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2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用:专题12第二单元 物质的量 物质的聚集状态
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第二单元 物质的量 物质的聚集状态
1.了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志。 2.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。 3.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有关计算。 4.了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。 5.理解质量守恒定律。
物质的量
[知识梳理]
一、物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数
1.基本概念间的关系
2.物质的量的表示方法:
如0.2 mol H2,2 mol Na+,3 mol水分子。
3.物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系:
n=。
二、摩尔质量
1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量,其符号为M,单位为g·mol-1。
2.数值:以g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。
3.摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系:n=。
[自我检测]
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)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧。( )
(3)NaOH的摩尔质量为40 g。( )
(4)1 mol OH-的质量为17 g·mol-1。( )
(5)氖气的摩尔质量(单位g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量。( )
解析:(1)NaCl等离子化合物由离子构成,无分子,错误;(2)氢、氧指代不明,错误;(3)摩尔质量的单位为g·mol-1,错误;(4)质量的单位为g,错误。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.(1)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na+,Na2X的摩尔质量为________,其相对分子质量为________,X的相对原子质量为________,该物质的化学式为________。
(2)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含________mol SO,Al3+的物质的量__________0.8 mol(填“>”“<”或“=”)。
解析:(1)Na2X的摩尔质量为=62 g/mol,X的相对原子质量为62-23×2=16。
(2)n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4 mol=1.2 mol,0.4 mol Al2(SO4)3中含有0.8 mol Al3+,由于在溶液中Al3+水解,故Al3+的物质的量小于0.8 mol。
答案:(1)62 g/mol 62 16 Na2O (2)1.2 <
(1)物质的量不能理解成物质的质量或物质的数量,其单位是摩尔。
(2)使用摩尔作单位时,该化学式应指明粒子的种类,如1 mol H、1 mol CO2。
(3)摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的,但含义不同,三者的单位也不同。
某硫原子的质量是a g,C12原子的质量是b g,若NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为
②m g该硫原子的物质的量为 mol
③该硫原子的摩尔质量是aNA g
④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③ B.②④
C.①② D.②③
[解析] ①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以C12原子质量的,即,正确;②m g硫原子的个数为,其物质的量为 mol,正确;③该原子的摩尔质量是aNA g/mol,不正确;④一个硫原子所含电子数为16,则16NA为1 mol硫原子所含电子数,不正确。
[答案] C
若硫原子的相对原子质量为32,NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则一个硫原子的质量为________。
答案:32/NA g
解答以物质的量为核心的相关计算时,要注意“物质的量”的桥梁作用,解题思维流程如下:
题组一 有关分子(或特定组合)中微粒数的计算
1.标准状况下有①0.112 L水 ②0.5NA个HCl分子
③25.6 g SO2气体 ④0.2 mol氨气 ⑤2 mol氦气
⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从多到少的顺序为______________________。
答案:①>⑥>⑤>③>②>④
2.(2018·承德模拟)据央视新闻报道,国务院总理在政府工作报告中提出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2,下列叙述正确的是( )
A.SiO2的摩尔质量为60
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
解析:选C。摩尔质量的单位为g·mol-1,A项错误。标准状况下,SiO2为固体,B项错误。SiO2中Si与O的质量比为28∶32=7∶8,C项正确。SiO2和CO2的摩尔质量不同,D项错误。
题组二 物质的量与微粒数目之间的换算
3.(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为________。
解析:(1)0.3 mol×6.02×1023 mol-1×2=N(NH3)×3,则N(NH3)=1.204×1023或0.2NA。
(2)12 g 乙烷的物质的量是0.4 mol,一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键,所以0.4 mol乙烷中所含共价键的物质的量为2.8 mol。
(3)根据质量守恒定律,0.04 mol C的质量为16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)=4.24 g÷0.04 mol=106 g·mol-1。
答案:(1)1.204×1023(或0.2NA) (2)2.8 mol
(3)106 g·mol-1
4.高效能源——“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。
