第1课 物质的量 气体摩尔体积-【提分宝典】2026年新高考化学一轮全考点普查与练习
2025-03-15
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 物质的量及单位——摩尔,气体摩尔体积 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 3.32 MB |
| 发布时间 | 2025-03-15 |
| 更新时间 | 2025-03-15 |
| 作者 | 北京今晚时间传媒科技有限公司 |
| 品牌系列 | 提分宝典·高考一轮全考点普查随堂课后练 |
| 审核时间 | 2025-03-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51037146.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第1课 物质的量 气体摩尔体积
普查与练习1 物质的量 气体摩尔体积
1.物质的量的相关概念及其易错点
(1)(2026汇编,4分)下列叙述正确的有________(填序号)。
①1 mol H2O2中含有2 mol氢和2 mol氧
②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
③Na2O的摩尔质量为62
④1 mol N2的质量与它的相对分子质量相等
⑤2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍
答案:②
解析:1 mol H2O2中含有2 mol氢原子和2 mol氧原子,必须指明具体的粒子名称,故①错误。由于三种气体物质都由双原子分子构成,故在相同的条件下,相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数、原子个数都相同,故②正确。摩尔质量有单位,Na2O的摩尔质量为62 g·mol-1,故③错误。1 mol N2的质量在数值上与它的相对分子质量相等,故④错误。1 mol物质所具有的质量为该物质的摩尔质量,故一种物质的摩尔质量的数值是确定的,即以g·mol-1为单位时,2 mol水的摩尔质量与1 mol水的摩尔质量相等,均为18 g·mol-1,故⑤错误。
2.标准状况下气体摩尔体积(22.4 L·mol-1)的应用及使用误区
(2)(2026汇编,4分)下列有关气体摩尔体积的叙述正确的有________(填序号)。
①在标准状况下,1 mol O2与1 mol CCl4的体积相同
②标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L
③CO2CO,22.4 L CO2被还原生成1 mol CO(2022广东真题)
④标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是 22.4 L
⑤某单质气体在标准状况下,密度为1.25 g·L-1,则该气体为N2
答案:②⑤
解析:标准状况下,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L,既包括纯净物,也包括物质间不反应的气体混合物,但1 mol固体和1 mol液体的体积均不是22.4 L,标准状况下CCl4是液态物质,故①错误、②正确。没有指明二氧化碳是否处于标准状况,无法判断CO2的物质的量,也无法求出生成CO的物质的量,故③错误。标准状况下,只有6.02×1023个气体分子所占的体积才约为22.4 L,故④错误。该气体在标准状况下的密度ρ为1.25 g·L-1,M=ρVm=1.25 g· L-1×22.4 L·mol-1=28 g·mol-1 ,且题目已知为单质气体,则该气体只能为N2,故⑤正确。
3.以物质的量为核心的多角度计算及常用的计算方法
a.利用基本转化关系式进行计算
(3)(2026改编,4分)中国科学家孙予罕等发现,以泡沫镍[3NiO/Ni(3表示NiO在泡沫镍中的质量百分数)] 作为基材上的催化剂可实现将烷烃直接电催化转化为醇类(转化示意图如图所示)。下列说法正确的是( )
A.22.4 L A中含有的质子数为10 mol
B.32 g C中含有的共价键数目约为2.408×1024
C.生成1 mol Ni可同时还原出1 mol B
D.11.8 g泡沫镍中含有Ni单质0.194 mol
答案:D
解析:由A的球棍模型可知A为甲烷,未说明甲烷处于标准状况下,不能利用标准状况下的气体摩尔体积计算22.4 L甲烷的物质的量及其质子数,故A项错误。由C的球棍模型可知C为甲醇,1个甲醇分子中含有5个共价键,32 g C中含有的共价键数目约为×5×6.02×1023=3.01×1024,故B项错误。由总反应方程式:3CH4+3NiO===3Ni+CH3OH+CH3CH2OH+H2O,可知生成 1 mol Ni 可同时氧化生成 mol B,故C项错误。11.8 g 泡沫镍含 Ni 单质的物质的量为=0.194 mol,故D项正确。
b. 已知混合气体的组成成分,求混合气体的相关物理量
(4)(经典题,8分)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)。
