内容正文:
第二单元 物质的量
第1讲 物质的量 气体摩尔体积
1.认识摩尔(mol)是物质的量的单位。2.知道摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。3.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
考点一
01
考点二
02
目录
CONTENTS
课时作业
04
高考真题演练
03
考点一 物质的量 摩尔质量
含有一定数目粒子的集合体
摩尔(mol)
微观粒子或微观粒子的特定组合
单位
微粒符号或微粒名称
考点一
目录
6
6.02×1023
6.02×1023 mol-1
考点一
目录
7
单位物质的量
M
g/mol(或g·mol-1)
g·mol-1
考点一
目录
8
×
×
错因
×
考点一
目录
9
×
×
错因
×
考点一
目录
10
考点一
目录
11
考点一
目录
12
考点一
目录
13
考点一
目录
14
考点一
目录
15
答案
考点一
目录
16
解析
考点一
目录
17
答案
考点一
目录
18
答案
考点一
目录
19
答案
0.75NA(或4.515×1023)
44 g·mol-1
0.3NA
1.2NA
0.8NA
0.2NA
62 g·mol-1
16
0.1 mol
考点一
目录
20
答案
解析
考点一
目录
21
答案
30 g·mol-1
44 g·mol-1
考点一
目录
22
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
大小
数目
距离
考点二
目录
24
单位物质的量
Vm
L/mol(或L·mol-1)
0 ℃
101 kPa
22.4 L·mol-1
温度
压强
考点二
目录
25
温度和压强
相同数目
物质的量
混合气体
考点二
目录
26
×
×
错因
×
考点二
目录
27
×
×
错因
考点二
目录
28
考点二
目录
29
考点二
目录
30
考点二
目录
31
考点二
目录
32
答案
考点二
目录
33
答案
解析
考点二
目录
34
答案
考点二
目录
35
答案
考点二
目录
36
高考真题演练
1
解析 该反应的氧化产物为OF2,消耗44.8 L(标准状况)F2生成1 mol OF2,C错误。
答案
解析
高考真题演练
1
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目录
38
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高考真题演练
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目录
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高考真题演练
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高考真题演练
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高考真题演练
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42
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高考真题演练
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目录
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高考真题演练
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高考真题演练
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高考真题演练
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46
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解析
高考真题演练
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目录
47
课时作业
[建议用时:40分钟]
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课时作业
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课时作业
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课时作业
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课时作业
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课时作业
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课时作业
目录
56
答案
解析 CO、N2、C2H2三种气体每个分子的质子数均为14,摩尔质量分别为28 g·mol-1、28 g·mol-1、26 g·mol-1。质子数相等的三种气体物质的量相等,体积之比为1∶1∶1,A错误;密度与摩尔质量成正比,则密度之比为28∶28∶26=14∶14∶13,B正确;质量与摩尔质量成正比,则质量之比为14∶14∶13,C错误;每分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4,则原子数之比为1∶1∶2,D错误。
解析
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课时作业
目录
57
答案
解析 NaOH溶液过量,Na+的物质的量不能通过化学方程式计算得到,A错误;H2O中+1价H化合价降低到H2中的0价,H2O被还原,所得产物H2为还原产物,C错误;未指出生成的H2所处状态,无法计算其体积,D错误。
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课时作业
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课时作业
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课时作业
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课时作业
目录
62
答案
22
64
0.2
19.0
23.4
3
0.5
3.01×1023
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课时作业
目录
63
答案
0.06 mol
0.56 g
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课时作业
