2021新高考化学鲁科版一轮复习学案:第1章第3讲 物质的量 气体摩尔体积
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第3讲 物质的量 气体摩尔体积
【2021·备考】
最新考纲
素养落地
1.认识摩尔是物质的量的单位。
2.能根据微粒(原子、分子、离子等)物质的量、数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行简单计算。
3.体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。
认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的重要工具,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。在有关物质的量计算过程中,通过分析、推理等方法建构阿伏加德罗常数正误判断问题解答思维模型。
『知识梳理』
1.物质的量
定义:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。单位mol(符号)
规范表示方法:
由于阿伏加德罗常数数值太大,物质的量描述的对象只能是微观粒子,如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等,不能用于描述宏观物质。
2.三个基准量
三个关系
NA与6.02×1023的关系NA≈6.02×1023 mol-1
M与相对分子(原子)质量的关系在数值上M=相对分子(原子)质量(M以g·mol-1为单位)
Vm与22.4 L·mol-1的关系Vm≈22.4 L·mol-1(标准状况)
[链接新教材]
①(新教材LK第一册P376习题精选练)
用NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法中,正确的是( )
A.2.3 g金属钠由原子完全变成离子时,得到的电子数为0.1NA
B.0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的氧原子数
C.28 g氮气所含的原子数为NA
D.NA个氧气分子与NA个氢气分子的质量比为8∶1
答案 B
②(新教材RJ第一册P596习题变式练)
(1)在标准状况下,11.2 L CO与CO2的混合气体中所含碳原子个数为________。
(2)若上述混合气体中CO与CO2的物质的量相等,则混合气体中所含碳、氧两种元素的原子个数比为________。
(3)若上述混合气体的质量为18 g,则混合气体中所含CO2的物质的量为________。
答案 (1)0.5NA或3.01×1023 (2)2∶3 (3)0.25 mol
『考向突破』
考向一 对物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积的考查
[题目设计]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(×)
(2)NaOH的摩尔质量为40 g(×)
(3)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍(×)
(4)标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4 L(×)
(5)在标准状况下,1 mol O2 与1 mol SO3的体积相同(×)
(6)在标准状况下,1 mol气体的体积约是22.4 L,在非标准状况下,1 mol气体的体积则一定不是22.4 L(×)
[命题素材]
摩尔质量(M)计算的5种方法
条件
公式
1
任意状态的任意物质
M=m/n(定义式)
2
已知一个分子的质量
M=m(分子)×NA
3
标准状况下的气体
M=ρ×22.4 L·mol-1
4
同温同压下的气体
M(A)=M(B)×D(相对密度)
5
对于混合气体,求其平均摩尔质量
M=M1a%+M2b%+M3c%+……(a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数或体积分数)
[题目设计]
2.在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
(1)(方法3)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。
(2)(方法4)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。
(3)(方法5)若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________(用含a、b、c的代数式表示)。
提示 (1)22.4ρ g·mol-1 (2) mol 6d g·mol-1 (3)17a%+44b%+18c%
考向二 以“物质的量” 为中心的宏观量(质量、体积)与粒子数的换算
[命题素材]
解答以物质的量为中心的相关计算思维流程:
[题目设计]
3.已知:①6.72 L NH3(标准状况下) ②1.204×1023个H2S分子 ③5.6 g CH4 ④0.5 mol HCl,回答问题
(1)物质的量大小顺序:________________________________________________;
(2)体积大小大小顺序:________________________________________________;
(3)原子数目大小顺序:________________________________________________;
(4)密度大小大小顺序:_______________________________________________;
(5)质量大小大小顺序:_______________________________________________。
提示 (1)④>③>①>② (2)④>③>①>②
(3)③>①>④>② (4)④>②>①>③ (5)④>②>③>①
[命题素材]
2019年5月自然资源部中国地质调查局“海洋六号”科考船在我国南海北部发现一处新的大型活动性“冷泉”,在“冷泉”区域,调查人员还发现了大量的“可燃冰”,作为新型能源,预计我国在2030年左右有望实现可燃冰商业化开采。“可燃冰”是由水和甲烷在一定条件下形成的类冰结晶化合物。
[题目设计]
4.(1)1 mol甲烷中含有________个CH4分子,含有________个氢原子。
(2)甲烷的摩尔质量是________,32 g甲烷和________ g水所含氢原子数相同。
(3)0.3 mol CH4分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。1.5 g CH中的电子数为________。
(4)已知:1.6 g“可燃冰”( CH4·xH2O)的物质的量与6.02×1021个水分子的物质的量相等,则该“可燃冰”的摩尔质量为________,x值为________。
提示 (1)NA(或6.02×1023) 4NA(或2.408×1024)
(2)16 g·mol-1 72
(3)0.3NA(或1.806×1023) 0.8NA
(4)160 g·mol-1 8
『知识梳理』
1.影响物质体积大小的因素:
2.阿伏加罗德定律:
可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
3.阿伏加德罗定律的推论:
相同条件
结论
语言叙述
同温同压
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比
