三物质的量气体摩尔体积 高考化学一轮复习课时作业含解析新人教版

物质的量、气体摩尔体积

(建议用时40分钟)

1.下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是 (　　)

A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量

B.物质的量是一个基本的物理量,单位是摩尔

C.0.12 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数

D.1 mol任何物质中都含有阿伏加德罗常数个原子

【解析】选B。A.以g·mol-1为单位时,摩尔质量与1 mol该物质的质量数值上相等,等于其相对分子质量或相对原子质量,摩尔质量与相对分子(原子)质量,单位不同,故A错误;B.物质的量是表示含有一定数目粒子的集体,是一个基本的物理量,单位是摩尔,故B正确;C.0.012 kg 12C中含有碳原子数为阿伏加德罗常数,故C错误;D.应该是1 mol 微粒都含有阿伏加德罗常数个该粒子,对单原子物质来说1 mol 物质含有阿伏加德罗常数个原子,但对多原子组成的物质来说,1 mol物质含有的原子数大于阿伏加德罗常数个原子,故D错误。

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(2021·青岛模拟)下列有关叙述错误的是 (　　)

A.物质的量的描述对象是宏观物体

B.当物质的质量以g为单位时,铁的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量

C.阿伏加德罗常数是指0.012 kg 12C所含的碳原子数,其数值约等于6.02×1023

D.标准状况下,2 mol气体的体积约为44.8 L

【解析】选A。A.物质的量的描述对象是微观粒子,故A选;B.任何物质的质量以g为单位时,其摩尔质量在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量,故B不选;C.阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,其数值约等于6.02×1023,国际上规定,1 mol任何粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 12C所含的碳原子相同,故C不选;D.标准状况下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,那么2 mol气体的体积约为44.8 L,故D不选。

2.(2021·沈阳模拟)通常监测SO2含量是否达到排放标准的反应原理是SO2+H2O2

+BaCl2BaSO4↓+2HCl。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)

A.0.1 mol BaCl2晶体中所含微粒总数为0.1NA

B.25 ℃时,pH=1的HCl溶液中含有H+的数目为0.1NA

C.17 g H2O2中含有非极性键数目为0.5NA

D.生成2.33 g BaSO4沉淀时,转移电子数目为0.01NA

【解析】选C。0.1 mol BaCl2晶体中所含微粒有钡离子、氯离子等,故A错误;

HCl溶液中含有HCl和H2O,故25 ℃时,pH=1的HCl溶液中,由于溶液的体积未知,因此不能计算H+的数目,B错误;1 mol H2O2中含有非极性键1 mol,17 g H2O2即

0.5 mol H2O2,含有非极性键数目为0.5NA,C正确;根据反应可知,生成1 mol硫酸钡沉淀,转移电子2 mol,则生成2.33 g BaSO4沉淀即0.01 mol BaSO4时,转移电子数目为0.02NA,D错误。

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用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 (　　)

A.98 g H2SO4和H3PO4中含有的氧原子数均为4NA

B.1 L 1 mol·L-1的硫酸与高氯酸(HClO4)溶液中含有的氧原子数均为4NA

C.在0 ℃时,22.4 L氢气中含有2NA个氢原子

D.1 mol乙烷分子中共价键总数为8NA

【解析】选A。A项,M(H2SO4)=M(H3PO4)=98 g·mol-1,即物质的量均为1 mol,所以所含氧原子数均为4NA,正确;B项,硫酸与高氯酸(HClO4)的物质的量均为1 mol,但溶液中水分子也含氧原子,所以氧原子数均大于4NA,错误;C项,非标准状态下,22.4 L氢气中氢气物质的量不一定等于1 mol,所以氢原子数不一定是2NA,错误;D项,一个乙烷分子中含7个共价键,所以1 mol乙烷分子中共价键总数为7NA,错误。

3.(2021年重庆适应性测试)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A.5.6 g铁粉与足量硝酸加热充分反应后,产生H2的分子数为0.1 NA