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65
答案
1∶1
72.41%
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课时作业
目录
66
答案
6 g
12 L
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课时作业
目录
67
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课时作业
目录
68
R
1.物质的量
(1)概念:物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,用来表示eq \x(\s\up1(01))____________________________________。符号为n,单位是eq \x(\s\up1(02))______________。
(2)物质的量的规范表示方法
(3)使用范围:适用于eq \x(\s\up1(05))_______________________________________。
2.阿伏加德罗常数
(1)国际上规定,1 mol粒子集合体所含的粒子数约为eq \x(\s\up1(01))_____________,1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA,通常用eq \x(\s\up1(02))_________________表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数目的关系为n=eq \x(\s\up1(03))_____________。
eq \f(N,NA)
3.摩尔质量
(1)概念:eq \x(\s\up1(01))___________________的物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量。符号为eq \x(\s\up1(02))_________。
(2)常用单位:eq \x(\s\up1(03))__________________。
(3)数值:当粒子的摩尔质量以eq \x(\s\up1(04))_________为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
(4)物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为n=eq \x(\s\up1(05))_________。
eq \f(m,M)
书写不规范,微粒指代不明。
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)物质的量是表示微粒数目多少的物理量。( )
错因:_____________________________________________________________________
(2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子。( )
错因:_____________________________________________________________________
(3)1 mol H2O2中含有2 mol氢和2 mol氧。( )
错因:_____________________________________________________________________
物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。
有些物质是由原子或离子构成。
(4)NaOH的摩尔质量为40 g。( )
错因:_____________________________________________________________________
(5)O2的摩尔质量等于它的相对分子质量。( )
错因:______________________________________________________________________ __________________________________
(6)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。( )
错因:_____________________________________________________________________
摩尔质量的单位为g·mol-1。
只是当摩尔质量以g·mol-1为单位时在数值上相等,但二者的含义和单位不同。
物质的摩尔质量是固定的。
1.使用摩尔作单位时,必须指定化学式或指明微粒的种类,如1 mol H不能描述为1 mol氢等。
2.对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,也不随物质的聚集状态而变化。
3.阿伏加德罗常数有单位:mol-1。
4.由转化式meq \o(,\s\up17(÷M),\s\do15(×M)) neq \o(,\s\up17(×NA),\s\do15(÷NA))N可知物质的量(n)是宏观量(m)与微观量(N)之间转化的桥梁。
5.物质的量可以是整数,也可以是小数。其计量对象是微观粒子(如分子、原子、离子、质子、中子、电子等),也可以是化学键(如H—H、H—O等)。但物质的量不能描述宏观物质。
6.摩尔质量的计算
依据
计算公式
适用对象
根据摩尔质量的定义计算
M=eq \f(m,n)
任意状态的任意物质
根据标准状况下气体的密度ρ计算
M=ρ×22.4(g·mol-1)
标准状况下的气体
根据气体的相对密度eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(D=\f(ρA,ρB)))计算
M(A)=M(B)×D
同温同压下的气体
根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)计算
M=eq \f(m,N)·NA
任意状态的任意物质
注意:对于混合气体,求其平均摩尔质量除了以上方法还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……,a%、b%、c%……指混合气体中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
7.物质中所含指定微粒的计算方法
弄清楚微粒与所给物质的关系:原子(或质子、中子、电子等)的物质的量=分子(或特定组合)的物质的量×1个分子(或特定组合)中所含这种原子(或质子、中子、电子等)个数。如1 mol N2Heq \o\al(2+,6)中所含有的电子数,则存在关系式:N2Heq \o\al(2+,6)~18e-,此类试题的思维流程如下:
eq \x(已知量)―→eq \x(\a\al(物质,的量))―→eq \x(\a\al(分析粒子种类、,个数及关系))―→eq \x(\a\al(目标粒,子数目))