同温同容
=
温度、体积相同的气体,其压强与其物质的量成正比
备注
n为物质的量,M为摩尔质量,V为气体体积,ρ为密度,p为压强
(1)使用对象:必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是互不反应的混合气体。
(2)22.4 L气体,在标准状况下是1 mol,在非标准状况下,可能是1 mol,也可能不是1 mol。
(3)阿伏加德罗定律及其推论可由理想气体状态方程pV=nRT进行推导。
『考向突破』
考向一 考查对阿伏加德罗定律及其推论的理解
[题目设计]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在标准状况下,1 mol氧气和1 mol氦气的体积相同,含有原子数也相同(×)
(2)同温同压下,等质量的12C18O和NO体积相同(√)
(3)标准状况下,11.2 L SO3中含有的原子数为2NA(×)
(4)不同温度下,相同体积的CO和N2密度相同,则二者含有的原子数相同(√)
(5)同温同体积的条件下,等质量的SO2和O2的压强比为2∶1(×)
[题目设计]
2.如图所示有三只气球,其中VA=VB=1.12 L。
(1)A、B中气体的物质的量________(填“一定”或“不一定”)是0.05 mol。
(2)标准状况下,A、B气球中的分子个数比为________。
(3)相同温度和压强下,A、C气球中气体的质量相等,则VA∶VC=________。
提示 (1)不一定 (2)1∶1 (3)2∶1
3.气体化合物A分子式可表示为OxFy,已知同温同压下10 mL A受热分解生成15 mL O2和10 mL F2,则A的化学式为________,推断的依据为___________________________________________________________________。
提示 O3F2 质量守恒定律和阿伏加德罗定律
考向二 阿伏加德罗定律及其推论在计算中的应用
直接应用
[题目设计]
4.同温同压下,甲容器中充满35Cl2,乙容器中充满37Cl2,完成下列填空。
(1)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体密度之比为________。
(2)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体分子数之比为________。
(3)若两种气体质量相等,则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为________。
(4)若两种气体体积相等,则甲、乙两容器中气体所含中子数之比为________。
提示 (1)35∶37 (2)1∶1 (3)37∶35 (4)9∶10
[命题素材]
恒温恒容体系
(1)=
(2)pA分压=pT×nA%
(3)用pA分压可代替nA列式计算
(4)对反应a A(g)+b B(g)d D(g)+e E(g)
Kp=
已知:利用测压法在刚性反应器中加入2 mol SO2、1 mol O2,研究T ℃时,反应2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) ΔH<0,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
40
压强/kPa
20.0
19.5
18.3
16.0
16.0
16.0
22.0
[题目设计]
5.(1)平衡时,SO2的物质的量分数为________,O2的物质的量分数为________,SO3的物质的量分数为________。
(2)SO2的平衡分压为________,O2的平衡分压为________,SO3平衡分压为________[气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数]。
(3)T ℃时,反应2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)的平衡常数Kp= ________kPa-1[Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数]。
提示 由表格数据可知15 min时达到平衡,利用三段式
根据压强之比等于物质的量之比:20.0/16.0=3/(3-x)。解得x=0.6 mol,
达到平衡时:SO2的物质的量为0.8 mol,O2的物质的量为0.4 mol,SO3的物质的量为1.2 mol
(1)SO2的物质的量分数为33.3%,O2的物质的量分数为16.7%,SO3物质的量数分数为50%
(2)SO2的平衡分压为5.53 kPa,O2的平衡分压为2.67 kPa,SO3的平衡分压为8 kPa
(3)Kp=p2(SO3 )/[p2(SO2)·p(O2)]=(16.0×1.2/2.4)2/[(16.0×0.8/2.4)2·(16.0×0.4/2.4)]=0.8 kPa-1。
1.测量气体体积的常用方法
(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
测量前,A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体可以直接测量。
D装置:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
E装置:直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至室温后,读取注射器中气体的体积。(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。
(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
2.解答量气装置读数时的答题模板
(1)将××××恢复至室温。
(2)调节×××与×××两端液面相平。
(3)视线与×××在同一水平线上。
3.误差分析与讨论
(1)气体在对应液体中的溶解度应较小(难溶),否则会因溶解造成误差。
(2)装置F连接左、右两部分的长导管实验前无液体,实验后充满液体,存在系统误差。
欲测定金属镁的相对原子质量。请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次,假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
填写下列各项(气流从左到右):
(1)各种仪器连接的先后顺序(用小写字母表示)应是________接________、________接________、________接________、________接________。
(2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是________________(填序号)。
①待仪器B中的温度恢复至室温时,测得量筒C中水的体积为Va mL;
②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量,得质量为m g,并将其投入试管B中的带孔隔板上;
③检查装置的气密性;
④旋开装置A上分液漏斗的活塞,使其中的水顺利流下,当镁完全溶解时再关闭这个活塞,这时A中共放入水Vb mL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量,其数学表达式为________________。