(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。
答案:(1)NA(或6.02×1023) 4NA(或2.408×1024)
(2)16 g·mol-1 72
(1)物质的量的描述对象是微观粒子,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体。
(2)勿忽视摩尔的使用对象:使用摩尔作单位时,必须用化学式指明粒子的种类,如1 mol H不能描述为1 mol氢等。
(3)求算物质所含的微粒数时要注意物质的化学组成中的个数关系。
物质的聚集状态
[知识梳理]
一、影响物质体积大小的因素
二、气体摩尔体积
1.影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
2.在标准状况(指温度为0 ℃,压强为101 kPa)下,1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L。
三、阿伏加德罗定律及其推论应用
1.阿伏加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
2.阿伏加德罗定律的推论(可通过pV=nRT及n=、ρ=导出)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
同温、同体积下,气体的压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在标准状况下,1 mol O2与1 mol SO3的体积相同。( )
(2)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。( )
(3)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。( )
(4)在相同条件下,相同物质的量的C2H4和C3H6,所含分子个数相同,原子个数也相同。( )
解析:(1)标准状况下,SO3为固体,错误;(2)通过调节温度和压强,如增大压强,升高温度,也可以实现1 mol气体的体积约是22.4 L,错误;(4)分子个数相同,但原子个数不同,错误。
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.判断下列物质的体积与22.4 L的大小关系(填“>”“<”或“=”)。
(1)常压下,25 ℃时的1 mol NH3________22.4 L。
(2)17 g液氨________22.4 L。
(3)标准状况下,44 g CO2________22.4 L。
(4)0 ℃、202 kPa时2 g H2________22.4 L。
解析:(1)标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol NH3体积约为22.4 L,温度升高,体积增大。(2)液氨,呈液态。(3)标准状况下,44 g CO2(1 mol)体积约为22.4 L。(4)2 g H2为1 mol,标准状况(0 ℃、101 kPa)下气体约为22.4 L,增大压强,体积减小。
答案:(1)> (2)< (3)= (4)<
3.如图有三只气球,其中VA=VB=1.12 L。
(1)A、B中气体的物质的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”)。
(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=________。
解析:(1)状态不一定相同,所以气体的物质的量不一定相同。(2)同温同压下,气体的体积之比等于分子数之比。(3)同温同压下,气体的体积与其物质的量成正比,质量相同时,物质的量之比与摩尔质量成反比。
答案:(1)不一定 (2)1∶1 (3)2∶1
气体摩尔体积的使用方法
Vm≈22.4 L·mol-1,使用时一定要注意以下三个方面:
(1)一个条件:标准状况;
(2)一个对象:只限于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体;
(3)两个数据:“1 mol”“22.4 L”。
下列关于同温同压下的两种气体 12C18O和 14N2的判断正确的是( )
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等
[解析] 根据阿伏加德罗定律结合微粒间相互关系逐一分析。A.根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体含有相同的分子数,即气体的物质的量相同,但由于12C18O与14N2摩尔质量不相等,故质量不相等,密度也不相等。B.二者都是双原子分子,原子数相等时二者的物质的量相等,二者所含中子数不相等,1个 12C18O 分子含有16个中子,1个 14N2分子含有14个中子。C.同温同压下,同体积的气体的物质的量相等,且1分子12C18O与14N2中均含有14个电子,故12C18O与14N2具有的电子数相等。D.1个12C18O分子与1个14N2分子中所含质子数相等,质量相等的二者物质的量不相等,含有的质子数也不相等。
[答案] C
同温同压下的两种气体 12C18O和 14N2的中子数相等,则气体的体积比为________。
答案:7∶8
阿伏加德罗定律及其推论答题模板
第一步:找“相同”明“不同”
(1)找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的微粒结构,求出相应的粒子数;
(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。
第二步:用“规律”
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。
注:可利用理想气体状态方程:pV=nRT推导判断,其中R为常数。
题组一 气体摩尔体积的使用与计算
1.(2018·延安高三质检)下列说法正确的是( )
①标准状况下, 6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L ②0.5 mol H2所占体积为11.2 L ③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L ④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1 ⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥
C.③④⑥ D.①④⑥
解析:选B。①物质不一定是气体;②不一定在标准状况下;③水在标准状况下不是气体;⑤气体摩尔体积与温度、压强有关。
2.设NA为阿伏加德罗常数,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积是( )
A. L B. L
C. L D. L
解析:选D。解法一(公式法):双原子分子的物质的量为 mol,双原子分子的摩尔质量为= g·mol-1,所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
解法二(比例法):同种气体其分子数与质量成正比,设b g气体的分子数为N,则
a g ~ p
b g ~ N
得:N=,则双原子分子的物质的量为 mol,所以b g该气体在标准状况下的体积为 L。
题组二 阿伏加德罗定律及应用