可应用N=eq \f(m,M)·NA来计算。
角度一 理解与辨析物质的量、摩尔质量概念
1.某硫原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA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eq \f(12a,b) ②m g该硫原子的物质的量为eq \f(m,aNA) 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12C 原子质量的eq \f(1,12),即eq \f(12a,b),正确;②m g该硫原子的个数为eq \f(m,a),其物质的量为eq \f(m,aNA) mol,正确;③该硫原子的摩尔质量是aNA g/mol,不正确;④一个硫原子所含电子数为16,a g该硫原子的个数为1个,所含电子数为16,不正确。
2.屠呦呦因发现治疗疟疾的青蒿素和双氢青蒿素(结构如图)获得诺贝尔生理学或医学奖。
双氢青蒿素的分子式为C15H24O5,相对分子质量为284。下列关于青蒿素和双氢青蒿素的说法正确的是( )
A.1 mol青蒿素的质量为282 g·mol-1
B.双氢青蒿素的摩尔质量等于284
C.14.1 g青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D.约含有6.02×1023个双氢青蒿素分子的集合体称为1 mol
角度二 分析与推测物质中所含指定微粒数目
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol H2O含有的共价键数为0.2NA
B.1 mol N2Heq \o\al(2+,6)含有的电子数为20NA
C.7.8 g Na2O2固体含有的离子总数为0.4NA
D.一定条件下,1 mol N2和3 mol H2充分反应生成NH3的分子数为2NA
4.(1)某Al2(SO4)3晶体含Al3+ 0.5 mol,则含有SOeq \o\al(2-,4)的数目是____________ ____________________个。
(2)1.204×1024个M分子的质量为88 g,则M的摩尔质量为_______________。
(3)0.3 mol NH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等(用NA代表阿伏加德罗常数的值,下同)。2.2 g Deq \o\al(18,2)O中所含中子数为________,1.5 g CHeq \o\al(+,3)中的电子数为________,15.6 g Na2O2中的阴离子数目为________。
(4)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为_____________,R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为________。
角度三 分析与推测物质的摩尔质量的计算
5.已知32 g X和40 g Y恰好完全反应,生成m g Q和9 g H,在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应生成0.25 mol Q及若干摩尔H,则物质Q的摩尔质量应是( )
A.163 g·mol-1
B.126 g·mol-1
C.122 g·mol-1
D.63 g·mol-1
解析 32 g X和40 g Y恰好完全反应。根据质量守恒定律,32 g+40 g=m g+9 g,则有m=63。在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应,X完全反应,剩余10 g Y,按照比例关系,应生成31.5 g Q。又知反应生成0.25 mol Q,则有M(Q)=eq \f(31.5 g,0.25 mol)=126 g·mol-1。
6.(1)在25 ℃、101 kPa的条件下,同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8,则A的摩尔质量为______________________。
(2)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g A气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y内的压强之比是4∶11,则A的摩尔质量为________________。
(3)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,其平均摩尔质量分别是_______________________和________________________。
eq \f(2a+32b,a+b) g·mol-1
eq \f(32a+32b,16a+b) g·mol-1
1.影响物质体积的因素
2.气体摩尔体积
(1)定义:一定温度和压强下,eq \x(\s\up1(01))__________________的气体所占的体积。符号为eq \x(\s\up1(02))_______。单位为eq \x(\s\up1(03))_________________________和m3/mol(或m3·mol-1)。
(2)标准状况下的气体摩尔体积:在标准状况下(指温度为eq \x(\s\up1(04))___________,压强为eq \x(\s\up1(05))______________约为eq \x(\s\up1(06))______________。
(3)物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系为eq \x(\s\up1(07))____________。
(4)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的eq \x(\s\up1(08))________和eq \x(\s\up1(09))__________。
Vm=eq \f(V,n)
3.阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律:在相同的eq \x(\s\up1(01))_______________下,相同体积的任何气体含有eq \x(\s\up1(02))_____________的粒子(或气体的eq \x(\s\up1(03))_____________相同)。
(2)适用范围:单一气体或相互不反应的eq \x(\s\up1(04))_____________。
Br2在标准状况下是液体。
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)22 g CO2气体的体积为11.2 L。( )
错因:_____________________________________________________________________
(2)在非标准状况下,气体摩尔体积一定不是22.4 L·mol-1。( )