(4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积,这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)仔细分析上述实验装置后,经讨论认为结果会有误差,于是又设计了如下图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是______________________________________________
____________________________________________________________________。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为________mL。
解析 根据实验目的及各装置的特点分析可知:利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中,产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积,所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。
(3)由题意知:
Mg ~ H2
M 22.4 L
m (Va-Vb)×10-3 L
所以M=。
(4)由于试管B未冷却至室温,会导致Va变大,所以使Mg的相对原子质量偏小。
答案 (1)a h g b c f e d
(2)③②④①
(3) (4)偏小
(5)①平衡分液漏斗与锥形瓶内气体压强,使稀硫酸能顺利滴下;可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1-V2
素养说明:阿伏加德罗常数的判断正误是高考中的必考题,一直保持着较高的稳定性与连续性。其分析分两个环节①n的计算,②1 mol题给对象对应所问对象的个数。在命题思路上主要以阿伏加德罗常数为载体,结合气体摩尔体积、物质的组成和结构、氧化还原反应及电离、水解等基本概念和基本理论,考查常用化学计量的相关计算。从不同视角对化学变化进行分类研究,破除题设所给量与计算量,整体与部分关系的迷障,使学生树立变化的观念,促进学生“宏观辨识与微观探析”素养的发展。
NA问题分析思维模型
题型一 围绕“气体摩尔体积的使用条件”进行判断
【典例1】 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.(2018·全国卷Ⅰ)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
B.(2018·全国卷Ⅱ)常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA
C.(2016·全国卷Ⅰ)标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
D.(2016·江苏卷)常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为NA
解析 标准状况下,氩气为气体,可利用n=求22.4 L氩气的物质的量为=1 mol,又因每个氩气分子含有18个质子,故含有的质子数为18NA,A项正确;一定质量的物质的物质的量与所处的温度和压强无关,124 g P4的物质的量为=1 mol,又因每个P4分子含有6个P—P键,故124 g P4中所含P—P键数目为6NA ,B项错误;由于标准状况下,CCl4为液体,无法利用气体摩尔体积求其物质的量,C项错误;虽然常温常压下Cl2所处的状态为气态,但由于气体摩尔体积Vm未知,无法求算其所含有的分子数,D项错误。
答案 A
题型二 围绕“电解质溶液中的弱粒子”进行判断
(1)明确是否有弱电解质或可水解的盐(即溶液中是否存在平衡)如1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+电离平衡,1 L 0.1 mol·L-1的乙酸钠溶液中存在CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-水解平衡,故两溶液中含有的CH3COO-数目都小于0.1NA。
(2)明确所给条件是否与电解质的化学式有关。如1 L pH=1的HCl、H2SO4中所含H+数目均为NA,而1 L 0.1 mol·L-1HCl、H2SO4中所含H+数目与化学式有关(分别为0.1NA、0.2NA)。
(3)明确是否注明溶液体积。
【典例2】 NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.(2018·全国卷Ⅱ)100 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
B.(2017·全国卷Ⅲ)pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+
C.(2015·全国卷Ⅰ)2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
D.(2015·全国卷Ⅱ改编)1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中H2CO3、HCO和CO粒子数之和为0.1NA
解析 FeCl3的物质的量为0.1NA,又因FeCl3为强酸弱碱盐,存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,故含有Fe3+的数目小于0.1NA,A项错误;由于H3PO4溶液的体积未知,无法求其H+的数目,B项错误;可计算亚硫酸的物质的量为1 mol,但由于亚硫酸为弱酸,仅电离出部分H+,故H+数小于2NA,C项错误;可计算n(NaHCO3)=0.1 mol,再根据物料守恒知,H2CO3、HCO和CO粒子数之和为0.1NA,D项正确。
答案 D
题型三 围绕“物质的组成与结构”进行判断
(1)最简式相同的物质,如NO2和N2O4,乙烯和丙烯,O2和O3,HCHO和乙酸、葡萄糖等。
(2)摩尔质量相同的物质,如N2与CO、C2H4,Na2S与Na2O2,同分异构体等。
(3)特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,常考查的特殊微粒,如Ne、D2O、18O2、O3、P4、H37Cl、—OH、OH-等。
(4)特殊物质的结构,如Na2O2是由Na+和O构成,而不是Na+和O2-;NaCl为离子化合物,只有离子,没有分子等;NaHSO4熔化状态为Na+、HSO,而水溶液中为Na+、H+、SO等。
(5)物质中所含化学键的数目,如H2O2中含2 H—O 1 O—O,C2H5OH中含1 C—C 5 C—H 1 C—O 1 O—H
常考物质所含共价键数目说明:
几种常
考物质
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
Si
(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
每摩尔
含共价
键数目
4NA
6NA
2NA
4NA
1.5NA
2NA
【典例3】 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.(2018·全国卷Ⅰ)92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
B.(2017·全国卷Ⅲ)0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子
C.(2015·全国卷Ⅰ)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
D.(2015·全国卷Ⅱ)60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA
解析 利用公式=n可以计算92.0 g甘油的物质的量为=1 mol,又因每个甘油分子中含有3个羟基,故92.0 g甘油中含有羟基数为3.0NA,A项错误;每个11B原子中含有中子数为11-5=6个,故0.1 mol的11B中,含有中子数为0.6NA,B项正确;D2O的摩尔质量为20 g·mol-1,18 g D2O的物质的量为=0.9 mol,则含有的质子数为0.9 mol×10NA=9NA,H2O的摩尔质量为18 g·mol-1,18 g H2O的物质的量为=1 mol,则含有的质子数为1 mol×10NA=10NA,C项错误;丙醇的摩尔质量为60 g·mol-1,则60 g丙醇的物质的量为1 mol,再根据丙醇的结构可知含有7 mol C—H键、2 mol C—C键,1 mol C—O键和1 mol O—H键,故所含共价键总数为11NA,D项错误。
答案 B
题型四 围绕“氧化还原反应中转移电子数目”进行判断
(1)明确完全反应的物质
(2)明确典型反应中转移的电子数目
反应
物质
转移电子数
Na2O2+H2O(CO2)
1 mol Na2O2
NA
KClO3+HCl
1 mol KClO3
5NA
(3)明确多向反应中转移的电子数目
物质
反应
转移
电子数
反应
转移
电子数
1 mol Cl2
Cl2→Cl-
2NA
Cl2→Cl-+ClO-
NA
1 mol Fe
Fe→Fe2+
2NA
Fe→Fe3+
3NA
1 mol
HNO3
(参加氧化
还原反应)
Cu+HNO3(稀)
→NO
3NA
Cu+HNO3(浓)
→NO2
NA
(4)明确多步连续反应的反应阶段
如向FeBr2溶液中通入Cl2,依次发生2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
【典例4】 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.(2016·全国卷Ⅰ)1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
B.(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
C.(2015·全国卷Ⅱ)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.(2015·广东高考)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子
解析 在硝酸过量的情况下,Fe参与反应生成Fe3+,1 mol Fe转移的电子数为3NA,A项错误;过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na22+2H2 ===4NaH+2↑,故生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA,B项正确;不论钠生成何种氧化物,生成的氧化物中钠均为+1价,故23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA,C项正确;单质Fe转变为Fe3O4,Fe元素的化合价由0价变为+价,故3 mol单质铁失去的电子数为(-0)×3NA=8NA,D项正确。
答案 A
题型五 围绕“特殊情况”进行判断
(1)明确是否为“可逆反应”
2SO2+O22SO3,2NO2N2O4,
N2+3H22NH3,Cl2+H2OHCl+HClO,
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O,酯在酸性条件下的水解。
(2)明确是否“钝化”
常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。
(3)明确反应是否有“浓度的变化”,导致反应不能进行完全或反应发生变化。
如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
MnO2+HCl(稀)
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,
Cu+H2SO4(稀)
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4)明确“隐含信息”
①2NO2N2O4
②溶剂水中含H、O两种元素
【典例5】 NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.(2018·全国卷Ⅱ)密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA
B.(2017·全国卷Ⅱ)0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
C.(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
D.(2015·四川高考)50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
解析 SO2与O2反应生成SO3为可逆反应,不能进行到底,故混合气体的物质的量大于2 mol,即分子总数大于2NA,A项错误;H2与I2的反应虽为可逆反应,但由于反应前后气体总物质的量不变,因此无论反应进行程度如何,分子总数均为0.2NA,B项正确;2 mol NO与1 mol O2发生反应2NO+O2===2NO2,生成2 mol NO2,因为存在2NO2N2O4,则产物的分子数小于2NA,C项错误;在加热条件下,MnO2与浓盐酸反应而不与稀盐酸反应,12 mol·L-1浓盐酸随着反应的进行,浓度逐渐减小,当浓度降到一定程度时,不再与MnO2反应,故转移的电子数小于0.3NA,D项错误。
答案 B
精准训练1 阿伏加德罗常数的判断
1.(2020·潍坊统考)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1NaF溶液中含有0.1NA个F-
B.32 g硫跟足量金属铜反应转移电子数为2NA
C.48 g O2和O3的混合气体中含有3NA个氧原子
D.1 mol H2O中含有2NA个共价键
答案 A
2.(2020·唐山模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol NaHSO4熔融或溶于水时电离出的离子总数均为3NA
B.2.24 L(标准状况)己烷在氧气中完全燃烧,得到0.6NA CO2分子
C.3 g SiO2晶体中含有的Si—O键的数目为0.1NA
D.若1 L AlCl3溶液中含NA个Al3+,则Cl-物质的量浓度大于3 mol·L-1
解析 1 mol NaHSO4熔融时电离出Na+、HSO,电离出的离子数目为2NA,A错误;标准状况下己烷为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,B错误;3 g SiO2的物质的量为0.05 mol,而SiO2晶体中每个Si原子有4个Si—O键,所以3 g SiO2晶体中含有的Si—O键的数目为0.2NA,C错误;Al3+是弱碱性阳离子,在溶液中会水解,故当含NA个Al3+时,溶液中Cl-物质的量浓度大于3 mol·L-1,D正确。
答案 D
3.(2019·山东泰安模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.常温下,11.2 L SO2含有的氧原子数小于NA
B.0.1 mol Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.4NA