3.(2018·保定高三模拟)取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,吹出体积相等的状况,如图所示。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是( )
解析:选C。同温、同压、同体积下,气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 mol,A项,含有HCl和O3,1 mol混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;B项,含有H2和NH3,1 mol 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;C项,含有N2和O2,都为双原子分子,则1 mol混合气体含有2 mol原子,正确;D项,含有He和NO2,1 mol该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于2 mol,可能小于2 mol,也可能等于2 mol,错误。
4.下列说法正确的是( )
A.同温同压下,相同数目的分子必具有相同的体积
B.等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶1
C.不同的气体若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
解析:选D。A项必须是气态分子才能成立;B项质量相同的O2和H2,其物质的量之比等于摩尔质量的反比,即n(O2)∶n(H2)=2∶32=1∶16;C项虽然气体体积不等,但没有给出气体所处的条件,所含的分子数有可能相等;D项同温同体积时,气体的物质的量越大,其压强越大。
阿伏加德罗定律的适用范围
(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件是三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。
(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。
(3)气体体积受温度和压强的影响,而和分子的大小无关。
[课后达标检测]
一、选择题
1.下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是( )
A.0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子
B.1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧
C.氢氧化钠的摩尔质量是40 g
D.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍
解析:选A。B项,应表达为1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子;C项,单位错误,应是40 g·mol-1;D项,水的摩尔质量是固定不变的。
2.雾霾天气对环境造成了严重影响,部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )
A.臭氧的摩尔质量是48 g
B.同温同压下,等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
C.16 g臭氧中含有6.02×1023个原子
D.1.00 mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023
解析:选C。臭氧的摩尔质量是48 g/mol,A错误;同温同压下,等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2,B错误;1.00 mol 臭氧中含有电子总数为24×6.02×1023,D错误。
3.下列叙述中指定粒子的数目大于6.02×1023的是( )
A.2 g重水(D2O)中含有的中子数
B.0.1 mol F-中含有的电子数
C.标准状况下11.2 L N2和NO混合气体中的原子数
D.1 L 1 mol/L Na2SO4溶液中Na+数
解析:选D。A项,2 g重水的物质的量为0.1 mol,含有1 mol中子;B项,含有1 mol电子;C项,含有1 mol原子;D项,Na+数为2NA。
4.“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,下列有关说法正确的是( )
A.质量相等的CO和CO2,物质的量之比为2∶3
B.2 mol氧气的摩尔质量为62 g·mol-1
C.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
D.2 g H2含有1 mol氢分子
解析:选D。设质量均为m,则n(CO)∶n(CO2)=∶=11∶7,A错误;摩尔质量的单位是g·mol-1,数值上等于物质的相对分子(原子)质量,B错误;1 mol任何物质都约含有6.02×1023个微粒,不一定是分子,也有可能是离子或原子,C错误;2 g H2的物质的量是1 mol,含有1 mol氢分子,D正确。
5.下列说法中正确的是( )
A.5.6 L N2(标准状况)和11 g CO2中含有的分子数相同
B.9 g H2O和0.5 mol Br2中含有的原子数相同
C.22.4 L O2中一定含有NA个O2分子
D.在常温常压下,20 mL NH3与60 mL O2所含有的原子个数比为1∶3
解析:选A。A项,==,正确;B项,9 g H2O中含原子数为×3NA,0.5 mol Br2中含原子数为0.5×2NA,错误;C项,22.4 L O2不一定为1 mol,错误;D项,20 mL NH3与60 mL O2的物质的量比为1∶3,含有的原子个数比为(1×4)∶(3×2)=2∶3,错误。
6.下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、同体积的N2和CO
B.同温度、同体积的H2、N2
C.同体积、同密度的C2H4和C3H4
D.同压强、同体积的N2O和CO2
解析:选A。A项,N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol-1,故质量相同时,二者的物质的量也相同,且二者均为双原子分子,故两瓶气体所含原子数相等,符合题意;B项,没有指明气体的压强,不能确定二者的物质的量,不符合题意;C项,二者的体积、密度相同,则二者的质量相同,二者所含原子数不相同,不符合题意;D项,没有指明气体的温度,不能确定二者的物质的量,不符合题意。
7.(2016·高考海南卷)利用太阳能分解水制氢,若光解0.02 mol水,下列说法正确的是( )
A.可生成H2的质量为0.02 g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)
D.生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量
解析:选D。根据化学方程式2H2O2H2↑+O2↑,光解0.02 mol水,可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2。则可得A.可生成H2的质量为0.04 g,错误;B.可生成氢的原子数为2.408×1022个,错误;C.可生成标准状况下H2的体积为0.448 L,错误;D.0.04 mol Na与水反应产生0.02 mol H2,正确。