错因:_____________________________________________________________________
(3)标准状况下11.2 L Br2的物质的量为0.5 mol。( )
错因:_____________________________________________________________________
未指明标准状况。
升高温度、增大压强也可使气体摩尔体积为22.4 L·mol-1。
(4)相同体积的CO和N2,二者含有的原子数相同。( )
错因:_____________________________________________________________________
(5)标准状况下,22.4 L己烷中含有的共价键数目为19NA。( )
错因:____________________________________________________________________
未指明温度压强是否相同,无法判断。
标准状况下,己烷为液态。
1.使用气体摩尔体积需要注意的事项
(1)Vm≈22.4 L·mol-1的使用条件
①标准状况(0 ℃,101 kPa)。
②必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体(互不反应)。
(2)NO2、N2O4、酒精、SO3、CHCl3、H2O、Br2、CCl4、HF等物质在标准状况下不是气体。
(3)有机物在标准状况下为气体的:碳原子数小于等于4的烃、HCHO、CH3Cl。
2.阿伏加德罗定律的推论
(以下用到的符号:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度)
前提
条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)
同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比
T、p相同
eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)
同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量(或相对分子质量)之比
T、V相同
eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)
同温度同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比
注意:①同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要其中“三同”成立,第“四同”也成立,即“三同”定“一同”。若其中“两同”成立,则剩余“两同”成比例,即“两同”定比例。
②应用阿伏加德罗定律及推论要熟记相关化学计量的定义式,并结合相互关系进行推导eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(可通过pV=nRT及n=\f(m,M)、ρ=\f(m,V)导出))。
3.应用阿伏加德罗定律及其推论解题的分析思路
第一步,分析“条件”:分析题干中的条件,找出相同与不同。
第二步,明确“要求”:分析题目要求,明确所要求的比例关系。
第三步,利用“规律”:利用阿伏加德罗定律及其推论,根据条件和要求进行判断。
角度一 理解与辨析Vm≈22.4 L·mol-1的相关应用条件
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.常温常压下,0.5 mol SO3中含有的原子数为2NA
B.常温常压下14 g N2与CO组成的混合气体含有的原子数为NA
C.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,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V(L)是( )
A.eq \f(22.4ap,bNA)
B.eq \f(22.4ab,pNA)
C.eq \f(22.4NAb,a)
D.eq \f(22.4pb,aNA)
解析 同种气体的分子数与质量成正比,设b g气体的分子数为N
a g ~ p
b g ~ N
则:N=eq \f(bp,a),双原子分子的物质的量为eq \f(pb,aNA) mol,所以b g该气体在标准状况下的体积为eq \f(22.4pb,aNA) L。
角度二 理解与辨析阿伏加德罗定律及其推论
3.下列说法不正确的是( )
A.同温、同压、同体积的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B.同温同压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于11∶16
C.温度和容积相同的两容器分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g),则压强之比为5∶2
D.同温同压条件下,5 mol O2和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
4.一个密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当左侧充入1 mol N2,右侧充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( )
A.右侧与左侧分子数之比为4∶1
B.右侧CO的质量为5.6 g
C.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D.若改变右侧CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,则应充入0.2 mol CO
1.(2023·重庆卷)已知反应:2F2+2NaOH===OF2+2NaF+H2O,NA为阿伏加德罗常数的值,若消耗44.8 L(标准状况)F2,下列叙述错误的是( )
A.转移的电子数为4NA
B.生成的NaF质量为84 g
C.生成的氧化产物分子数为2NA
D.生成的H2O含有孤电子对数为2NA
2.(2023·海南卷)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2.4 g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA
B.5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl溶液充分反应,产生的气体分子数目为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L SO2与1.12 L O2充分反应,生成的SO3分子数目为0.1NA
D.1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液,NH3·H2O微粒数目为0.1NA
