单选题
977、在标准物质下,相同质量的下列气体中体积最大的是( )
A
氧气
B
氮气
C
二氧化硫
D
二氧化碳
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
根据阿伏加德罗定律及其推论,在标准状况(或同温同压)下,气体的体积 $V$ 与物质的量 $n$ 成正比,即 $V \propto n$。
而物质的量 $n$、质量 $m$ 和摩尔质量 $M$ 之间的关系为:
$$ n = \frac{m}{M} $$
题目中给定各气体的**质量 $m$ 相同**。因此,要使气体的体积 $V$ 最大,就需要物质的量 $n$ 最大。根据上述公式,在质量 $m$ 固定的情况下,**摩尔质量 $M$ 越小,物质的量 $n$ 就越大,从而体积 $V$ 也就越大**。
接下来计算各选项气体的摩尔质量(数值上等于相对分子质量):
* **A. 氧气 ($O_2$)**:$16 \times 2 = 32 \text{ g/mol}$
* **B. 氮气 ($N_2$)**:$14 \times 2 = 28 \text{ g/mol}$
* **C. 二氧化硫 ($SO_2$)**:$32 + 16 \times 2 = 64 \text{ g/mol}$
* **D. 二氧化碳 ($CO_2$)**:$12 + 16 \times 2 = 44 \text{ g/mol}$
比较各气体的摩尔质量:
$$ 28 < 32 < 44 < 64 $$
即:
$$ M(N_2) < M(O_2) < M(CO_2) < M(SO_2) $$
因为氮气的摩尔质量最小,所以在相同质量下,氮气的物质的量最大,其体积也最大。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
标准状况气体体积比较法
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