8.(2015·高考全国卷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应为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.2∶1
解析:选C。根据乌洛托品的结构式写出其分子式为C6H12N4,因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的,根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO+4NH3===C6H12N4+6H2O,根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得,甲醛与氨的物质的量之比为3∶2,C项正确。
9.同温同压下,x g甲气体和y g乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断下列叙述错误的是( )
A.x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比
B.x∶y等于甲与乙的分子个数之比
C.x∶y等于同温同压下,甲与乙的密度之比
D.y∶x等于同温同体积下,等质量的甲与乙的压强之比
解析:选B。A项,由同温同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数,则x g甲气体和y g乙气体的物质的量相等,即=,推出x∶y=M甲∶M乙,故正确;B项,甲与乙的分子个数之比为1∶1,而x与y不一定相等,故不正确;C项,同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,体积相同时即为质量之比,故正确;D项,同温同体积下,等质量的甲、乙压强之比为p甲∶p乙=n甲∶n乙=∶=M乙∶M甲=y∶x,故正确。
10.(2018·云南一检)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.C2H4和C3H6的混合物的质量为a g,所含碳氢键数目为
B.标准状况下,2.24 L2H35Cl中所含中子数为1.8NA
C.50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量Cu反应,转移的电子数为0.3NA
D.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO和CO的离子数之和为0.1NA
解析:选A。C2H4和C3H6的最简式均为CH2,a g该混合物中含有的碳氢键数目为×2×NA,即,A项正确;1个2H35Cl中含有19个中子,则0.1 mol 2H35Cl中含有的中子数为1.9NA,B项错误;盐酸与铜不反应,C项错误;1 L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO、CO和H2CO3的数目之和为0.1NA,D项错误。
二、非选择题
11.(1)0.7 mol H2O的质量为________,其中含有________个水分子,氢原子的物质的量为________。
(2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是________,在相同温度和相同压强条件下,体积最大的是________。
(3)2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数之比是______;原子数之比是________。
(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为________,该金属元素的相对原子质量为________。
解析:(1)0.7 mol H2O的质量为0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g,含有水分子的个数为0.7 mol×6.02×1023 mol-1=4.214×1023,氢原子的物质的量为0.7 mol×2=1.4 mol。
(2)根据n=m/M可知,摩尔质量最大的SO2,其物质的量最小,含有分子数最少;摩尔质量最小的H2,相同条件下物质的量最大,其所占体积最大。
(3)根据阿伏加德罗定律可知2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数之比是2∶3;原子数之比是(2×3)∶(3×4)=1∶2。
(4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2,在9.5 g该二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol,该氯化物的摩尔质量为95 g·mol-1;该金属元素的相对原子质量为95-71=24。
答案:(1)12.6 g 4.214×1023(或0.7NA) 1.4 mol (2)SO2 H2 (3)2∶3 1∶2 (4)95 g·mol-1 24
12.一定质量的液态化合物XY2,在标准状况下的一定质量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是672 mL,密度是2.56 g·L-1,则:
(1)反应前O2的体积是________。
(2)化合物XY2的摩尔质量是________。
(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比是3∶16,则X、Y两元素分别为________和________(写元素符号)。
解析:(1)由反应XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,反应前后气体的体积变化为0,故V(O2)=672 mL。
(2)由m=ρV可知,生成物的质量m=0.672 L×2.56 g·L-1=1.72 g;n(O2)=
=0.03 mol。
XY2(l) + 3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)
0.01 mol 0.03 mol
所以M(XY2)==76 g·mol-1。
(3)由=,Mr(X)+2Mr(Y)=76,得Mr(X)=12,Mr(Y)=32,则X为C,Y为S。
答案:(1)672 mL (2)76 g·mol-1 (3)C S
13.卫生部严令禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO2)等食品添加剂。过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒物质,带有结晶水,通常还含有CaO。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品,灼烧时发生如下反应:
2[CaO2·xH2O]2CaO+O2↑+2xH2O,得到O2在标准状况下体积为672 mL,该样品中CaO2的物质的量为________。
(2)另取同一样品5.42 g,溶于适量稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①该样品中CaO的质量为________________。
②该样品中CaO2·xH2O的x值为________。
