内容正文:
选择题突破二 化学计量及其应用
题组一 阿伏加德罗常数的正误判断
1.(2024·湖北省六校新高考联盟联考)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,7.8 g Na2O2所含离子总数为0.4NA
B.标准状况下,11.2 L HF含有5NA个质子
C.1 mol苯中含有3NA个碳碳双键
D.1.8 g 18O中含有的中子数为NA
D 解析:Na2O2由钠离子和过氧根离子构成,7.8 g Na2O2为0.1 mol,则所含离子总数为0.3NA,A错误;标准状况下,HF为液体,不能用22.4 L/mol计算其物质的量,B错误;苯中不含有碳碳双键,C错误;1个18O中含有的中子数为18-8=10,1.8 g 18O的物质的量为0.1 mol,故所含中子数为NA,D正确。
2.(2024·陕西宝鸡金台区一模)NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.7.1 g Cl2与足量铁粉反应转移的电子数为0.2NA
B.室温下,42 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的质子数为9NA
C.室温下,0.1 mol/L Na2S溶液中所含S2-总数小于0.1NA
D.20 g重水(D2O)所含的中子数为NA
A 解析:7.1 g Cl2为0.1 mol,与足量铁粉反应转移电子的物质的量为0.1 mol×2=0.2 mol,转移的电子数为0.2NA,A正确;乙烯和丙烯的最简式均为CH2,室温下,42 g乙烯和丙烯的混合气体中含有的质子的物质的量为×8=24 mol,其数目为24NA,B错误;题中未给出溶液体积,无法判断离子数目,C错误;D原子的质子数为1,中子数为1,D2O的相对分子质量为20,20 g重水(D2O)的物质的量为1 mol,则所含的中子数为10NA,D错误。
3.(2024·贵州贵阳一模)丙烯不溶于H2O,能与Cl2、HCl反应。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.21 g丙烯所含共用电子对数为4NA
B.1.5 mol D2O所含中子数为15NA
C.22.4 L Cl2溶于水转移的电子数为NA
D.2 mol/L HCl溶液中Cl-数为2NA
B 解析:1个丙烯(CH2===CHCH3)分子中含有9个共用电子对,21 g丙烯的物质的量为0.5 mol,则所含共用电子对数为4.5NA,A错误;1个D2O中含有10个中子,则1.5 mol D2O所含中子数为15NA,B正确;题目未指明22.4 L Cl2是否处于标准状况,不能确定反应中转移电子数,C错误;题目未指明2 mol/L HCl溶液的体积,无法求出其含有的Cl-数,D错误。
4.(2024·福建泉州第三次质检)设NA为阿伏加德罗常数的值。钛镍记忆合金用于制造神舟十七号飞船的天线。钛酸亚铁(FeTiO3)通过以下反应转化为TiCl4,用于冶炼钛: 2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO。下列说法错误的是( )
A.0.1 mol TiCl4中含有的σ键为0.4NA
B.标准状况下1.12 L CO含有质子数为0.7NA
C.每生成1 mol TiCl4转移电子数为6NA
D.1 L 0.1 mol/L的FeCl3溶液中,阳离子数目大于0.1NA
C 解析:1个TiCl4含有4个σ键,故0.1 mol TiCl4中含有的σ键为0.4NA,A正确;1个CO分子中含有14个质子,标准状况下1.12 L CO的物质的量为0.05 mol,含有质子数为0.7NA,B正确;该反应中C元素从0价升高为+2价,Cl元素从0价降低为-1价,Fe从+2价升高为+3价,转移电子数为14,则每生成1 mol TiCl4转移电子数为7NA,C错误;Fe3+发生水解:Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+,导致阳离子数目变多,1 L 0.1 mol/L的FeCl3溶液中,阳离子数目大于0.1NA,D正确。