①混合气体中CO的质量是________g。
②混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L。
③混合气体在标准状况下的密度是______g·L-1。
④混合气体的平均摩尔质量是______g·mol-1。
答案:①7(2分) ②5.6(2分) ③1.61(2分) ④36(2分)
解析:CO燃烧发生反应:2CO+O2 2CO2,标准状况下CO的体积与生成CO2的体积相等,燃烧后CO2的总体积为11.2 L,故标准状况下18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L,混合气体的物质的量为=0.5 mol,设CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y,
则
解得
①混合气体中CO的质量为28 g·mol-1×0.25 mol=7 g。
②混合气体中,CO2在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。
③混合气体在标准状况下的密度ρ=≈1.61g·L-1。
④解法一:=ρ·22.4 L·mol-1=1.61 g·L-1×22.4 L·mol-1≈36 g·mol-1;
解法二:==36 g·mol-1;
解法三:=28 g·mol-1×50%+44 g·mol-1×50%=36 g·mol-1。
c.守恒法在以物质的量为核心的计算中的应用
(5)(2022.06浙江选考,4分)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=1.8×102 kJ·mol-1,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成CO2,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的CO2最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为30 kJ·g-1(假设焦炭中不含杂质)。
请回答:
①每完全分解100 kg石灰石(含CaCO3 90%,杂质不参与反应),需要投料________kg焦炭。
②每生产106 kg纯碱,同时可获得________kg CaO(列式计算)。
答案:①10.8(1分) ②70(1分) 由①计算可知参与反应的CaCO3和焦炭的物质的量之比为1∶1,因此,m(CaO)==70 kg(2分)
解析:①已知CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=1.8×102 kJ·mol-1,100 kg石灰石含CaCO3的质量为100 kg×90%=9×104 g,物质的量为=9×102 mol,需要吸收热量为9×102 mol×1.8×102 kJ·mol-1=1.62×105 kJ,焦炭的热值为30 kJ·g-1,其热量有效利用率为50%,故需要投料的焦炭的质量为=10.8 kg。焦炭的物质的量为=9×102 mol。
②106 kg的Na2CO3的物质的量为n(Na2CO3)==1×103 mol,40%的CO2最终转化为纯碱,根据碳元素守恒可得需要n(CO2)=2.5×103 mol,CO2来自于CaCO3分解和焦炭的燃烧,根据①中计算可知,1 mol CaCO3分解需要燃烧焦炭1 mol,故有:
CaCO3 ~ CaO ~ 2CO2
56 g 2 mol
m(CaO) 2.5×103 mol
=,解得m(CaO)=70 kg。
4.利用阿伏加德罗常数计算各情景下的粒子(或化学键)数目
a. 一定体积的物质中粒子(或化学键)的数目
(6)(2026汇编,2分)阿伏加德罗常数的值为NA,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(2022全国Ⅱ真题)
B.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
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乙醇中碳氢键的数目为0.5NA
答案:C
解析:1 mol H2中含2 mol质子,在标准状况下28 L H2的物质的量为1.25 mol,而选项中气体状态是25 ℃、101 kPa,28 L H2物质的量不为1.25 mol,则所含质子数不是2.5NA,故A项错误。标准状况下,22.4 L任何气体所含的分子数均为NA,故2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.1NA,故B项错误。1 mol甲烷含有4 mol H原子,1 mol乙烯含有4 mol H原子,二者无论按何种比例混合,相当于1 mol混合气体含有4 mol H原子,则标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含H原子:×4=2 mol,即含氢原子数目为2NA,故C项正确。标准状况下乙醇为液体,故不能根据标准状况下的气体摩尔体积来计算其物质的量,故D项错误。