解析 5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol· L-1的HCl溶液充分反应,产生的氢气的分子数目为0.05NA,B错误;SO2与O2的反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故生成的SO3分子数目小于0.1NA,C错误;1.7 g NH3完全溶于1 L H2O,发生反应:NH3+H2ONH3·H2O,生成的NH3·H2O微粒数目小于0.1NA,故D错误。
3.(2022·海南高考)在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L-1 HCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应转移电子为0.1 mol
B.HCl溶液中Cl-数为3NA
C.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成标准状况下气体3.36 L
4.(2022·浙江1月选考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在25 ℃时,1 L pH为12的Ba(OH)2溶液中含有OH-数目为0.01NA
B.1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA
C.足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA
D.32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA
5.(2022·浙江6月选考)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子
B.11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
C.8 g CH4含有中子数为3NA
D.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
6.(2021·天津高考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.1 mol/L HCl溶液中,HCl分子的数目为NA
B.22.4 L氢气中,H2分子的数目为NA
C.180 g葡萄糖中,C原子的数目为6NA
D.1 mol N2中,σ键的数目为3NA
7.(2021·广东高考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA
B.1 L 1.0 mol/L的盐酸含有阴离子总数为2NA
C.11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA
D.23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA
解析 强酸溶液中水的电离可忽略,1 L 1.0 mol/L的盐酸中阴离子总数为NA,B错误;未提到具体的温度、压强,故无法计算11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目,C错误;23 g Na为1 mol,钠与足量的水反应生成氢气的关系式为2Na~H2,故1 mol Na对应生成0.5 mol H2,H2分子数目应为0.5NA,D错误。
8.(2021·湖南高考)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18 g Heq \o\al(18,2)O含有的中子数为10NA
B.0.1 mol·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA
C.2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
解析 甲烷和氯气在光照下发生取代反应,反应前后物质的量不变,故11.2 L CH4和22.4 L Cl2(总物质的量为1.5 mol)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA,D正确。
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列几种说法中正确的是( )
A.摩尔是化学上常用的一个物理量
B.某物质含有6.02×1023个微粒,含有这个数目微粒的物质一定是1 mol
C.1 mol氢气分子可以表示为1 mol H2
D.硫酸的摩尔质量为98 g
2.下列说法正确的是( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D.标准状况下,22.4 L乙烷、丙烷的混合气体,所含的分子数为NA
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,下列关系正确的是( )
A.同温同压下体积大小:④>③>②>①
B.原子数目:③>①>④>②
C.同温同压下密度大小:④>②>③>①
D.质量大小:④>③>②>①
4.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
5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol 11B含有的中子数为0.6NA
B.16 g氧气中含有的氧原子数目为NA
C.标准状况下,22.4 L乙醇中含有的分子数为NA
D.乙烯和丙烯混合气体共28 g,所含原子数为6NA
6.在相同温度和压强下,分别用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体吹出四个气球,下列说法中正确的是( )
A.气球②中装的是O2
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
解析 根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,同质量的气体体积与其摩尔质量成反比,四种气体的摩尔质量的大小关系为M(SO2)>M(CO2)>M(O2)>M(CH4),所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4,故A错误;同质量的气体,分子数之比等于其物质的量之比,也等于其摩尔质量的反比,气球①和气球③中气体分子数不相等,气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4,故B、C错误;同温同压下,气体的密度与其摩尔质量成正比,气球③和气球④中气体密度之比为2∶1,D正确。
7.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为8NA
B.18 g H218O含有的中子数为10NA
C.电解熔融MgCl2制2.4 g Mg,电路中通过的电子数为0.1NA
D.0.1 mol CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数小于0.1NA