解析:(1)n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=2n(O2)=2×672 mL/22 400 mL·mol-1=0.06 mol。
(2)①n(Ca2+)总=n(CaCO3)=7.0 g÷100 g·mol-1=0.07 mol,
m(CaO)原=(0.07 mol-0.06 mol)×56 g·mol-1=0.56 g。
②x=(5.42 g-0.56 g-0.06 mol×72 g·mol-1) ÷18 g·mol-1÷0.06 mol=。
答案:(1)0.06 mol (2)①0.56 g ②
1.了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志。 2.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。 3.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有关计算。 4.了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。 5.理解质量守恒定律。
物质的量
[知识梳理]
一、物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数
1.基本概念间的关系
2.物质的量的表示方法:
如0.2 mol H2,2 mol Na+,3 mol水分子。
3.物质的量与微粒个数、阿伏加德罗常数之间的关系:
n=。
二、摩尔质量
1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量,其符号为M,单位为g·mol-1。
2.数值:以g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量。
3.摩尔质量与物质的量、物质的质量之间的关系:n=。
[自我检测]
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)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧。( )
(3)NaOH的摩尔质量为40 g。( )
(4)1 mol OH-的质量为17 g·mol-1。( )
(5)氖气的摩尔质量(单位g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量。( )
解析:(1)NaCl等离子化合物由离子构成,无分子,错误;(2)氢、氧指代不明,错误;(3)摩尔质量的单位为g·mol-1,错误;(4)质量的单位为g,错误。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.(1)12.4 g Na2X含有0.4 mol Na+,Na2X的摩尔质量为________,其相对分子质量为________,X的相对原子质量为________,该物质的化学式为________。
(2)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含________mol SO,Al3+的物质的量__________0.8 mol(填“>”“<”或“=”)。
解析:(1)Na2X的摩尔质量为=62 g/mol,X的相对原子质量为62-23×2=16。
(2)n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4 mol=1.2 mol,0.4 mol Al2(SO4)3中含有0.8 mol Al3+,由于在溶液中Al3+水解,故Al3+的物质的量小于0.8 mol。
答案:(1)62 g/mol 62 16 Na2O (2)1.2 <
(1)物质的量不能理解成物质的质量或物质的数量,其单位是摩尔。
(2)使用摩尔作单位时,该化学式应指明粒子的种类,如1 mol H、1 mol CO2。
(3)摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的,但含义不同,三者的单位也不同。
某硫原子的质量是a g,C12原子的质量是b g,若NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是( )
①该硫原子的相对原子质量为
②m g该硫原子的物质的量为 mol
③该硫原子的摩尔质量是aNA g
④a g该硫原子所含的电子数为16NA
A.①③ B.②④
C.①② D.②③
[解析] ①该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以C12原子质量的,即,正确;②m g硫原子的个数为,其物质的量为 mol,正确;③该原子的摩尔质量是aNA g/mol,不正确;④一个硫原子所含电子数为16,则16NA为1 mol硫原子所含电子数,不正确。
[答案] C
若硫原子的相对原子质量为32,NA只表示阿伏加德罗常数的数值,则一个硫原子的质量为________。
答案:32/NA g
解答以物质的量为核心的相关计算时,要注意“物质的量”的桥梁作用,解题思维流程如下:
题组一 有关分子(或特定组合)中微粒数的计算
1.标准状况下有①0.112 L水 ②0.5NA个HCl分子
③25.6 g SO2气体 ④0.2 mol氨气 ⑤2 mol氦气
⑥6.02×1023个白磷分子,所含原子个数从多到少的顺序为______________________。
答案:①>⑥>⑤>③>②>④
2.(2018·承德模拟)据央视新闻报道,国务院总理在政府工作报告中提出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2,下列叙述正确的是( )
A.SiO2的摩尔质量为60
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
解析:选C。摩尔质量的单位为g·mol-1,A项错误。标准状况下,SiO2为固体,B项错误。SiO2中Si与O的质量比为28∶32=7∶8,C项正确。SiO2和CO2的摩尔质量不同,D项错误。
题组二 物质的量与微粒数目之间的换算
3.(1)0.3 mol H2O分子中所含氢原子数与________个NH3分子中所含氢原子数相等。
(2)12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是________。
(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为________。
解析:(1)0.3 mol×6.02×1023 mol-1×2=N(NH3)×3,则N(NH3)=1.204×1023或0.2NA。
(2)12 g 乙烷的物质的量是0.4 mol,一个乙烷(C2H6)分子中含有7个共价键,所以0.4 mol乙烷中所含共价键的物质的量为2.8 mol。
(3)根据质量守恒定律,0.04 mol C的质量为16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)=4.24 g÷0.04 mol=106 g·mol-1。
答案:(1)1.204×1023(或0.2NA) (2)2.8 mol
(3)106 g·mol-1
4.高效能源——“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。