b. 一定量的物质中原子、中子、质子、电子等数目
(7)(2026汇编,2分)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA(2023 辽宁真题)
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA(2023全国Ⅱ真题)
C.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA(2023.06浙江选考)
D.1 L 1 mol·L-1 NaCl溶液含有28NA个电子(全国Ⅲ经典真题)
答案:A
解析:KNO3晶体含有的离子为K+、NO,0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA,故A项正确。在标准状况下,SO3的状态为固态,2.24 L SO3的物质的量不为0.1 mol,其电子的数目也不为4.00NA,故B项错误。1.7 g H2O2的物质的量为=0.05 mol,则含有氧原子数为0.1NA,故C项错误。溶液由溶质和溶剂组成,1 L 1 mol·L-1 NaCl溶液中,溶质NaCl的物质的量为1 mol,所含的电子数为28NA,溶剂为水,也含有电子,所以溶液总电子数应大于28NA,故D项错误。
(8)(2026汇编,4分)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是__________(填序号)。
①1.8 g 18O中含有的中子数为NA(2022辽宁真题)
②1.8 g重水(D2O)中所含质子数为NA(2022.01浙江选考)
③180 g葡萄糖中,C原子的数目为6NA(天津经典真题)
④22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA(河北经典真题)
⑤12 g NaHSO4晶体中阴、阳离子总数为0.2NA(福建经典真题)
⑥NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA(2023广东真题)
⑦0.1 mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA(海南经典真题)
答案:②
解析:1个18O中含有10个中子,1.8 g 18O的物质的量为=0.1 mol,故1.8 g 18O中含有中子的物质的量为1 mol,即中子数为NA,故①正确,不符合题意。1.8 g重水(D2O)的物质的量为0.09 mol,所含质子数为0.9NA,故②错误,符合题意。葡萄糖的分子式为C6H12O6,其摩尔质量为180 g·mol-1,故180 g葡萄糖的物质的量为1 mol,碳原子的数目为6NA,故③正确,不符合题意。在标准状况下,22.4 L氟气的物质的量为1 mol,其质子数为1×9×2×NA=18NA,故④正确,不符合题意。硫酸氢钠晶体中存在钠离子和硫酸氢根离子,硫酸氢钠的摩尔质量为120 g·mol-1,所以12 g硫酸氢钠晶体的物质的量为0.1 mol,阴、阳离子总数为0.2NA,故⑤正确,不符合题意。NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物为1 mol,1 mol Cl-的质子数为17NA,Na+和NH的质子数均为11,当Na+和NH的物质的量之和为1 mol时,含有的质子数为11NA,则混合物中质子数为28NA,故⑥正确,不符合题意。肼(H2N—NH2)中每个N原子上各有1个孤电子对,故0.1 mol肼(H2N—NH2)含有的孤电子对数为0.2NA,故⑦正确,不符合题意。
c. 一定量的物质中化学键的数目
(9)(2026汇编,4分)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是__________(填序号)。
① 12 g金刚石中含有化学键的数目为4NA
②1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA(2023广东真题)
③48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA(全国Ⅱ经典真题)
④4.4 g C2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA(2023.06浙江选考)
⑤3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.1NA(海南经典真题)
⑥11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA(2022.06浙江选考)
⑦ 32 g环状S8()分子中含有的S—S键数为NA(全国Ⅱ经典真题)
答案:③④⑦