5.(2024·安徽黄山第一次质检)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.标准状况下4.48 L HCl气体中含有0.2 mol H+
B.44 g C2H4O中含有σ键数目最多为7NA
C.189 g三肽C6H11N3O4(相对分子质量:189)中的肽键数目为2NA
D.1 L 1 mol/L溴化铵水溶液中NH与H+的离子数之和大于NA
A 解析:HCl是共价化合物,不含有H+,A错误;分子式为C2H4O的有机物可能为乙醛或环氧乙烷,1个乙醛分子中σ键数目为6个,1个环氧乙烷分子中σ键数目为7个,则44 g C2H4O分子中含有σ键数目最多为×7×NA mol-1=7NA,B正确;一定条件下三分子氨基酸发生脱水缩合反应生成含有2个肽键的三肽和水,则189 g三肽C6H11N3O4中的肽键数目为×2×NA mol-1=2NA,C正确;1 L 1 mol/L溴化铵溶液中溴离子的物质的量为1 mol,由电荷守恒关系n(NH)+n(H+)=n(Br-)+n(OH-)可知,溴化铵溶液中铵根离子和氢离子数目之和大于1 mol×NA mol-1=NA,D正确。
6.(2024·浙江台州一模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,60 g CH3COOH中H+数目为NA
B.72 g C60中含有的σ键数目为9NA
C.50 mL 18 mol/L浓硫酸与足量铁加热反应,转移电子数小于0.9NA
D.由2H和18O组成的水22 g,其中所含的中子数为11NA
B 解析:CH3COOH是共价化合物,液态时不能电离出H+,故CH3COOH中不含有H+,A错误;一个C60分子中含有90个σ键,72 g C60的物质的量为0.1 mol,故含有的σ键数目为9NA,B正确;50 mL 18 mol/L浓硫酸中含H2SO4的物质的量为0.9 mol,与足量铁加热反应,开始生成SO2后生成H2,故转移电子数大于0.9NA,C错误;由2H和18O组成的水22 g为1 mol,一个水分子含有12个中子,故所含的中子数为12NA,D错误。
题组二 溶液配制及物质的量浓度的计算
7.(2024·河北省衡水中学调研)配制100 mL 1.0 mol/L NaOH溶液的操作如图所示。下列说法正确的是( )
A.操作1前可用托盘天平、称量纸、药匙称取质量为4.0 g的NaOH固体
B.操作1中NaOH完全溶解后,为避免吸收空气中CO2,应立刻进行操作2
C.操作4中如果俯视刻度线定容,所配NaOH溶液浓度偏大
D.将1.0 mol/L的NaOH溶液100 mL加热蒸发50 g水后,物质的量浓度变为2.0 mol/L
C 解析:NaOH固体具有吸水性,应在小烧杯中称取质量为4.0 g的NaOH固体,A错误;操作1中NaOH完全溶解后,应冷却到室温,再进行操作2,B错误; 操作4中如果俯视刻度线定容,加入水的体积偏少,所配NaOH溶液浓度偏大,C正确;将1.0 mol/L的NaOH溶液100 mL加热蒸发50 g水后,溶质的物质的量不变,溶液的体积不为50 mL,则物质的量浓度不是2.0 mol/L,D错误。
8.(2024·安徽十校联盟联考)某同学参阅了84消毒液说明中的成分,欲用 NaClO固体配制480 mL含2.5% NaClO,密度为1.19 g/cm3的消毒液。下列说法正确的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制
B.需要称量的 NaClO固体的质量为 14.3 g
C.所配得的 NaClO消毒液在空气中光照,久置后溶液中 NaClO的物质的量浓度减小
D.配制过程需要的玻璃仪器有500 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管三种
C 解析:容量瓶用蒸馏水洗涤后,不需要烘干,可直接使用,A错误;应选用500 mL容量瓶配制溶液,称取NaClO固体的质量为500 mL×1.19 g/cm3×2.5%≈14.9 g,B错误;NaClO消毒液在空气中久置吸收CO2生成HClO,HClO在光照条件下分解,c(NaClO)减小,C正确;配制溶液使用的玻璃仪器还有玻璃棒,D错误。
