2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练8物质的量与气体摩尔体积

这是一份2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练8物质的量与气体摩尔体积，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

课时跟踪练8
一、选择题
1．(2022·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．25 ℃，101 kPa下，28 L氢气中质子的数目为2.5NA
B．2.0 L 1.0 mol·L－1 AlCl3溶液中，Al3＋的数目为2.0NA
C．0.20 mol苯甲酸完全燃烧，生成CO2的数目为1.4NA
D．电解熔融CuCl2，阴极增重6.4 g，外电路中通过电子的数目为0.10NA
解析：25 ℃、101 kPa不是标准状况，不能用标准状况下的气体摩尔体积计算氢气的物质的量，故A项错误；Al3＋在溶液中会发生水解生成Al(OH)3，因此2.0 L 1.0 mol·L－1的AlCl3溶液中Al3＋数目小于2.0NA，故B项错误；苯甲酸燃烧的化学方程式为C6H5COOH＋O27CO2＋3H2O，1 mol苯甲酸完全燃烧生成7 mol CO2，则0.2 mol苯甲酸完全燃烧生成1.4 mol CO2，数目为1.4NA，故C项正确；电解熔融CuCl2时，阳极反应为2Cl－－2e－===
Cl2↑，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极增加的重量为Cu的质量，6.4 g Cu的物质的量为0.1 mol，根据阴极反应可知，外电路中通过电子的物质的量为0.2 mol，数目为0.2NA，故D项错误。
答案：C
2．(2022·珠海第二中学月考)NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．标准状况下，22.4 L HF含有的中子数为9NA
B．56 g C3H6和C4H8的混合气体中含有的氢原子数为8NA
C．将50 mL 12 mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA
D．常温下，1 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中OH－的数目为0.2NA
解析：标准状况下，HF不是气体，无法计算其物质的量，故A项错误；C3H6和C4H8的最简式为CH2，故56 g CH2的物质的量为＝4 mol，含有的氢原子数为8NA，故B项正确；浓盐酸和二氧化锰反应，随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸后不再与二氧化锰反应，故50 mL 12 mol·L－1盐酸反应不完全，无法计算转移电子的数目，故C项错误；pH＝13的Ba(OH)2溶液中OH－的浓度为0.1 mol·L－1，故1 L溶液中的OH－数目为0.1NA，故D项错误。
答案：B
3．(2022·东莞东华实验中学月考)下列说法正确的是(　　)
①标准状况下，6.02×1023个气体分子所占的体积约为22.4 L
②0.5 mol N2的体积为11.2 L
③标准状况下，1 mol H2O的体积为22.4 L
④常温常压下，28 g CO与N2的混合气体所含原子数为2NA
⑤任何气体的气体摩尔体积都约为22.4 L· mol－1
⑥标准状况下，体积相同的两种气体的分子数一定相同
A．①③⑤ B．④⑥
C．③④⑥ D．①④⑥
解析：6.02×1023个气体分子物质的量为1 mol，标准状况下占有的体积约是22.4 L，故①正确；氮气不一定处于标准状况下，0.5 mol N2的体积不一定为11.2 L，故②错误；标准状况下，水不是气体，1 mol H2O的质量为18 g，其体积远小于22.4 L，故③错误；CO与N2的摩尔质量都是28 g·mol－1，28 g CO与N2的混合气体物质的量为1 mol，均为双原子分子，故混合气体含有2 mol原子，即混合气体所含原子数为2NA，故④正确；任何气体的气体摩尔体积不一定为22.4 L· mol－1，与温度、压强有关，故⑤错误；相同条件下，气体的体积相等，含有的分子数目相同，故⑥正确。故选D。
答案：D
4．(2022·灌云高级中学月考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．2.24 L乙烷中含有C—H的数目为0.6NA
B．1 mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为4NA
C．15 g甲基(—CH3)所含有的电子数是9NA
D．标准状况下，44.8 L丙三醇与足量金属钠反应，生成气体的分子数为3NA