C.10 g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NA
D.100 mL 0.1 mol·L-1醋酸中含有的醋酸分子数是0.01NA
解析 A项,常温下Vm>22.4 L·mol-1,故常温下11.2 L SO2的物质的量小于0.5 mol,所含氧原子数小于NA,正确;B项,Na2O2、Na2O的电子式分别为,故0.1 mol该混合物中含有的离子总数为0.3NA,错误。C项,由于H2O2溶液中溶剂水中含氢原子,故溶液中含有的氢原子数大于0.2NA,错误;D项,醋酸为弱酸,部分电离,故100 mL 0.1 mol·L-1的醋酸中含有的醋酸分子数小于0.01NA,错误。
答案 A
4.(2019·南京一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.7 g CnH2n中含有NA个碳氢共价键
B.标准状况下,22.4 L CHCl3中含有3NA个氯原子
C.含0.3 mol NH4NO3与a mol NH3·H2O的中性溶液中含0.3NA个NH
D.1 mol Na与O2反应生成Na2O和Na2O2的混合物的过程中失去NA个电子
解析 CnH2n的最简式为CH2,其物质的量为=0.5 mol,碳氢键个数为0.5 mol×2NA mol-1=NA,A项正确:CHCl3标准状况下为液体,不能利用n=进行计算,B项错误;由于溶液呈中性,故NH的水解程度与NH3·H2O的电离程度相当,NH的物质的量与NH4NO3相同,为0.3 mol,C项正确;,故1 mol Na反应时失电子总数为NA,D项正确。
答案 B
5.(2019·河北衡水中学一模)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.标准状况下,11.2 L正丁烷所含极性键的数目为5NA
B.常温常压下,1 mol NaO2中含有的中子数为44NA
C.1 L pH均为2的盐酸和醋酸溶液,氢离子数均为0.01NA
D.64 g铜与足量硫粉加热充分反应,转移电子数为2NA
解析 A项,正丁烷分子式为C4H10,分子中含10个C—H,故标准状况下11.2 L 正丁烷中所含极性键的数目为5NA,正确;B项,NaO2中含有的中子数为12×2+10×2=44,故1 mol NaO2中含有的中子数为44NA,正确;C项,pH为2的盐酸、醋酸中c(H+)=0.01 mol·L-1,故1 L溶液中所含n(H+)=0.01 mol·L-1×1 L=0.01 mol,正确;D项,Cu与S反应的产物为Cu2S,故1 mol Cu参加反应时转移电子数为NA,错误。
答案 D
6.(2019·唐山一模)阿伏加德罗常数的值用NA表示,下列叙述正确的是( )
A.室温时,1 L pH=2的NH4Cl溶液中所含H+的数目为1×10-12NA
B.1 mol LiAlH4在125 ℃时完全分解生成LiH、H2、Al,转移电子数为3NA
C.1.7 g氨气中含有共价键的数目为0.4NA
D.标准状况下,22.4 L NO2含有的原子数小于3NA
解析 A项,室温时,1 L pH=2的NH4Cl溶液中所含H+的数目为0.01NA;B项,1 mol LiAlH4在125 ℃时完全分解生成LiH、H2、Al,反应中Al元素的化合价从+3价降低到0价,因此转移电子数为3NA;C项,1.7 g氨气的物质的量是0.1 mol,其中含有共价键的数目为0.3NA;D项,标准状况下,NO2不是气体。
答案 B
7.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.在0 ℃、101 kPa条件下,11.2 L乙烷中含极性共价键数目为3NA
B.含23 g钠元素的Na2O和Na2O2混合物中阴离子数目介于0.5NA和NA之间
C.5NH4NO34N2↑+2HNO3+9H2O中当氧化产物比还原产物每多14 g时,转移电子数为15NA
D.用惰性电极电解饱和碳酸钠溶液时,电路上通过2 mol电子时产生气体分子总数为NA
解析 在0 ℃、101 kPa条件下,11.2 L乙烷的物质的量为0.5 mol,其中含极性共价键(C—H)的物质的量为0.5 mol×6=3 mol,故A正确;根据钠原子守恒,含23 g钠元素的Na2O和Na2O2混合物的物质的量为0.5 mol,而Na2O和Na2O2均由2个钠离子和1个阴离子构成,故其中阴离子数目为0.5NA,故B错误;5NH4NO34N2↑+2HNO3+9H2O中氧化产物和还原产物均为氮气,其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶3,当氧化产物比还原产物每多14 g时,共生成氮气2 mol,转移电子数为7.5NA,故C错误;用惰性电极电解饱和碳酸钠溶液,相当于电解水,当电路上通过2 mol电子时产生1 mol H2、0.5 mol O2,分子总数为1.5NA,故D错误。
答案 A
8.(2019·烟台一模)设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.0.01 mol乙烯气体被浓溴水完全吸收,反应伴随0.02NA个碳碳共价键断裂
B.实验室用电解熔融NaOH制取金属钠,制得2.3 g钠时,电路中至少转移0.1NA个电子
C.标准状况下,44.8 L HCl气体溶于1.0 L水中,所得溶液每毫升中含2×10-3NA个H+
D.含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2混合后充分加热,可产生NA个Cl2分子
解析 A项,0.01 mol乙烯气体被浓溴水完全吸收生成1,2-二溴乙烷,反应伴随0.01NA个碳碳共价键断裂;B项,实验室用电解熔融NaOH制取金属钠,钠由+1价变为0价,所以制得2.3 g钠时,电路中至少转移0.1NA个电子;C项,标准状况下,44.8 L HCl气体溶于1.0 L水中,所得溶液体积不是1.0 L;D项,稀盐酸与MnO2不能反应产生Cl2,含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2混合后充分加热,产生的Cl2分子数小于NA个。
答案 B
9.(2020·湖南H11教育联盟联考,6)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是( )
A.2.0 g HO与2.0 g D2O中所含的中子数均为NA
B.14 g分子式为CnH2n的烃中含有的碳碳双键数为NA/n
C.100 g质量分数为17%的H2O2溶液中氢原子数为NA
D.常温下,将56 g铁片投入到足量的浓硫酸中生成SO2的分子数为1.5NA
解析 2.0 g HO中所含的中子数为×(18-8)NA mol-1=NA,2.0 g D2O中所含的中子数为×[(2-1)×2+(16-8)]NA mol-1=NA,A项正确;14 g分子式为CnH2n的烯烃的物质的量为= mol,含有的碳碳双键数为NA/n,但分子式为CnH2n的烃不一定为烯烃,如是环烷烃,则没有碳碳双键,B项错误;水和过氧化氢中均含有氢原子,100 g质量分数为17%的H2O2溶液中氢原子数多于NA,C项错误;常温下,铁在浓硫酸中钝化,D项错误。
答案 A
10.(2020·成都模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.常温常压下,16 g O2作氧化剂时转移电子数一定为2NA
B.0.2 mol NH3与0.3 mol O2在催化剂的作用下加热充分反应,所得NO的分子数为0.2NA
C.1 mol CH3COOH与1 mol CH3CH2OH在浓硫酸共热下生成的乙酸乙酯分子数为NA
