Question

【題目】某研究性學習小組同學為了探究“在相同的溫度和壓強下、相同體積的任何氣體都含有相同數目和分子”，他們設計了如下實驗裝置并記錄相關實驗數據。

實驗裝置：

部分實驗數據：

溫度	壓強	時間	水槽中H2O的質量	H2體積	O2體積
30℃	101 kPa	0	300 g	0	0
30℃	101 kPa	4分鐘	298.2 g		1.243 L

請回答下列問題：

(1)4分鐘時H2、O2物質的量分別是 mol、 mol。

(2)該溫度下，氣體摩爾體積是 。

(3)假設電解H2O速率相同，2分鐘時試管內收集到的H2的體積是 mL。

(4)根據以上實驗得出如下結論，其中不正確的是 。

A. 氣體摩爾體積與氣體的溫度相關

B. 在該實驗條件下，3 mol O2的氣體摩爾體積為74.58 L/mol

C. 同溫、同壓下，2 mol O2和2 mol CO和CO2混合氣體的體積相同

D. 該實驗條件下，O2的密度為1.287 g/L

Answer 1

【答案】

(1)0.1 0.05

(2)24.86 L/mol

(3)1243

(4)B

【解析】

(1)4分鐘時水槽中H2O的質量減輕=300 g298.2 g=1.8 g，根據反應：2H2O2H2↑+ O2↑，消耗

1.8 g(0.1mol)H2O得到0.1 mol H2、0.05 mol O2。

(2)0.05 mol O2的體積為1.243 L，所以氣體摩爾體積= = 24.86 L/mol。

(3)4分鐘時，得到H2的體積=0.1 mol×24.86 L/mol=2.486 L，2分鐘時H2體積為4分鐘時的1/2，即為1.243 L=1243 mL。

(4)選項A，在其它條件不變下，氣體溫度越高，其體積越大，對氣體摩爾體積而言，溫度越大，氣體摩爾體積也大。選項B，氣體摩爾體積限定氣體物質的量為1 mol，所以氣體摩爾體積與氣體物質的量無關，該溫度下O2的氣體摩爾體積為24.86 L/mol。選項C，同溫、同壓下，氣體的物質的量相同，其體積相等，所以2 mol O2和2 mol CO、CO2混合氣體的體積相同。選項D，該實驗下，1 mol O2的體積為24.86 L、質量為32 g，則密度= =1.287 g /L。