解析：A项，没有标明是标准状况，无法利用气体摩尔体积计算乙烷物质的量，错误；B项，苯环不含碳碳双键，1 mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为NA，错误；C项，15 g甲基(—CH3)即为1 mol，含电子数是9NA，正确；D项，标准状况下，丙三醇是液态，无法利用气体摩尔体积计算物质的量，错误。
答案：C
5．(2022·漳平第一中学模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．1 L 0.1 mol·L－1 Na2S溶液中阴离子总数大于0.1NA
B．1 mol [Ag(NH3)2]＋中共价键数目为6NA
C．31 g白磷(P4，正四面体形)分子中孤电子对对数为2NA
D．H2O(g)通过Na2O2(s)使其增重b g时，反应中转移的电子数为bNA
解析：在1 L 0.1 mol·L－1硫化钠溶液中含有溶质硫化钠n＝cV＝0.1 mol，由于硫离子水解生成硫氢根离子和氢氧根离子，阴离子的物质的量大于0.1 mol，溶液中阴离子总数大于0.1NA，故A项正确；每个氨分子中含有3个σ键、银离子和1个N原子之间形成1个σ键，所以该配合物中含有8个σ键，则在1 mol [Ag(NH3)2]＋中共价键的数目为8NA，故B项错误；白磷P4分子为正四面体构型，P4分子中P原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，31 g白磷P4的物质的量为n＝＝＝0.25 mol，孤电子对数为0.25NA，故C项错误；过氧化钠和水反应，依据化学方程式2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑可知，消耗2 mol水生成1 mol氧气，转移2 mol电子，增重4 g，故增重b g时，反应中转移的电子的物质的量为 mol，个数为NA，故D项错误。
答案：A
6．(2022·黄冈中学第三次模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A．45 g草酸中sp2杂化的C原子个数为NA
B．2 mol PCl5中磷原子的价层电子对数为10NA
C．1 mol [B(OH)4]－中配位键个数为NA
D．标准状况下11.2 L HCHO与CH3OH的混合物中分子数为0.5NA
解析：已知HOOCCOOH中2个C均为sp2杂化，故45 g草酸中sp2杂化的C原子个数为×2NA mol－1＝NA，A项正确；PCl5中P周围的价层电子对数为5＋(5－5×1)＝5，故2 mol PCl5中磷原子的价层电子对数为2 mol×5×NA mol－1＝10NA，B项正确；已知B最外层上有3个电子，故只能形成3个共价键，则[B(OH)4]－中存在1个配位键，故1 mol [B(OH)4]－中配位键个数为NA，C项正确；D项，标准状况下CH3OH为液体，故无法计算11.2 L HCHO与CH3OH的混合物中分子数，D项错误。
答案：D
7．(2022·广州育才中学月考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关反应的描述，正确的是(　　)
A．反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，生成1 120 mL NO(标准状况)，转移电子数约为0.15NA
B．已知：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，1 L 0.2 mol·L－1的NaOH溶液完全反应后，溶液中Cl－和ClO－的总数小于0.2NA
C．25.8 g KAl(SO4)2溶于水，水解形成的Al(OH)3胶体粒子数为0.1NA
D．密闭容器中，1 mol H2和1 mol I2(g)反应后分子总数小于2NA
解析：A项，120 mL NO(标准状况)的物质的量为0.05 mol，根据化学方程式可知，生成1 mol NO，转移2 mol电子，则生成0.05 mol，转移电子0.1 mol，错误；B项，由化学方程式可知消耗2 mol氢氧化钠，生成的Cl－和ClO－的总数为2NA，则1 L 0.2 mol·L－1的NaOH溶液完全反应后，溶液中Cl－和ClO－的总数等于0.2NA，但是ClO－会发生水解，离子数减少，故Cl－和ClO－的总数小于0.2NA，正确；C项，25.8 g KAl(SO4)2的物质的量n＝＝0.1 mol，含有铝离子0.1NA，而铝离子部分水解，且胶体粒子为多个氢氧化铝聚集在一起形成的微粒，则形成的Al(OH)3胶体粒子数小于0.1NA，错误；D项，氢气和单质碘的反应为可逆反应：H2＋I22HI，反应前后分子数不变，则1 mol H2和1 mol I2(g)反应后分子总数等于2NA，错误。
答案：B
8．(2022·佛山均安中学月考)葡萄酒中含有CH3CH2OH、CH3COOH、SO2和CO2等多种成分。若NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．46 g CH3CH2OH中含有C—H键数为5NA
B．1 L 1 mol·L－1 CH3COOH溶液中含有氢离子数为NA
C．1 mol SO2与1 mol O2完全反应转移的电子数为4NA