(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。
答案:(1)NA(或6.02×1023) 4NA(或2.408×1024)
(2)16 g·mol-1 72
(1)物质的量的描述对象是微观粒子,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体。
(2)勿忽视摩尔的使用对象:使用摩尔作单位时,必须用化学式指明粒子的种类,如1 mol H不能描述为1 mol氢等。
(3)求算物质所含的微粒数时要注意物质的化学组成中的个数关系。
物质的聚集状态
[知识梳理]
一、影响物质体积大小的因素
二、气体摩尔体积
1.影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。
2.在标准状况(指温度为0 ℃,压强为101 kPa)下,1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L。
三、阿伏加德罗定律及其推论应用
1.阿伏加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。
2.阿伏加德罗定律的推论(可通过pV=nRT及n=、ρ=导出)
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
=
同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比
T、V相同
=
同温、同体积下,气体的压强与其物质的量成正比
T、p相同
=
同温、同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在标准状况下,1 mol O2与1 mol SO3的体积相同。( )
(2)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。( )
(3)在相同条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同。( )
(4)在相同条件下,相同物质的量的C2H4和C3H6,所含分子个数相同,原子个数也相同。( )
解析:(1)标准状况下,SO3为固体,错误;(2)通过调节温度和压强,如增大压强,升高温度,也可以实现1 mol气体的体积约是22.4 L,错误;(4)分子个数相同,但原子个数不同,错误。
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.判断下列物质的体积与22.4 L的大小关系(填“>”“<”或“=”)。
(1)常压下,25 ℃时的1 mol NH3________22.4 L。
(2)17 g液氨________22.4 L。
(3)标准状况下,44 g CO2________22.4 L。
(4)0 ℃、202 kPa时2 g H2________22.4 L。
解析:(1)标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol NH3体积约为22.4 L,温度升高,体积增大。(2)液氨,呈液态。(3)标准状况下,44 g CO2(1 mol)体积约为22.4 L。(4)2 g H2为1 mol,标准状况(0 ℃、101 kPa)下气体约为22.4 L,增大压强,体积减小。
答案:(1)> (2)< (3)= (4)<
3.如图有三只气球,其中VA=VB=1.12 L。
(1)A、B中气体的物质的量________是0.05 mol(填“一定”或“不一定”)。
(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=________。
解析:(1)状态不一定相同,所以气体的物质的量不一定相同。(2)同温同压下,气体的体积之比等于分子数之比。(3)同温同压下,气体的体积与其物质的量成正比,质量相同时,物质的量之比与摩尔质量成反比。
答案:(1)不一定 (2)1∶1 (3)2∶1
气体摩尔体积的使用方法
Vm≈22.4 L·mol-1,使用时一定要注意以下三个方面:
(1)一个条件:标准状况;
(2)一个对象:只限于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体;
(3)两个数据:“1 mol”“22.4 L”。
下列关于同温同压下的两种气体 12C18O和 14N2的判断正确的是( )
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等
[解析] 根据阿伏加德罗定律结合微粒间相互关系逐一分析。A.根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体含有相同的分子数,即气体的物质的量相同,但由于12C18O与14N2摩尔质量不相等,故质量不相等,密度也不相等。B.二者都是双原子分子,原子数相等时二者的物质的量相等,二者所含中子数不相等,1个 12C18O 分子含有16个中子,1个 14N2分子含有14个中子。C.同温同压下,同体积的气体的物质的量相等,且1分子12C18O与14N2中均含有14个电子,故12C18O与14N2具有的电子数相等。D.1个12C18O分子与1个14N2分子中所含质子数相等,质量相等的二者物质的量不相等,含有的质子数也不相等。
[答案] C
同温同压下的两种气体 12C18O和 14N2的中子数相等,则气体的体积比为________。
答案:7∶8
阿伏加德罗定律及其推论答题模板
第一步:找“相同”明“不同”
(1)找出题干中有哪些相同的条件,再根据物质的量,结合物质的微粒结构,求出相应的粒子数;
(2)分析选项中的要求,明确需要求解哪些量。
第二步:用“规律”
利用阿伏加德罗定律及其推论得出不同条件之间的关系,进行对比判断,从而顺利解题。
注:可利用理想气体状态方程:pV=nRT推导判断,其中R为常数。
题组一 气体摩尔体积的使用与计算
1.(2018·延安高三质检)下列说法正确的是( )
①标准状况下, 6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L ②0.5 mol H2所占体积为11.2 L ③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L ④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L ⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol-1 ⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥
C.③④⑥ D.①④⑥
解析:选B。①物质不一定是气体;②不一定在标准状况下;③水在标准状况下不是气体;⑤气体摩尔体积与温度、压强有关。
2.设NA为阿伏加德罗常数,如果a g某气态双原子分子的分子数为p,则b g该气体在标准状况下的体积是( )
A. L B. L
C. L D. L
解析:选D。解法一(公式法):双原子分子的物质的量为 mol,双原子分子的摩尔质量为= g·mol-1,所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1= L。
解法二(比例法):同种气体其分子数与质量成正比,设b g气体的分子数为N,则
a g ~ p
b g ~ N
得:N=,则双原子分子的物质的量为 mol,所以b g该气体在标准状况下的体积为 L。