9.(2024·四川成都二模)稀硫酸的配制。
(1)实验室里需要:450 mL 2 mol/L H2SO4溶液,用98%浓硫酸(密度为1.84 g/cm3)配制该溶液时,所需的浓硫酸的体积为________(保留1位小数)mL。
(2)配制过程中,下列操作将导致溶液浓度偏小的是________(填标号)。
A.定容时俯视容量瓶刻度线
B.容量瓶未干燥处理
C.定容加水时超过刻度线后,立即吸出多余的水
D.将溶液从烧杯转移到容量瓶中后没有洗涤烧杯
答案:(1)54.3 (2)CD
解析:(1)由c=可知,浓硫酸的浓度为 mol/L=18.4 mol/L,实验室配制450 mL 2 mol/L的硫酸时,应选用500 mL容量瓶,由稀释定律可知,配制该溶液时,所需的浓硫酸的体积为×103 mL/L≈54.3 mL。
(2)定容时俯视容量瓶刻度线会使溶液的体积偏小,导致所配溶液浓度偏大,A错误;容量瓶未干燥处理不会影响溶质的物质的量和溶液的体积,对所配溶液浓度无影响,B错误;定容加水时超过刻度线后,立即吸出多余的水会使溶质的物质的量偏小,导致所配溶液浓度偏小,C正确;将溶液从烧杯转移到容量瓶中后没有洗涤烧杯使溶质的物质的量偏小,导致所配溶液浓度偏小,D正确。
10.(2024·皖豫名校联盟联考)氨基磺酸(H2NSO3H)可作漂白助剂,可减少或消除漂白液中重金属离子的催化作用,从而使漂白液质量得到保证。氨基磺酸在常温下稳定,高温时能完全分解:2H2NSO3HSO2↑+SO3↑+2H2↑+N2↑+H2O。下列说法正确的是( )
A.64 g 34SO2在标准状况下的体积为22.4 L
B.该反应生成1 mol H2时转移2 mol电子
C.可用BaCl2溶液检验分解所得混合气体中是否含有SO3
D.相同条件下,32 g按V(H2)∶V(N2)=2∶1组成的混合气体与32 g O2所含原子数相同
C 解析:64 g 34SO2在标准状况下的体积为×22.4 L/mol≈21.7 L,A错误;H2NSO3H中N为-3价、S为+6价、H为+1价,反应中生成1 mol N2的同时生成2 mol H2,转移6 mol电子,则生成1 mol H2转移3 mol电子,B错误;BaCl2溶液和SO2不反应,BaCl2溶液和SO3反应生成硫酸钡沉淀,可用BaCl2溶液检验分解所得混合气体中是否含有SO3,C正确;相同条件下,按V(H2)∶V(N2)=2∶1组成混合气体的平均摩尔质量为= g/mol,32 g按V(H2)∶V(N2)=2∶1组成的混合气体中原子数为×2×NA mol-1=6NA,32 g O2所含原子数为×2×NA=2NA,D错误。
11.(2024·四川绵阳第一次诊断)过二硫酸钾(K2S2O8)是工业上一种重要的消毒剂和织物漂白剂,可通过电解KHSO4溶液制备。它在100 ℃下能发生分解反应:K2S2O8―→K2SO4+SO3↑+O2↑(未配平),设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol K2S2O8中存在NA个非极性共价键
B.每生成1 mol O2,转移4NA个电子
C.标准状况下,22.4 L SO3含有的原子数为4NA
D.100 mL 0.5 mol/L KHSO4溶液的离子总数为0.2NA(不考虑水的电离)
A 解析:K2S2O8中K为+1价,S为+6价,则可知其中2个氧原子为-1价,即存在一个过氧键(—O—O—),则1 mol K2S2O8中存在NA个非极性共价键,A正确;O2是由-1价O元素氧化生成,故生成1 mol O2,转移2NA个电子,B错误;标准状况下,SO3不是气体,不能根据体积确定其物质的量,C错误;n(KHSO4)=0.5 mol/L×0.1 L=0.05 mol,KHSO4溶于水电离产生K+、H+、SO,均为0.05 mol,则离子总量为0.05 mol×3=0.15 mol,即0.15NA个离子,D错误。