B.标准状况下22.4 L O2与足量H2反应生成H2O,转移的电子数为4 NA

C.1 L 0.1 mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4 NA

D.1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中Ba2+数目为0.1 NA

【解析】选B。铁与硝酸反应不生成氢气,A错误;标准状况下22.4 L O2是1 mol,

1个O2和氢气反应转移4个电子,1 mol O2和H2反应转移4 mol电子,B正确;C中没有计算水中的氧原子,错误;常温下,1L pH=13的Ba(OH)2溶液中氢氧根离子数目为0.1 NA,Ba2+的数目为0.05 NA,D错误。

4．(2021·大连模拟)臭氧已成为夏季空气污染的元凶，地表产生臭氧的机理如图所示，NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是                                                        (　　)

A．反应①、②、③都是氧化还原反应

B．16 g O3和O2的混合气体，所含质子数为16NA

C．0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液，可得到0.5 mol·L－1的硝酸溶液

D．标准状况下，11.2 L的NO和O2混合气体所含的原子数为NA

【解析】选D。A.反应②是O2与O反应生成O3，化合价不变，没有电子的转移，不是氧化还原反应，故A错误；B.用极限思维，假设16 g全部是O3，n(O3)＝＝ mol，则所含质子数为mol×3×8NA mol－1＝8NA，假设16 g全部是O2，n(O2)＝＝mol，则所含质子数为 mol×2×8NA mol－1＝8NA可以看出无论是O3、O2还是二者的混合物，16 g O3和O2的混合气体，所含质子数为8NA，解法二：16 g O3和O2的混合气体，均由氧原子构成，最简式是O，所含质子数为8NA，故B错误；C.0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液，发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此得到硝酸物质的量为0.33 mol，可得到0.33 mol·L－1的硝酸溶液，故C错误；D.标准状况下，11.2 L的NO和O2混合气体物质的量为0.5 mol，都为双原子分子，无论怎么反应，原子数不变，因此所含的原子数为NA，故D正确。

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 (2021·吴忠模拟)臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O22O3。

(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气的平均摩尔质量为

　　　　g·mol-1(保留一位小数)。 

(2)将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为

　　　　L。 

(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应容器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为多少?

【解析】(1)设有1 mol O2。

　　　　3O2　　2O3

起始    1 mol     0 mol

转化    0.3 mol  0.2 mol

结束    0.7 mol  0.2 mol

根据:==≈35.6 g·mol-1。

(2)3O2　　2O3　　 ΔV

3体积  2体积  1体积

    V   8 L-6.5 L=1.5 L

V=3 L。

(3)加热条件下,O3、O2都能和铜粉反应,故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol,含有O3 y mol,则有

解得

所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。

答案:(1)35.6　(2)3　(3)50%

5．(2021·芜湖模拟)国际计量大会第26届会议新修订了阿伏加德罗常数(NA＝6.022 140 76×1023mol－1)，并于2019年5月20日正式生效。下列说法中正确的是                                                                                                                                                                                                                                              (　　)

A．12 g金刚石中含有化学键的数目为4NA

B．将7.1 g Cl2溶于水制成饱和氯水，溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和为0.1NA

C．标准状况下，11.2 L NO和11.2 L O2混合后，气体的分子总数为0.75NA

D．20 g的D2O中含有的质子数为10NA

【解析】选D。金刚石属于原子晶体，1 mol金刚石中含有2 mol C—C键，即12 g金刚石中含有C—C键物质的量为×2＝2 mol，故A错误；氯气溶于水，部分氯气与水发生反应，溶液中含有氯元素微粒有Cl2、Cl－、ClO－、HClO，溶液中Cl－、ClO－、HClO微粒物质的量之和小于0.1 mol，故B错误；NO与O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，根据所给量，NO不足，O2过量，反应后气体物质的量的和为0.75 mol，但2NO2N2O4，因此反应后气体物质的量小于0.75 mol，故C错误；D2O为2H2O，其摩尔质量为20 g·mol－1，20 g D2O中含有质子物质的量为×10＝10 mol，故D正确。

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设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)