D.0.1 mol C2H6O分子中含C—H键数目可能为0.5NA
解析 如0.5 mol O2与金属钠加热反应生成Na2O2,转移电子数目为NA,A错误;根据4NH3+5O24NO+6H2O,0.2 mol NH3与0.3 mol O2反应,O2剩余,则生成的NO部分与O2反应生成NO2,所以最终生成的NO的分子数小于0.2NA,B错误;酯化反应是可逆反应,1 mol CH3 COOH与1 mol CH3CH2OH在浓硫酸共热下生成的乙酸乙酯分子数小于NA,C错误;C2H6O可能为乙醇(C2H5OH),也可能为甲醚(CH3OCH3),0.1 mol C2H5OH分子中含C—H键数目为0.5NA,D正确。
答案 D
11.(2019·宜宾模拟)检查司机是否酒后驾车的反应原理是C2H5OH+4CrO3+6H2SO4===2Cr2(SO4)3+2CO2↑+9H2O。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol C2H5OH中含OH-数目为0.1NA
B.25 ℃时,pH=1的H2SO4溶液中含有H+的数目为0.1NA
C.1.8 g H2O中含有共用电子对数目为0.2NA
D.生成4.48 L CO2气体时,转移电子数目为1.2NA
解析 C2H5OH是非电解质,官能团是—OH,不含OH-,A错误;H2SO4溶液体积未知,故无法计算H+的数目,B错误;1.8 g H2O即为0.1 mol,一个H2O分子中含有两对共用电子对,故1.8 g H2O中含有共用电子对数目为0.2NA,C正确;根据已知反应,生成2 mol CO2时转移12 mol电子,但题中未指明4.48 L CO2气体是否为标准状况,故无法求得其物质的量,D错误。
答案 C
12.设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(双选)( )
A.标准状况下,22.4 L CCl4中所含的原子数为5NA
B.28 g N60(分子结构如图所示)中含有的N—N键数目为1.5NA
C.0 ℃ 1.01×105 Pa时,11.2 L氧气中所含的原子数为NA
D.常温下,将5.6 g铁投入足量的稀硫酸中,充分反应,转移的电子数为0.2NA
解析 标准状况下,CCl4是液体,不能用气体摩尔体积公式进行计算,故A错误;1个N原子与3个N原子形成3个N—N键,每个N—N键被2个N原子共用,则28 g N60中含有的N—N键为×=3 mol,故B错误;0.1 mol Fe完全转化为Fe2+时,转移的电子数为0.2NA,故D正确。
答案 CD
基础知识巩固
1.(2020·山东潍坊五莲一中月考)如图,同温同压下,分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中,与充有氯化氢的气球所含原子数一定相等的是( )
答案 C
2.现有三种常见治疗胃病药品的标签:
① ② ③
药品中所含的物质均能中和胃里过量的盐酸,下列关于三种药片中和胃酸的能力比较,正确的是( )
A.①=②=③ B.①>②>③
C.③>②>① D.②>③>①
答案 C
3.(2018·浙江选考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.10 g的2HO中含有的质子数与中子数均为5NA
B.32 g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为6NA
C.26 g C2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA
D.120 g NaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA
解析 10 g 2HO的物质的量为0.5 mol,含有的质子数与中子数均为5NA,A项正确;因S+O2SO2,故32 g硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为4NA,B项错误;因C2H2与C6H6的最简式均为CH,故26 g二者的混合气体中含有2 mol C—H键,含C—H键的数目为2NA,C项正确;因NaHSO4和KHSO3的摩尔质量均为120 g·mol-1,故120 g二者的固体混合物中含有的阳离子数为NA,D项正确。
答案 B
考试能力过关
4.(2019·课标全国Ⅱ,8)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.3 g 3He含有的中子数为1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA
C.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
解析 3 g 3He的物质的量为1 mol,每个3He含1个中子,则1 mol 3He含1 mol中子,A项正确;该溶液中含0.1 mol Na3PO4,由于部分PO水解,故溶液中PO的数目小于0.1NA,B项错误;K2Cr2O7中Cr元素为+6价,1 mol K2Cr2O7被还原成Cr3+时,得到6 mol电子,C项正确;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,每个分子中均含10个C—H键和3个C—C键,即每个分子中含13个共价键,则48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中含13 mol共价键,D项正确。
答案 B
5.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(双选)( )
A.2.24 L(标准状况下)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子
B.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
C.2.4 g Mg在足量O2中燃烧,转移电子数为0.1NA
D.20 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
解析 A项苯在标准状况下为液体,2.24 L时物质的量不为0.1 mol,错误;B项乙烯、丙烯的最简式均为CH2,14 g CH2的物质的量为=1 mol,故氢原子数为2NA,正确;C项,2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,Mg
→Mg2+,0.1 mol Mg失去0.2 mol电子即0.2NA,错误;D项D2O、H2O均为10e-微粒,故物质的量相同,所含质子数相同,正确。
答案 BD
6.(2019·天津五县区联考)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)
C.若M(甲)
D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
答案 C
[A级 全员必做题]
1.(2019·天津第一中学高三月考)双酚基丙烷(BPA,分子式为C15H16O2)可能降低男性及女性的生育能力。下列有关判断不正确的是( )
A.BPA的摩尔质量是228 g·mol-1
B.1 mol BPA中含有6.02×1023个分子
C.BPA属于有机化合物
D.1 mol BPA在标准状况下的体积约为22.4 L
答案 D
2.如图两瓶体积相等的气体,在同温、同压时瓶内气体的关系一定正确的是( )
A.所含原子数相等 B.气体密度相等
C.气体质量相等 D.电子数相等
答案 A