12.(2024·黑龙江大庆第一次质检)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主要技术路线。某制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22.4 L CH4中所含的质子总数为10NA
B.1 mol石墨和1 mol金刚石中所含共价键的数目相同
C.1 mol CH4完全分解为C和H2,转移的电子数为NA
D.1 mol CH3OH中含有的σ键数为5NA
D 解析:题目未指明22.4 L CH4是否处于标准状况,无法计算甲烷的物质的量,A错误;1 mol石墨中含1.5 mol C—C,1 mol金刚石中含2 mol C—C,B错误;甲烷中碳元素显-4价,则1 mol CH4完全分解为C和H2,转移的电子数为4NA,C错误;1个甲醇分子中含有3个碳氢键、1个碳氧键和1个氧氢键,则1 mol CH3OH中含有的σ键数为5NA,D正确。
13.(2024·福建厦门第二次质检)反应2Na3[Ag(S2O3)2]+6HCl===6NaCl+Ag2S↓+3S↓+3SO2↑+H2SO4+2H2O为定影液回收Ag2S的原理。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.36.5 g HCl中电子数为8NA
B.含1 mol Na3[Ag(S2O3)2]的溶液中阳离子数为4NA
C.1 mol H2SO4中含有—OH数为2NA
D.生成2.24 L SO2(已折算为标准状况)时,转移电子数为2NA
C 解析:36.5 g HCl为1 mol,含有的电子数为18NA,A错误;Na3[Ag(S2O3)2]是配合物,溶于水电离产生Na+和[Ag(S2O3)2]3-,而内界[Ag(S2O3)2]3-不易电离,含1 mol Na3[Ag(S2O3)2]的溶液中阳离子数为3NA,B错误;H2SO4的结构为,故1 mol H2SO4中含有—OH数为2NA,C正确;该反应中S元素由+2价升高到+4价和+6价,部分降低到-2价,生成3 mol SO2时转移10 mol电子,故生成标准状况下2.24 L SO2(0.1 mol)时,转移电子数为NA,D错误。
14.(2024·广东广州二中等六校联考)某实验小组的同学拟设计实验探究溶液导电性的影响因素。
(1)甲组同学利用教材实验装置图(如图a所示)探究不同溶液的导电性。以0.1 mol/L硫酸为例,观察到的现象是灯泡发光,且__________________。继续向该溶液中滴加等浓度的Ba(OH)2溶液,发现灯泡逐渐变暗至熄灭,然后又逐渐变亮。请写出加入Ba(OH)2溶液至灯泡熄灭时发生反应的离子方程式________________________。
(2)实验用到的药品有70%硫酸、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸铜。准确配制上述5种电解质溶液,将每种电解质配制成0.100 mol/L至1.100 mol/L的不同浓度的系列溶液备用。配制溶液过程中除了下列仪器外,还需要用到的玻璃仪器有____________(填名称)。配制250 mL 0.500 mol/L的硫酸,需量取________mL 70%的浓硫酸(ρ=1.40 g/mL)。
答案:(1)两电极均产生无色气体 2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
(2)玻璃棒 12.5
解析:(2)配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到的实验仪器有托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、一定体积的容量瓶、胶头滴管,故还需要用到的玻璃仪器为玻璃棒;配制250 mL 0.500 mol/L的硫酸,需量取一定体积70%浓硫酸稀释,该稀释过程溶质物质的量不变,根据c(稀)·V(稀)=计算量取70%浓硫酸的体积,V(浓)===12.5 mL。
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