题组二 阿伏加德罗定律及应用
3.(2018·保定高三模拟)取五个相同的气球,同温同压下,分别充入CO和以下四种混合气体,吹出体积相等的状况,如图所示。A、B、C、D四个气球内,与CO所含原子数一定相等的是( )
解析:选C。同温、同压、同体积下,气体的物质的量相同。设气体的物质的量为1 mol,A项,含有HCl和O3,1 mol混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;B项,含有H2和NH3,1 mol 该混合气体含有的原子的物质的量大于2 mol,错误;C项,含有N2和O2,都为双原子分子,则1 mol混合气体含有2 mol原子,正确;D项,含有He和NO2,1 mol该混合气体含有的原子数的物质的量可能大于2 mol,可能小于2 mol,也可能等于2 mol,错误。
4.下列说法正确的是( )
A.同温同压下,相同数目的分子必具有相同的体积
B.等质量的O2和H2的物质的量之比为16∶1
C.不同的气体若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
D.同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
解析:选D。A项必须是气态分子才能成立;B项质量相同的O2和H2,其物质的量之比等于摩尔质量的反比,即n(O2)∶n(H2)=2∶32=1∶16;C项虽然气体体积不等,但没有给出气体所处的条件,所含的分子数有可能相等;D项同温同体积时,气体的物质的量越大,其压强越大。
阿伏加德罗定律的适用范围
(1)阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件是三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论,但所含原子数不一定相等。
(2)阿伏加德罗定律既适用于单一气体,也适用于混合气体。
(3)气体体积受温度和压强的影响,而和分子的大小无关。
[课后达标检测]
一、选择题
1.下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是( )
A.0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子
B.1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧
C.氢氧化钠的摩尔质量是40 g
D.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍
解析:选A。B项,应表达为1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子;C项,单位错误,应是40 g·mol-1;D项,水的摩尔质量是固定不变的。
2.雾霾天气对环境造成了严重影响,部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )
A.臭氧的摩尔质量是48 g
B.同温同压下,等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
C.16 g臭氧中含有6.02×1023个原子
D.1.00 mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023
解析:选C。臭氧的摩尔质量是48 g/mol,A错误;同温同压下,等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2,B错误;1.00 mol 臭氧中含有电子总数为24×6.02×1023,D错误。
3.下列叙述中指定粒子的数目大于6.02×1023的是( )
A.2 g重水(D2O)中含有的中子数
B.0.1 mol F-中含有的电子数
C.标准状况下11.2 L N2和NO混合气体中的原子数
D.1 L 1 mol/L Na2SO4溶液中Na+数
解析:选D。A项,2 g重水的物质的量为0.1 mol,含有1 mol中子;B项,含有1 mol电子;C项,含有1 mol原子;D项,Na+数为2NA。
4.“物质的量”是国际单位制中的一个基本物理量,下列有关说法正确的是( )
A.质量相等的CO和CO2,物质的量之比为2∶3
B.2 mol氧气的摩尔质量为62 g·mol-1
C.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
D.2 g H2含有1 mol氢分子
解析:选D。设质量均为m,则n(CO)∶n(CO2)=∶=11∶7,A错误;摩尔质量的单位是g·mol-1,数值上等于物质的相对分子(原子)质量,B错误;1 mol任何物质都约含有6.02×1023个微粒,不一定是分子,也有可能是离子或原子,C错误;2 g H2的物质的量是1 mol,含有1 mol氢分子,D正确。
5.下列说法中正确的是( )
A.5.6 L N2(标准状况)和11 g CO2中含有的分子数相同
B.9 g H2O和0.5 mol Br2中含有的原子数相同
C.22.4 L O2中一定含有NA个O2分子
D.在常温常压下,20 mL NH3与60 mL O2所含有的原子个数比为1∶3
解析:选A。A项,==,正确;B项,9 g H2O中含原子数为×3NA,0.5 mol Br2中含原子数为0.5×2NA,错误;C项,22.4 L O2不一定为1 mol,错误;D项,20 mL NH3与60 mL O2的物质的量比为1∶3,含有的原子个数比为(1×4)∶(3×2)=2∶3,错误。
6.下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、同体积的N2和CO
B.同温度、同体积的H2、N2
C.同体积、同密度的C2H4和C3H4
D.同压强、同体积的N2O和CO2
解析:选A。A项,N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol-1,故质量相同时,二者的物质的量也相同,且二者均为双原子分子,故两瓶气体所含原子数相等,符合题意;B项,没有指明气体的压强,不能确定二者的物质的量,不符合题意;C项,二者的体积、密度相同,则二者的质量相同,二者所含原子数不相同,不符合题意;D项,没有指明气体的温度,不能确定二者的物质的量,不符合题意。
7.(2016·高考海南卷)利用太阳能分解水制氢,若光解0.02 mol水,下列说法正确的是( )
A.可生成H2的质量为0.02 g
B.可生成氢的原子数为2.408×1023个
C.可生成H2的体积为0.224 L(标准状况)
D.生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量
解析:选D。根据化学方程式2H2O2H2↑+O2↑,光解0.02 mol水,可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2。则可得A.可生成H2的质量为0.04 g,错误;B.可生成氢的原子数为2.408×1022个,错误;C.可生成标准状况下H2的体积为0.448 L,错误;D.0.04 mol Na与水反应产生0.02 mol H2,正确。
8.(2015·高考全国卷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应为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.2∶1