解析:在金刚石中,1个碳原子参与形成4个C—C键,但每个共价键为两个碳共用,则平均1个碳原子形成4×=2个C—C键,n(金刚石)==1 mol,所以12 g金刚石中含有2NA个化学键,故①错误。NH4Cl为离子化合物,1个铵根离子中含有4个N—H共价键,则1 mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA,故②错误。正丁烷和异丁烷互为同分异构体,每个正丁烷或异丁烷分子中均含有13个共价键,58 g正丁烷和异丁烷的混合物的物质的量为=1 mol,则含有共价键的物质的量为13 mol,即含有13NA个共价键,故③正确。C2H4O可以表示乙醛或环氧乙烷,若为乙醛,则1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键,若为环氧乙烷,则1个C2H4O中含有7个σ键,4.4 g C2H4O的物质的量为0.1 mol,则含有σ键数目最多为0.7NA,故④正确。Na2O2的电子式为,含有1个共价键,3.9 g Na2O2的物质的量为=0.05 mol,故3.9 g Na2O2中含有的共价键的数目为0.05NA,故⑤错误。选项中未说明温度和压强,不能确定Vm的数值,故11.2 L气体的物质的量未知,所含碳氢键数目无法计算,故⑥错误。1个S8 ()分子中含有的S—S键数为8个,32 g S8的物质的量为= mol,则含有的S—S键数为×8×NA=NA,故⑦正确。
d.完全反应后的粒子(或化学键)数目
(10)(2026汇编,4分)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是________(填序号)。
①0.20 mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA(2022全国Ⅱ真题)
②5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应,产生的气体分子数目为0.1NA(2023海南真题)
③CH2===CH2+H2CH3CH3,生成1 mol乙烷时断裂的共价键总数为NA(海南经典真题)
④将氯气通入FeI2溶液中,当有NA个Fe2+被氧化时,消耗标准状况下氯气33.6 L
⑤将4.6 g钠用铝箔包裹并刺小孔,与足量水充分反应,生成的H2分子数为0.1NA
答案:①
解析:1个苯甲酸分子中含7个碳原子,根据碳原子守恒可知, 0.20 mol苯甲酸完全燃烧生成的二氧化碳分子数为1.4NA,故①正确。5.6 g铁粉与0.1 L 1 mol·L-1的HCl的溶液充分反应,由Fe+2HCl===FeCl2+H2↑可知,Fe过量,产生氢气的分子数目为0.1 L×1 mol·L-1××NA mol-1=0.05NA,故②错误。发生CH2===CH2+H2CH3CH3反应时,C===C中的一个键和H—H键都断裂,故生成1 mol乙烷时断裂的共价键总数为2NA,故③错误。碘离子的还原性强于亚铁离子,当氯气通入碘化亚铁溶液时,碘离子优先与氯气反应,碘化亚铁的物质的量不能确定,则当有NA个亚铁离子被氧化时,完全反应的碘离子物质的量无法确定,不能计算消耗标准状况下氯气的体积,故④错误。4.6 g钠的物质的量为=0.2 mol,根据2Na+2H2O=== 2NaOH+H2↑,此反应产生的H2分子数为0.1NA,但是氢氧化钠与铝单质反应也生成了氢气,故生成的H2分子数大于0.1NA,故⑤错误。
e.水解、电离等过程中的粒子数目
(11)(2026汇编,4分)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是__________(填序号)。
①标准状况下,22.4 L HCl气体中H+数目为NA(2022辽宁真题)
②1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数为0.1NA(全国Ⅱ经典真题)
③体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HCO数目为NA(2023广东真题)
④pH=12的Na2CO3溶液中OH-数目为0.01NA(2022辽宁真题)
⑤1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA(2023全国Ⅱ真题)
⑥1 L 1mol·L-1溴化铵水溶液中NH与H+离子数之和大于NA(河北经典真题)
⑦向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA(2023.06浙江选考)
答案:⑥