3.(2015·课标全国卷Ⅰ)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构简式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.2∶1
答案 C
4.(2018·课标全国Ⅲ)下列叙述正确的是( )
A.24 g镁与27 g铝中,含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同
C.1 mol重水与1 mol水中,中子数比为2∶1
D.1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同
答案 B
5.在体积相同的两个密闭容器中分别充入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.两种气体的氧原子数目相等
C.两种气体的分子数目相等
D.O2比O3质量小
解析 相同体积相同密度时,两容器气体的质量相等,且都由氧元素组成,则氧原子的质量、个数以及物质的量相等,B正确、D错误;氧原子个数相等时,气体的物质的量之比为n(O2)∶n(O3)=3∶2,两种气体的压强之比为3∶2,A错误;物质的量与分子数成正比,则两种气体的分子数目之比是3∶2,C错误。
答案 B
6.如图是氨气与氯化氢反应的装置。抽走玻璃片充分反应,反应中有关物理量的描述正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的数值)( )
A.气体反应物的总体积为0.224 L
B.生成物的分子个数为0.005NA
C.产物中的共价键个数为0.02NA
D.加水溶解后所得溶液中NH数目为0.005NA
解析 A项,没有说明气体所处的状况,故气体反应物的总体积不一定是0.224 L,错误;B项,生成物NH4Cl为离子化合物,不存在分子,错误;D项,由于NH部分水解,故所得溶液中NH数目小于0.005NA,错误。
答案 C
7.(2020·资阳模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.28 g乙烯和丙烯的混合物中所含碳碳双键的数目为NA
B.1 L 1 mol·L-1醋酸溶液中离子总数为2NA
C.78 g苯中含有碳碳双键的数目为3NA
D.1 mol N2与3 mol H2在一定条件下充分反应生成的NH3分子数小于2NA
解析 乙烯和丙烯的相对分子质量不相等,无法计算28 g乙烯和丙烯的混合物中所含碳碳双键的数目,A错误;醋酸是弱酸,不可能完全电离,B错误;苯分子中碳碳键是介于双键和单键之间的独特的化学键,无碳碳双键,C错误;合成氨是可逆反应,反应物的转化率不可能达到100%,则1 mol N2与3 mol H2在一定条件下充分反应生成的NH3分子数小于2NA,D正确。
答案 D
8.合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧原子的物质的量之比4∶5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时混合物中铁的质量分数为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α-铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水)_______________ ___________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为________,生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下,气体摩尔体积为24 L·mol-1)。
解析 (1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol,根据铁、氧原子物质的量之比得:(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,x∶y=2∶1,Fe2+与Fe3+物质的量之比=x∶2y=1∶1。(2)根据催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2,可推知,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,混合物中铁的质量分数为×100%≈72%。(3)由题给信息知,C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时反应后的混合物中,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,原料480 g Fe2O3的物质的量为3 mol,Fe2O3~2FeO,原料中必须有的Fe2O3参加反应,即1 mol Fe2O3参加反应,理论上要有0.5 mol C反应,即6 g C。生成CO2为0.5 mol,在该条件下体积为12 L。
答案 (1)1∶1 (2)72%
(3)2Fe2O3+C4FeO+CO2↑ (4)6 g 12 L
[B级 拔高选做题]
9.(2018·课标全国Ⅰ)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
解析 16.25 g FeCl3的物质的量n(FeCl3)=0.1 mol,如果氯化铁完全水解,则生成0.1 mol Fe(OH)3,而氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁聚集而成且FeCl3只部分水解,故氢氧化铁胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误;氩气是单原子分子,1 mol Ar含18 mol质子,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,相对分子质量为92,1 mol(92.0 g)甘油含3 mol羟基,C项错误;甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物,即1.0 mol甲烷反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共为1 mol,D项错误。
答案 B
10.(2020·宜昌质检)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.4.6 g乙醇含有的C—H键数为0.6NA
B.2 g DO含有的质子数和中子数均为NA
C.每生成1 mol O2,转移的电子数一定为4NA
D.标准状况下,22.4 L NO与11.2 L O2充分反应,产物分子数为NA
解析 A项,1个乙醇分子中含有5个碳氢键,4.6 g乙醇的物质的量为0.1 mol,含C—H键0.5NA错误;B项,1个DO分子中含有质子数和中子数都是10,相对分子质量为20,2 g DO物质的量为0.1 mol,正确;C项,过氧化物中氧的化合价是-1价,由过氧化物生成1 mol氧气转移的电子为2 mol,错误;D项,标准状况下,二氧化氮与四氧化二氮之间存在转化平衡,产物分子数小于NA,错误。
答案 B
11.(2019·山东日照一模)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.500 mL 2 mol·L-1FeCl3溶液中Cl-数目为3NA且=3
B.电解法精炼铜,阴极析出1 mol Cu时,阳极失去的电子数为2NA
C.64 g SO2与足量的O2在一定条件下反应生成的SO3分子数目为NA
D.在标准状况下,2.24 L NH3通入水中制成氨水,溶液中NH数目为0.1NA