解析:选C。根据乌洛托品的结构式写出其分子式为C6H12N4,因为乌洛托品是将甲醛水溶液与氨水混合蒸发而制得的,根据原子守恒可得化学方程式为6HCHO+4NH3===C6H12N4+6H2O,根据反应物的物质的量之比等于化学计量数之比得,甲醛与氨的物质的量之比为3∶2,C项正确。
9.同温同压下,x g甲气体和y g乙气体占有相同的体积,根据阿伏加德罗定律判断下列叙述错误的是( )
A.x∶y等于甲与乙的相对分子质量之比
B.x∶y等于甲与乙的分子个数之比
C.x∶y等于同温同压下,甲与乙的密度之比
D.y∶x等于同温同体积下,等质量的甲与乙的压强之比
解析:选B。A项,由同温同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数,则x g甲气体和y g乙气体的物质的量相等,即=,推出x∶y=M甲∶M乙,故正确;B项,甲与乙的分子个数之比为1∶1,而x与y不一定相等,故不正确;C项,同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,体积相同时即为质量之比,故正确;D项,同温同体积下,等质量的甲、乙压强之比为p甲∶p乙=n甲∶n乙=∶=M乙∶M甲=y∶x,故正确。
10.(2018·云南一检)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.C2H4和C3H6的混合物的质量为a g,所含碳氢键数目为
B.标准状况下,2.24 L2H35Cl中所含中子数为1.8NA
C.50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量Cu反应,转移的电子数为0.3NA
D.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO和CO的离子数之和为0.1NA
解析:选A。C2H4和C3H6的最简式均为CH2,a g该混合物中含有的碳氢键数目为×2×NA,即,A项正确;1个2H35Cl中含有19个中子,则0.1 mol 2H35Cl中含有的中子数为1.9NA,B项错误;盐酸与铜不反应,C项错误;1 L 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO、CO和H2CO3的数目之和为0.1NA,D项错误。
二、非选择题
11.(1)0.7 mol H2O的质量为________,其中含有________个水分子,氢原子的物质的量为________。
(2)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是________,在相同温度和相同压强条件下,体积最大的是________。
(3)2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数之比是______;原子数之比是________。
(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为________,该金属元素的相对原子质量为________。
解析:(1)0.7 mol H2O的质量为0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g,含有水分子的个数为0.7 mol×6.02×1023 mol-1=4.214×1023,氢原子的物质的量为0.7 mol×2=1.4 mol。
(2)根据n=m/M可知,摩尔质量最大的SO2,其物质的量最小,含有分子数最少;摩尔质量最小的H2,相同条件下物质的量最大,其所占体积最大。
(3)根据阿伏加德罗定律可知2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数之比是2∶3;原子数之比是(2×3)∶(3×4)=1∶2。
(4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2,在9.5 g该二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol,该氯化物的摩尔质量为95 g·mol-1;该金属元素的相对原子质量为95-71=24。
答案:(1)12.6 g 4.214×1023(或0.7NA) 1.4 mol (2)SO2 H2 (3)2∶3 1∶2 (4)95 g·mol-1 24
12.一定质量的液态化合物XY2,在标准状况下的一定质量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后,在标准状况下测得生成物的体积是672 mL,密度是2.56 g·L-1,则:
(1)反应前O2的体积是________。
(2)化合物XY2的摩尔质量是________。
(3)若XY2分子中X、Y两元素的质量比是3∶16,则X、Y两元素分别为________和________(写元素符号)。
解析:(1)由反应XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,反应前后气体的体积变化为0,故V(O2)=672 mL。
(2)由m=ρV可知,生成物的质量m=0.672 L×2.56 g·L-1=1.72 g;n(O2)=
=0.03 mol。
XY2(l) + 3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)
0.01 mol 0.03 mol
所以M(XY2)==76 g·mol-1。
(3)由=,Mr(X)+2Mr(Y)=76,得Mr(X)=12,Mr(Y)=32,则X为C,Y为S。
答案:(1)672 mL (2)76 g·mol-1 (3)C S
13.卫生部严令禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO2)等食品添加剂。过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒物质,带有结晶水,通常还含有CaO。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品,灼烧时发生如下反应:
2[CaO2·xH2O]2CaO+O2↑+2xH2O,得到O2在标准状况下体积为672 mL,该样品中CaO2的物质的量为________。
(2)另取同一样品5.42 g,溶于适量稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①该样品中CaO的质量为________________。
②该样品中CaO2·xH2O的x值为________。
解析:(1)n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=2n(O2)=2×672 mL/22 400 mL·mol-1=0.06 mol。
(2)①n(Ca2+)总=n(CaCO3)=7.0 g÷100 g·mol-1=0.07 mol,
m(CaO)原=(0.07 mol-0.06 mol)×56 g·mol-1=0.56 g。
②x=(5.42 g-0.56 g-0.06 mol×72 g·mol-1) ÷18 g·mol-1÷0.06 mol=。
答案:(1)0.06 mol (2)①0.56 g ②
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