解析:HCl是共价化合物,HCl分子中不存在H+,故①错误。酸性K2Cr2O7溶液中存在:Cr2O+H2O2CrO+2H+,含Cr的微粒有Cr2O和CrO,则1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数应小于0.1NA,故②错误。NaHCO3是强电解质,在水溶液中完全电离:NaHCO3===Na++HCO,HCO会发生水解和电离,则1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO数目小于NA,故③错误。没有给出Na2CO3溶液的体积,无法计算pH=12的Na2CO3溶液中OH-的数目,故④错误。pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H+)=0.01 mol·L-1,则1.0 L pH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,故⑤错误。1 L 1 mol·L-1溴化铵水溶液中存在电荷守恒,即c(NH)+c(H+)=c(Br-)+c(OH-),则物质的量也满足n(NH)+n(H+)=n(Br-)+n(OH-),因为n(Br-)=1 L×1 mol·L-1=1 mol,所以该溶液中NH与H+离子数之和大于NA,故⑥正确。向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),中性溶液中c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据物料守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,得出铵根离子数小于0.1NA,故⑦错误。
f.连续或不完全反应中的粒子(或化学键)数目
(12)(2026汇编,4分)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是__________(填序号)。
①11.2 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(湖南经典真题)
②密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键
③标准状况下,11.2 L Cl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA(2023.06浙江选考)
④足量的浓盐酸与8.7 g MnO2反应,转移电子的数目为0.4NA(2022.01浙江选考)
⑤常温下,56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子
⑥6.9 g Na与1 L 0.2 mol·L-1盐酸反应生成的H2分子数为0.1NA
⑦标准状况下,NO和O2各11.2 L混合充分反应,所得气体的分子总数为0.75NA
答案:①
解析:甲烷与氯气在光照条件下发生的反应为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2 CCl4+HCl,反应前后分子数均不变,因为反应前甲烷为0.5 mol,氯气为1 mol,共1.5 mol,则反应后分子数为1.5NA,故①正确。PCl3与Cl2生成PCl5的反应是可逆反应,所以1 mol PCl3与1 mol Cl2不可能完全反应,生成的PCl5小于1 mol,故增加的P—Cl键的数目小于2NA,故②错误。标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,通入水中后只有一部分Cl2与水反应生成H+、Cl-和HClO,所以溶液中氯离子数小于0.5NA,故③错误。足量的浓盐酸与8.7 g(0.1 mol)MnO2反应生成MnCl2,Mn由+4价转化为+2价,转移电子的数目为0.2NA,故④错误。常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,不能完全反应,则生成的二氧化硫分子数小于NA,故⑤错误。6.9 g Na为0.3 mol,1 L 0.2 mol·L-1盐酸能与0.2 mol Na反应,Na过量,还会与水继续反应,整个反应过程中0.3 mol Na完全反应失去0.3 mol电子,+1价的H得到电子生成H2,根据电子得失守恒可知生成的H2分子数为0.15NA,故⑥错误。由于存在反应:2NO2N2O4,所得气体的分子总数小于0.75NA,故⑦错误。
g.氧化还原反应中转移的电子数
(13)(2026汇编,4分)阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是__________(填序号)。
①我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑,每生成2.8 g N2转移电子数目为NA(2023辽宁真题)
②4MnO+5HCHO+12H+=== 4Mn2++5CO2↑+11H2O,1 mol[4MnO+5HCHO]完全反应转移的电子数为20NA(浙江经典真题)
③Cr2O+ne-+14H+===2Cr3++7H2O,则每生成1 mol Cr3+转移电子数为3NA(浙江经典真题)
④ 2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间(浙江经典真题)
⑤电解熔融CuCl2,阴极增重6.4 g,外电路中通过电子的数目为0.1NA(2022全国Ⅱ真题)
⑥电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73 g,则转移电子数为NA(河北经典真题)
答案:②③