解析 A项,由于Fe3+水解n(Cl-)/n(Fe3+)>3,错误;B项,阴极发生Cu2++2e-===Cu,析出1 mol Cu时,转移电子数为2NA,正确;C项,2SO2+O22SO3为可逆反应,反应生成SO3分子数小于NA,错误;D项,NH3通入水中,发生NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,溶液中含氮元素的微粒有3种,故NH数小于0.1NA,错误。
答案 B
12.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.24 g NaH中阴离子所含电子总数为2NA
B.标准状况下,22.4 L CHCl3含氯原子数为3NA
C.在0.1 mol·L-1的K2CO3溶液中,阴离子数目大于0.1NA
D.300 mL 2 mol·L-1乙醇溶液中所含分子数为0.6NA
解析 A项,NaH中阴离子是H-,阴离子所含电子数为NA=2NA,正确;B项,标准状况下,CHCl3不是气体,因此无法计算22.4 L CHCl3含氯原子数,错误;C项,题目中没有说明溶液的体积,因此无法计算物质的量,错误;D项,乙醇溶液含有的分子是乙醇和水,因此所含分子物质的量大于0.6 mol,错误。
答案 A
13.阿伏加德罗常数的值为NA,下列有关叙述不正确的是(双选)( )
A.标准状况下,11.2 L HF中含有氟原子的数目为0.5NA
B.在c(Cl-)=1 mol·L-1的NH4Cl溶液中加入适量氨水使溶液呈中性,此时溶液中NH数为NA
C.13 g锌与一定量浓硫酸恰好完全反应,生成气体的分子数为0.2NA
D.28 g乙烯和环丁烷的混合气体中含有的碳原子数为2NA
解析 A项标况下HF为液体,故11.2 L HF所含氟原子数目不是0.5NA,错误;B项溶液体积未知,无法求得NH数目,错误;C项由可知1 mol Zn反应无论是生成SO2,还是H2,均生成1 mol气体,故13 g锌完全反应,生成气体0.2NA,正确;D项,二者的最简式均为CH2,28 g混合物含CH2的物质的量为=2 mol,故所含碳原子数为2NA,正确。
答案 AB
14.如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的化学式。
在注射器A中装有240 mL气体X,慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B,使之完全反应,得到下面的实验结果:
实验前B管重20.32 g,实验后B管重20.00 g,B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水;在注射器D中收集的气体是氮气。
试回答下列问题:
(1)X气体是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后,收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL,则X的摩尔质量是________ g·moL-1。
(3)通过计算,确定X的化学式为_______________________________________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式:(X在该条件下不发生分解反应)_____________ _______________________________________。
解析 (1)由题意分析知B管中发生的反应为X+CuOCu+N2+H2O可推知X由N、H两种元素组成。
(2)240 mL X的物质的量为240 mL/24 000 mL·mol-1=0.01 mol,其中mN=0.28 g,mH=×2×1 g·mol-1=0.04 g,故X的摩尔质量为=32 g·mol-1。
(3)=∶=1∶2,则X的最简式为NH2,最简式量为16,故=2推知X的化学式为(NH2)2×2=N2H4。
答案 (1)N H(氮 氢) (2)32 (3)N2H4
(4)2CuO+N2H42Cu+N2+2H2O
15.某中学有甲、乙两个探究性学习小组,他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况(约20 ℃、1.01×105Pa)下的气体摩尔体积(Vm)。
(一)甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。
(1)写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式:______________________________
__________________________________________________________________。
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻旋开其活塞,一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因:___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)实验结束时,生成氢气的体积近似等于________。(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响:________(填“有”“没有”或“不能判断”),简述理由:_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(二)乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为,稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶中的空气排出,使所测氢气的体积偏大;实验结束后,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气的体积偏小,于是他们设计了如图2所示的实验装置。
实验中准确测定出4个数据,如下表:
实验前
实验后
铝铜合金质量(g)
m1
m2
量液管(C)体积(mL)
V1
V2
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积:Vm=________。
解析 (一)(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,其离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大,锥形瓶内的压强大于大气压,所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。
(3)气体产生的压强导致水从集气瓶中排出,且氢气不易溶于水,所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积。
(4)装置中有空气存在,生成的氢气不溶于水,在相同温度和压强下,生成的氢气的体积与排出空气的体积相等,所以没有影响。
(二)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2 mol 3 mol
mol
Vm=L/mol。
答案 (一)(1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大
(3)量筒内收集到水的体积
(4)没有 相同温度和压强下,生成氢气的体积与排出空气的体积相等
(二)L/mol
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