A正确；根据同温同压下，不同气体的密度之比等于二者的相对分子质量之比，可知甲与乙的相对分子质量相等，故B正确；同温同体积气体压强比等于气体物质的量之比，甲和乙相对分子质量相等，等质量的甲和乙物质的量相等，所以压强相同，故C正确；等质量的两种气体的物质的量相同，但分子的构成未知，所以无法判断原子个数是否相同，故D错误。
8．A 由于三种气体的体积和密度都相同，可知三种气体的质量相同，因此三种气体的物质的量与摩尔质量成反比，而同温同压下，气体的压强与气体的物质的量成正比，气体的压强与气体的摩尔质量成反比，三种气体的摩尔质量的大小关系为：M(O2)＞M(Ne)＞M(H2)，所以压强的大小关系为：p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)，A正确。
9．(1)36 g·mol－1 (2)0.4NA (3)①28 g·mol－1
②4.48 L ③2.8NA
解析：(1)混合气体的体积为8.96 L，则其物质的量n＝＝＝0.4 mol，混合气体的平均摩尔质量为＝36 g·mol－1。(2)设混合气体中CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，则根据混合物的质量为14.4 g可得28x＋44y＝14.4 ①；根据气体的物质的量为0.4 mol，可得x＋y＝0.4 ②；解得x＝0.2，y＝0.2；由于CO和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。(3)将混合气体依次通过图中装置，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摩尔质量为28 g·mol－1；②体积V＝nVm＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L；③电子的物质的量为0.2 mol×14＝2.8 mol，电子总数为2.8NA。
10．(1)35.6 (2)3 (3)50%
解析：(1)假设有1 mol O2，反应的转化率为30%，发生反应的O2为：1 mol×30%＝0.3 mol，
3O22O3
开始 1 mol 0
反应 0.3 mol 0.2 mol
平衡 0.7 mol 0.2 mol
故反应后所得气体为0.2 mol O3和0.7 mol O2，平均摩尔质量为M＝＝35.6 g·mol－1;
(2)3O22O3 ΔV
2 1
V(O3) (8－6.5) L＝1.5 L
计算得出：V(O3)＝2×1.5 L＝3 L;
(3)0.896 L混合气体物质的量为＝0.04 mol，反应后固体质量增重21.6 g－20 g＝1.6 g，气体全部参与反应，设氧气、臭氧的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者总质量、总物质的量，则：
计算得出：x＝0.02，y＝0.02，故臭氧的体积分数为×100%＝50%。
11．(1)11.2 L 0.5 (2)28 g·mol－1 氢 (3)0.4
解析：(1)由化学方程式可知，反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同，为11.2 L，其物质的量为0.5 mol。
(2)X2的摩尔质量为1.25 g·L－1×22.4 L·mol－1＝28 g·mol－1；X2Y4的摩尔质量为＝32 g·mol－1，故X为氮元素，Y为氢元素。
(3)由N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)可知每生成1 mol N2转移4 mol电子，所以反应生成0.1 mol N2时，转移电子的物质的量为0.4 mol。
12．(1)1 (2)11 (3)11 (4)2