D．11.2 L(标准状况)CO2完全溶于水后溶液中H2CO3分子数为0.5NA
解析：46 g CH3CH2OH的物质的量为n＝＝＝1 mol，1 mol乙醇含有5 mol C—H，含有C—H键数为5NA，A项正确；1 L 1 mol·L－1 CH3COOH的物质的量为n＝cV＝1 mol，由于醋酸是弱酸，不能完全电离出氢离子，1 mol CH3COOH溶液中含有氢离子数小于NA，B项错误；SO2与O2的反应：2SO2＋O22SO3是可逆反应，不能完全转化，则1 mol SO2与1 mol O2完全反应生成小于1 mol SO3，S元素从＋4升到＋6价，转移的电子数小于2NA，C项错误；标准状况下11.2 L CO2的物质的量为n＝＝＝0.5 mol，0.5 mol CO2与水反应生成0.5 mol H2CO3，由于溶液中H2CO3部分电离，则H2CO3分子数小于0.5NA，D项错误。
答案：A
9．(2022·东莞常平中学月考)光合作用可表示为6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2。设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)
A．1 mol CO2中含有的质子数为14NA
B．1 mol H2O中含有的共用电子对数为4NA
C．产生90 g C6H12O6需消耗H2O的分子数为3NA
D．产生22.4 L(标准状况)O2转移的电子数为6NA
解析：1 mol CO2中含有的质子数为(6＋8＋8)NA＝22NA，A项错误；1分子水中氢原子和氧原子之间共2对共用电子对，1 mol水中有共用电子对数2NA，B项错误；产生90 g C6H12O6，物质的量为0.5 mol，根据题给化学方程式可知，消耗水的分子数为0.5×6NA＝3NA，C项正确；D项，生成1 mol O2转移4 mol电子，故产生22.4 L(标准状况)O2转移的电子数为4NA，D项错误。
答案：C
10．(2022·上海第二次模拟)工业硅冶炼炉中存在如下反应：
反应①：SiO2＋2CSi(熔点1 410 ℃)＋2CO↑；
反应②：SiO2＋3CSiC(熔点2 700 ℃)＋2CO↑。
已知SiC与Si结构相似，NA表示阿伏加德罗常数的值。
关于上述反应说法正确的是(　　)
A．反应①中C置换了Si，说明非金属性C＞Si
B．反应①与②中氧化剂与还原剂物质的量之比均为1∶2
C．反应①与②中每生成22.4 L CO，转移电子数均为2NA个
D．SiC熔点明显高于Si是因为两者结构相似，但SiC摩尔质量更大
解析：反应①中C失电子，表现出还原性，不表现出氧化性，所以不能说明非金属性：C＞Si，A项不正确；反应①与②中，氧化剂都为SiO2，还原剂为生成CO的那部分C原子，所以氧化剂与还原剂物质的量之比均为1∶2，B项正确；题中没有指明22.4 L CO对应的温度和压强，不能利用22.4 L·mol－1计算其物质的量，所以也就无法计算转移电子数，C项不正确；SiC和C都形成共价晶体，SiC熔点明显高于Si，不是因为SiC摩尔质量更大，而是因为Si—C的键能大于Si—Si的键能，D项不正确。
答案：B
二、非选择题
11．(2022·东莞一中月考)物质的量是高中化学常用的物理量，请回答下列问题：
(1)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl－，该金属元素的相对原子质量为__________。
(2)若a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是__________________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)在80 g密度为4 g·cm－3的硫酸铁溶液中，含有5.6 g Fe3＋离子，则此溶液中SO的物质的量浓度为________________mol·L－1。
(4)实验室中需要0.2 mol·L－1的CuSO4溶液480 mL，现配制该溶液，应选用容量瓶的规格是________，用托盘天平称取CuSO4·5H2O晶体的质量是________g。
(5)我国古代四大发明之一的黑火药，是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时的反应为S＋KNO3＋C―→K2S＋N2↑＋CO2↑(未配平)，该反应的氧化剂是________，当有2 mol气体生成时，反应转移的电子数为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(6)ClO2是一种优良的饮用水消毒剂，高效低毒且具有很强的氧化性，已逐渐取代传统的净水消毒剂Cl2，这两种消毒剂使用时还原产物都是Cl－，则ClO2的消毒效率(以单位质量得到电子的物质的量表示)是Cl2的________倍(结果保留两位小数)。