解析:2.8 g N2的物质的量n== mol=0.1 mol,反应中S元素的化合价由0价降低为-2价,N元素的化合价由+5价降低为0价,C元素的化合价由0价升高为+4价,则生成0.1 mol N2转移的电子数为1.2NA,故①错误。Mn的化合价由+7价降至+2价,则4 mol MnO完全反应转移电子物质的量为4 mol×[(+7)-(+2)]=20 mol,即转移电子数为20NA,故②正确。由铬元素化合价变化可知,生成2 mol Cr3+转移6 mol电子,则生成1 mol Cr3+转移电子数为3NA,故③正确。2.3 g Na物质的量为0.1 mol,与O2完全反应生成0.1 mol钠离子,转移的电子数目为0.1NA,故④错误。电解熔融CuCl2时,阴极反应式为Cu2++2e-===Cu,阴极增重6.4 g,即生成0.1 mol Cu时电路中转移电子数为0.2NA,故⑤错误。电解饱和食盐水时总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,阴阳两极产生的气体分别是氢气与氯气,且物质的量之比为1∶1,若气体的总质量为73 g,则说明反应生成的氢气与氯气的物质的量各为1 mol,根据关系式H2~2e-可知,转移的电子数为2NA,故⑥错误。
h.新情境下阿伏加德罗常数的综合考查
(14)(2024江西真题,3分)我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N===C===N]2-离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
15N2+C(石墨)+2LiH
Li2[15NC15N]+H2
A.22.4 L15N2含有的中子数为16NA
B.12 g C(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C.1 mol [N===C===N]2-中含有的π键数为4NA
D.生成1 mol H2时,总反应转移的电子数为6NA
答案:D
解析:未明确是标准状况下的体积,无法计算15N2含有的中子数,故A项错误。12 g C(石墨)的物质的量n==1 mol,石墨中每个C原子的3个sp2杂化轨道上各有1个电子,则sp2杂化轨道含有的电子数为3NA,故B项错误。1个碳氮双键中含1个σ键和1个π键,则1 mol [N===C===N]2-中含有的π键数为2NA,故C项错误。该反应中氮元素的化合价从0价降低到-3价,碳元素的化合价从0价升高到+4价,氢元素的化合价从-1价升高到0价,则生成1 mol H2时,总反应转移的电子数为6NA,故D项正确。
5.阿伏加德罗定律、推论及其相关应用
(15)(山东经典真题,2分)X、Y均为短周期金属元素,同温同压下,0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1 L;0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2 L。下列说法错误的是( )
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为
D.由一定能确定产物中X、Y的化合价
答案:D
解析:设1 mol X反应消耗HCl的物质的量为a mol,1 mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为b mol,根据电子守恒以及氢原子守恒可知X~aHCl~H2~Xa+、Y~bH2SO4~bH2~Y2b+。同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,故A项正确,不符合题意。X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比为,因=,则=,故B项正确,不符合题意。产物中X、Y化合价之比为,由B项可知=,故C项正确,不符合题意。由只能确定两者化合价之比,不能确定具体化合价,故D项错误,符合题
(16)(经典题,4分)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相等的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说法正确的是( )
A.充入的CO分子数比CO2分子数少
B.甲容器的体积比乙容器的体积小
C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
答案:D
解析:质量相等的CO和CO2的物质的量之比为11∶7,则CO的分子数比CO2的分子数多,故A项错误。在温度和压强相同时体积之比等于物质的量之比,即甲、乙容器体积比为11∶7,故B项错误。温度和压强一定,任何气体的摩尔体积相同,故C项错误。由B项可知甲容器体积大,则气体质量相同时,甲中气体的密度小,故D项正确。
随堂普查练1
1.(2022福建真题,4分)常温常压下,电化学还原制氨气的总反应方程式:2N2+6H2O4NH3+3O2,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.9 g水中含有的孤电子对数为2NA
B.每产生34 g NH3,N2失去的电子数为6NA