A.常温常压下,1.7 g羟基含有电子数为NA

B.标准状况下,11.2 L氟化氢所含分子数为0.5NA

C.0.2 mol庚烷含有的共用电子对数为4.4NA

D.某碳酸氢钠溶液中含有HC 0.4 mol,则Na+数为0.4NA

【解析】选C。每个—OH中含有9个电子,1.7 g即0.1 mol—OH中含有电子数为0.9NA,A错误;标准状况下,HF为液态,HF的物质的量不能确定,B错误;每个庚烷分子中含有共用电子对数为22,0.2 mol庚烷含有4.4NA个共用电子对,C正确;碳酸氢钠溶液中存在HC的电离和水解,若含有0.4 mol HC,则Na+数大于0.4NA,D错误。

6．(2021年湖南适应性测试)已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是                                                                                                                                                                                                       (　　)

A．常温常压下，22.4 L CH4含有电子数为10NA

B．6 g CH3COOH分子中含有共价键数为0.8NA

C．1 L 0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中含CO数为0.1NA

D．密闭容器中2 mol SO2与1 mol O2反应，生成SO3的分子数为2NA

【解析】选B。A项：标准状况下22.4 L CH4的物质的量为1 mol，常温常压下22.4 L CH4的物质的量少于1 mol，其电子数少于10NA，故A错误；B项

CH3COOH的结构式为，其中的C===O由一个σ键和1个π键组成，是两个化学键，所以每个分子中含8个共价键，n(CH3COOH)＝＝0.1 mol，含共价键数为0.1×8NA＝0.8NA，故B正确；C项Na2CO3溶液中存在水解平衡CO＋H2OHCO＋OH－ ，会使CO减少，CO数目少于0.1NA，故C错误；D项中2SO2＋O22SO3为可逆反应，反应不完全，生成的分子数少于2NA，故D错误。

7.(2021·泰安模拟)磷烯(如图)是由磷原子六元环组成的蜂巢状褶皱二维晶体，它是白磷()的同素异形体。设NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是                                                                                                                                                                                                                                                            (　　)

A．3.1 g白磷中含P—P键的数目为0.3NA

B．6.2 g磷烯中含六元环的数目为0.1NA

C．0.1 mol P4与0.6 mol H2在密闭容器中发生反应P4＋6H24PH3。生成PH3分子的数目为0.4NA

D．0.1 mol P4发生反应P4＋5O22P2O5，转移的电子数为2NA

【解析】选B。A.3.1 g白磷的物质的量为n＝＝0.025 mol，而白磷中含6个P—P键，故0.025 mol白磷中含0.15NA个P—P键，故A错误；B.磷烯是白磷的同素异形体，6.2 g 磷烯的物质的量n＝＝0.2 mol，而1 mol磷原子形成0.5 mol六元环，故0.2 mol磷烯中含0.1NA个六元环，故B正确；C.反应P4＋6H24PH3为可逆反应，不能进行彻底，故生成PH3分子的数目小于

0.4NA，故C错误；D.P4发生反应P4＋5O22P2O5为可逆反应，故不能进行彻底，由于磷元素反应后变为＋5价，故0.1 mol白磷转移的电子数小于2NA，故D错误。

8．CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300 ℃及以上所得固体均为钴氧化物。

(1)通过计算确定C点剩余固体的化学成分为________(填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225～300 ℃发生反应的化学方程式：__________________。

(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为＋2、＋3)，用480 mL 5 mol·L－1盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比(写出计算过程)。

【解析】(1)Co3O4(写成CoO·Co2O3亦可)3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2。

(2)由得失电子守恒得n(Co3＋)＝2n(Cl2)＝2×＝0.4 mol，

由元素守恒和电荷守恒得n(Co)总＝n(Co2＋)溶液＝0.5n(Cl－)＝0.5×(0.48 L×5 mol·L－1－×2)＝1 mol，所以钴氧化物中n(Co2＋)＝1 mol－0.4 mol＝

0.6 mol，

根据钴氧化物中元素化合价代数和为0得n(O)＝＝

1.2 mol。

故n(Co)∶n(O)＝1 mol∶1.2 mol＝5∶6

答案：(1)Co3O4　3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2　(2)5∶6(计算过程见解析)