解析：(1)设二价金属的氯化物的化学式为ACl2，由9.5 g氯化物中含有0.2 mol氯离子可知，氯化物的物质的量为0.1 mol，则氯化物的摩尔质量为＝95 g·mol－1，金属氯化物的相对分子质量为95，则A的相对原子质量为95－35.5×2＝24。(2)由a g某气体中含有的分子数为b可知，气体的摩尔质量为＝ g·mol－1，则c g气体的体积为×22.4 L·mol－1＝ L。(3)由题意可知，硫酸铁溶液的体积为×103 L·cm－3＝0.02 L，溶液中5.6 g Fe3＋离子的物质的量为＝0.1 mol，由电荷守恒可知，SO的物质的量为0.1 mol×＝0.15 mol，则溶液中SO的浓度为＝7.5 mol·L－1。(4)实验室没有配制480 mL溶液的容量瓶，配制480 mL 0.2 mol·L－1的CuSO4溶液实验室需选择500 mL容量瓶，所需CuSO4·5H2O的质量为0.2 mol·L－1×0.5 L×250 g·mol－1＝25.0 g。(5)由题给未配平化学方程式可知，反应中硫元素和氮元素化合价降低被还原，氧化剂为硫和硝酸钾，还原剂为C，配平反应的化学方程式为S＋2KNO3＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑，由化学方程式知，当有2 mol气体生成时，反应生成1.5 mol二氧化碳，转移电子的数目为1.5 mol×4＝6 mol，个数为6 mol×NA＝6NA。(6)氯气和二氧化氯的还原产物都是氯离子，1 g氯气转化为氯离子得到×2＝ mol电子，1 g二氧化氯得到×5＝ mol电子，则二氧化氯消毒的效率是氯气的≈2.63倍。
答案：(1)24　(2) L　(3)7.5　(4)500 mL　25.0　(5)S和KNO3　6NA(或6 mol)　(6)2.63
12．(2022·佛山南海中学月考)以NO和NO2为主的氮氧化物是造成光化学烟雾、雾霾和酸雨的一个重要原因。
Ⅰ.为防止氮的氧化物(NO、NO2)污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。
(1)在一定条件下，CO与NO反应生成CO2和N2，反应的化学方程式：2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。为提高此反应的速率，下列措施不可行的是__________(填字母)。
A．及时转移出CO2
B．使用合适的催化剂
C．升高温度
D．恒温恒容条件下，通入稀有气体增大压强
(2)恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入活性炭(足量)和1.0 mol NO，发生反应：C(s)＋2NO(g)===N2(g)＋CO2(g)。反应至5 min时，实验测得CO2的物质的量为0.21 mol，则0～5 min内，以NO表示的反应速率v(NO)＝__________ mol/(L·min)。
Ⅱ.氨在一定条件下也可以还原氮氧化物，其反应为NOx＋NH3―→N2＋H2O(未配平)。
(3)下列有关NH3的说法错误的是__________(填字母)。
A．工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂下进行
B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
(4)硝酸工业排放的废气中常含有NO、NO2等，为消除它们对环境的破坏作用，工业上可采用氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________；若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将________ mol的NOx转化为N2。
Ⅲ.工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理氮氧化物(NOx)。
已知：①NO不能与Na2CO3溶液反应。
②NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2；2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
(5)①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是__________(填字母)。
A．1.3 B．1.6
C．1.8 D．2.0
②若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液完全吸收1 mol NOx，则需要Na2CO3溶液至少________g。
③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液的质量就增加44 g，则NOx中的x值为__________。
(6)氨转化法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气共同的优点是__________________