C.1 mol·L-1氨水中,含有的NH3·H2O分子数少于NA
D.消耗11.2 L N2(已折算为标况)时,产生的O2分子数为0.75NA
答案:D
解析:H2O分子中孤电子对数为×(6-2)=2,9 g H2O的物质的量为=0.5 mol,含有的孤电子对数为NA,故A项错误。该反应中N元素化合价由0价降低到-3价,34 g NH3的物质的量为=2 mol,每产生34 g NH3,N2得到6 mol电子,数目为6NA,故B项错误。氨水的体积未知,且NH3·H2O会电离,无法计算NH3·H2O的分子数,故C项错误。标准状况下,11.2 L N2的物质的量为0.5 mol,由方程式可知,消耗0.5 mol N2,产生0.75 mol O2,数目为0.75NA,故D项正确。
2.(2026汇编,4分)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是________(填序号)。
①1 mol CO中含有6.02×1024个电子(2022广东真题)
②12 g NaHSO4中含有0.2NA个阳离子(2022.06浙江选考)
③100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA(浙江经典真题)
④1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA(2023辽宁真题)
⑤0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA(2023全国Ⅱ真题)
⑥31 g P4 (分子结构:)中的共价键数目为1.5NA(浙江经典真题)
⑦用电解粗铜的方法精炼铜,当电路中通过的电子数为NA时,阳极应有32 g Cu转化为Cu2+(浙江经典真题)
⑧ 1 mol N2中,σ键的数目为3NA(天津经典真题)
⑨18.9 g三肽C6H11N3O4 (相对分子质量:189)中的肽键数目为0.2NA(浙江经典真题)
答案:⑤⑥⑨
解析:1 mol CO含有14 mol电子,故①错误。NaHSO4晶体由Na+和HSO构成,12 g(0.1 mol)NaHSO4中含有0.1NA个阳离子,故②错误。100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的加和,所以该溶液中含有氧原子数应大于0.01NA,故③错误。S2-在水溶液中会发生水解,故溶液中S2-的数目小于0.1NA,故④错误。异丁烷的结构简式为,1 mol异丁烷分子中含有共价键数目为13NA,所以0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,故⑤正确。31 g P4的物质的量为0.25 mol,根据白磷的分子结构可知一个白磷分子里含有6个共价键,所以共价键数目为1.5NA,故⑥正确。电解精炼铜时,阳极为粗铜,阳极发生的电极反应有:比铜活泼的杂质金属失电子发生氧化反应,以及Cu失电子的氧化反应:Cu-2e-===Cu2+。当电路中通过的电子数为NA时,即电路中通过1 mol电子,Cu失去的电子的物质的量应小于1 mol,阳极反应的Cu的物质的量小于0.5 mol,则阳极反应的Cu的质量小于0.5 mol×64 g·mol-1=32 g,故⑦错误。1 mol N2中含有1 mol氮氮三键,其中有1 mol σ键和2 mol π键,故σ键的数目为NA,故⑧错误。18.9 g三肽C6H11N3O4的物质的量为0.1 mol,3分子氨基酸脱水缩合形成三肽,三肽中含有两个肽键,所以18.9 g三肽C6H11N3O4中的肽键数目为0.2NA,故⑨正确。
3.(2026汇编,4分)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是______(填序号)。
①2.4 g镁条在空气中充分燃烧,转移的电子数目为0.2NA(2023海南真题)
②500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA(浙江经典真题)
③1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液中含H+的数量为0.1NA
④32 g甲醇的分子中含有C—H键的数目为4NA(2022.01浙江选考)
⑤0.1 mol CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数为0.1NA(福建经典真题)
⑥30 g HCHO 与CH3COOH混合物中含C原子数为NA(浙江经典真题)
⑦1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液,NH3·H2O微粒数目为0.1NA(2023海南真题)
⑧CH4和C2H4混合气体2.24 L(标准状况)完全燃烧,则消耗O2分子数目0.25NA(浙江经典真题)
⑨23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA(广东经典真题)
答案:①②⑥