8.等温等压下,有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体,下列叙述中正确的是( )
A.体积之比为13∶13∶14
B.密度之比为14∶14∶13
C.质量之比为1∶1∶1
D.原子数之比为1∶1∶1
9.(2023·海南省高三期末诊断)在2.7 g Al粉中加入过量NaOH溶液,发生反应:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.溶液中的Na+数为0.1NA
B.该反应中转移的电子数为0.3NA
C.该反应的氧化产物是H2
D.该反应中生成3.36 L H2
10.(2023·重庆市高三质量调研)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol环戊二烯()含有σ键的数目为5NA
B.2 g氘化锂(6LiD)含中子数为NA
C.0.5 mol COeq \o\al(2-,3)的中心原子的价层电子对数为NA
D.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
解析 1个中含有11个σ键(5个C—C σ键、6个C—H σ键),故1 mol环戊二烯含有σ键的数目为11NA,A错误;COeq \o\al(2-,3)的中心原子C的价层电子对数为3+eq \f(4+2-2×3,2)=3,故0.5 mol COeq \o\al(2-,3)的中心原子的价层电子对数为1.5NA,C错误;Fe(OH)3胶体粒子为一定数目Fe(OH)3的聚集体,16.25 g FeCl3为0.1 mol,水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA,D错误。
11.常温常压下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体,打开开关a,使两烧瓶内的气体相通,最后容器内的压强由大到小的顺序排列正确的是( )
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A.②>③>①>④
B.③>①=④>②
C.③>①>④>②
D.④>①>②>③
解析 同温、同体积下,气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下,每个烧瓶中气体的物质的量为a mol。①中Cl2+2HI===2HCl+I2,常温下,碘呈固态,充分反应后,气体的物质的量为1.5a mol。②中NH3+HCl===NH4Cl,反应后无气体。③中不反应(光照或点燃条件下才反应)。④中发生反应2NO+O2===2NO2、2NO2N2O4,反应后气体的物质的量在a mol与1.5a mol之间。
二、非选择题
12.(1)6.02×1023个CO2与________ mol H2质量相等,与________ g SO2含有的氧原子数相等。
(2)含0.4 mol Cl-的氯化镁的物质的量是________mol,质量是________g,它跟________g氯化钠含有相同数目的Cl-。
(3)4 mol Na2CO3与________mol Na2SO4所含氧原子数相等。
(4)8 g甲烷的物质的量是________mol,约含____________个甲烷分子,________g碳元素,________mol氢原子。
13.过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质,带有结晶水,通常还含有CaO。过氧化钙在工、农业生产中广泛用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂等。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品,灼烧时发生反应:2(CaO2·xH2O)eq \o(=====,\s\up17(△))2CaO+O2↑+2xH2O,得到的O2在标准状况下的体积为672 mL,则该样品中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,将溶液中的Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①5.42 g样品中CaO的质量为________。
②样品CaO2·xH2O中x的值为________。
eq \f(1,2)
解析 (1)n(O2)=eq \f(0.672 L,22.4 L·mol-1)=0.03 mol,根据题给反应可知,n(CaO2·xH2O)=0.06 mol,则n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=0.06 mol。
(2)生成的CaCO3的物质的量n(CaCO3)=eq \f(7.0 g,100 g·mol-1)=0.07 mol。
①根据Ca原子守恒,结合(1)中信息,可知5.42 g样品中含n(CaO)=0.07 mol-0.06 mol=0.01 mol,所以样品中m(CaO)=0.01 mol×56 g·mol-1=0.56 g。②5.42 g样品中水的质量m(H2O)=5.42 g-m(CaO2)-m(CaO)=5.42 g-0.06 mol×72 g·mol-1-0.56 g=0.54 g,所以n(H2O)=eq \f(0.54 g,18 g·mol-1)=0.03 mol,则x=eq \f(n(H2O),n(CaO2))=eq \f(0.03 mol,0.06 mol)=eq \f(1,2)。
14.合成氨工业生产中所用的αFe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为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约为________。
(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粉末中加入炭粉的质量为________,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)。
2Fe2O3+Ceq \o(=====,\s\up17(高温))4FeO+CO2↑
解析 (1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol,根据铁、氧原子的物质的量之比得(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,x∶y=2∶1,Fe2+与Fe3+的物质的量之比为x∶2y=1∶1。
(4)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为3 mol,Fe2O3~2FeO,原料中必须有1 mol Fe2O3参加反应,理论上要有0.5 mol C(炭粉)反应,即6 g C(炭粉)。生成CO2为0.5 mol,在该条件下体积为12 L。
$$