________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(1)A项，由2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)可知，及时转移出CO2，减小生成物浓度，不能提高此反应的速率，故A符合题意；B项，使用合适的催化剂，能提高反应速率，故B不符合题意；C项，升高温度，能提高反应速度，故C不符合题意；D项，恒温恒容条件下，通入稀有气体增大压强，由于体积不变，各组分的浓度没有改变，反应速率不变，故D符合题意。答案为AD。
(2)由C(s)＋2NO(g)===N2(g)＋CO2(g)可知，反应至5 min时，测得CO2的物质的量为0.21 mol，则消耗NO的物质的量为n(NO)＝0.21 mol×2＝0.42 mol，0～5 min内，以NO表示的反应速率v(NO)＝＝0.042 mol/(L·min)。
Ⅱ.(3)由N2＋3H22NH3可知，为了提高效益，工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂作用下反应生成氨，故A项正确；氨是工业生产的基础原料，NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥，即NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O，故B项正确；NH3是碱性气体，可和浓硫酸发生反应，NH3也与氯化钙发生反应，所以不能用浓硫酸或无水氯化钙干燥，故C项错误。
(4)7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol的混合气体完全转化为N2，设NO的物质的量是x，NO2的物质的量是(6－x)，反应过程中转移的电子数是2x＋(6－x)×4＝7×3，解得x＝1.5 mol，即NO的物质的量是1.5 mol，NO2的物质的量是4.5 mol，混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1.5∶4.5＝1∶3；NOx中N元素的化合价为＋2x价，NH3中N元素为－3价，设1 mol NH3可将a mol的NOx转化为N2，由得失电子相等可得a×2x＝1×3，解得a＝ mol。
Ⅲ.(5)①由化学方程式NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2、2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2可知，当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，则n(NO2)≥n(NO)，NO含量越少，x值越小，而当n(NO2)＝n(NO)时，x值最小，即x最小＝＝1.5，所以小于1.5的NOx不能完全被Na2CO3溶液吸收，即x不可能为1.3，选项A符合题意，答案为A。②由化学方程式NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2、2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2可知，当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，反应生成的NaNO3和NaNO2中氮元素与钠元素之比为1∶1，所以1 mol NOx被完全吸收至少需碳酸钠0.5 mol，质量为53 g，所以碳酸钠溶液的质量为53 g÷21.2%＝250 g。
③由题中信息可知，产生CO2的物质的量为n(CO2)＝＝1 mol，吸收液的质量就增加44 g，设由NO2和纯碱反应产生CO2为a mol，由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为b mol，则：
2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2　质量增加Δm，
1 mol 48 g
a mol 48a g
NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2　质量增加Δm，
1 mol 32 g
b mol 32b g
列方程组为
解得a＝0.75 mol，b＝0.25 mol，n(NO2)＝0.75 mol×2＋0.25 mol＝1.75 mol，n(NO)＝0.25 mol，x＝＝或1.875。
(6)氮氧化物有毒，对环境有污染，氨转化法的反应为NOx＋NH3―→N2＋H2O(未配平)，Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气反应为NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2、2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2，所以二者均能将有毒气体转化为无毒物质，防止有毒气体的污染。
答案：Ⅰ.(1)AD　(2)0.042
Ⅱ.(3)C　(4)1∶3　
Ⅲ.(5)①A　②250　③(或1.875)　(6)将有毒气体转化成无毒的物质，防止有毒气体的污染