Question

【题目】某研究性学习小组同学为了探究“在相同的温度和压强下、相同体积的任何气体都含有相同数目和分子”，他们设计了如下实验装置并记录相关实验数据。

实验装置：

部分实验数据：

温度	压强	时间	水槽中H2O的质量	H2体积	O2体积
30℃	101 kPa	0	300 g	0	0
30℃	101 kPa	4分钟	298.2 g		1.243 L

请回答下列问题：

(1)4分钟时H2、O2物质的量分别是 mol、 mol。

(2)该温度下，气体摩尔体积是 。

(3)假设电解H2O速率相同，2分钟时试管内收集到的H2的体积是 mL。

(4)根据以上实验得出如下结论，其中不正确的是 。

A. 气体摩尔体积与气体的温度相关

B. 在该实验条件下，3 mol O2的气体摩尔体积为74.58 L/mol

C. 同温、同压下，2 mol O2和2 mol CO和CO2混合气体的体积相同

D. 该实验条件下，O2的密度为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分钟时水槽中H2O的质量减轻=300 g298.2 g=1.8 g，根据反应：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的体积为1.243 L，所以气体摩尔体积= = 24.86 L/mol。

(3)4分钟时，得到H2的体积=0.1 mol×24.86 L/mol=2.486 L，2分钟时H2体积为4分钟时的1/2，即为1.243 L=1243 mL。

(4)选项A，在其它条件不变下，气体温度越高，其体积越大，对气体摩尔体积而言，温度越大，气体摩尔体积也大。选项B，气体摩尔体积限定气体物质的量为1 mol，所以气体摩尔体积与气体物质的量无关，该温度下O2的气体摩尔体积为24.86 L/mol。选项C，同温、同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以2 mol O2和2 mol CO、CO2混合气体的体积相同。选项D，该实验下，1 mol O2的体积为24.86 L、质量为32 g，则密度= =1.287 g /L。