解析:2.4 g即0.1 mol镁条在空气中充分燃烧,镁被氧化,化合价由0价升高为+2价,故转移的电子数目为0.2NA,故①正确。500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液中,n(Na+)+n(Cl-)=0.5 mol,但溶液中还存在水分子,故500 mL 0.5 mol·L-1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA,故②正确。乙酸为弱酸,不能完全电离,故溶液中的氢离子个数小于0.1NA,故③错误。甲醇的结构简式为CH3OH,32 g (1 mol)甲醇的分子中含有C—H键的数目为3NA,故④错误。甲烷与足量氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,因此0.1 mol CH4与足量Cl2反应生成CH3Cl的分子数小于0.1NA,故⑤错误。甲醛和乙酸的最简式均为CH2O,30 g混合物含有1 mol CH2O,含有的碳原子数为NA,故⑥正确。1.7 g NH3完全溶于1 L H2O,发生反应:NH3+H2O NH3·H2O,为可逆反应,NH3不能完全转化为NH3·H2O,故所得溶液中NH3·H2O微粒数目小于0.1NA,故⑦错误。2.24 L(标准状况)CH4和C2H4混合气体的物质的量是0.1 mol,由于1 mol CH4和C2H4分别完全燃烧消耗氧气的物质的量是2 mol、3 mol,则0.1 mol混合气体完全燃烧消耗氧气的分子数目应该介于0.2NA和0.3NA之间,故⑧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,故消耗1 mol Na对应生成0.5 mol H2,H2分子数目应为0.5NA,故⑨错误。
4.(经典题,4分)同温同压下有两份体积相同的CO2和O3,关于它们的叙述正确的是( )
A.分子数之比是1 ∶1
B.原子个数比是3 ∶2
C.质量比是 1 ∶1
D.密度之比是1 ∶1
答案:A
解析:同温同压下,相同体积的气体具有相同数目的分子,即气体的物质的量相同;同温同压下有两份体积相同的CO2和O3,则两种气体的物质的量相等,假设均为1 mol,则分子数之比与物质的量成正比,即1∶1,故A项正确。原子个数比为(1 mol×3) ∶(1 mol×3)=1 ∶1,故B项错误。质量比为(1 mol×44 g·mol-1)∶(1 mol×48 g·mol-1)=11 ∶12,故C项错误。同温同压下气体的密度之比与气体的摩尔质量成正比,即44∶48=11∶12,故D项错误。
课后提分练1 物质的量 气体摩尔体积
A组(巩固提升)
1.(2026原创,4分)下列说法正确的是( )
A.硫酸、磷酸的摩尔质量均为98 g
B.20 ℃、1.0×105 Pa时,相同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C.标准状况下,16 g O2与80 g Br2所占的体积相同
D.当1 mol气态物质的体积为22.4 L时,该气体一定处于标准状况
答案:B
解析:摩尔质量的单位是g·mol-1,故A项错误。根据阿伏加德罗定律,同温同压下,同体积的任何气体都含有相同的分子数,故B项正确。Br2在标准状况下是液体,故C项错误。当1 mol气体的体积为22.4 L时,不一定是标准状况,非标准状况下,1 mol气体的体积也可能是22.4 L,故D项错误。
2.(福建模拟,4分)科学家发现某些生物酶能将海洋中的NO转化为N2,该过程的总反应为NaNO2+NH4Cl===N2↑+2H2O+NaCl。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.5 L 1 mol·L-1 NH4Cl溶液中含NH的数目为0.5NA
B.标准状况下,22.4 L N2中含π键的数目为2NA
C.18 g H2O中含电子对的数目为2NA
D.1 mol NaNO2完全反应失去电子的数目为3NA
答案:B
解析:铵根离子部分发生水解,溶液中铵根离子数目小于0.5NA,故A项错误。氮气的结构式为N≡N,1个N2分子中含2个π键,标准状况下22.4 L N2的物质的量为1 mol,含π键的数目为2NA,故B项正确。18 g水的物质的量为1 mol,1个水分子中含2个成键电子对和2个孤电子对,共4个电子对,故电子对的数目为4NA,故C项错误。该反应中亚硝酸钠中的N元素化合价由+3价降低为0价,1 mol NaNO2完全反应得到电子的数目为3NA,故D项错误。
3.(经典题,2分)NA表示阿伏加德罗常数的值,4 ℃时,25滴水为a mL,则1滴水中含有的水分子数为( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:25滴水为a mL,其物质的量为= mol,1滴水的物质的量= mol= mol,1 mol水中含NA个水分子,则1滴水中含有的水分子数为,故B项正确。
4.(辽宁联考,3分)铜和稀硫酸不反应,但铜和稀硫酸在加热条件下通入足量氧气可以发生反应。设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.若消耗0.2 mol·L-1的硫酸1 L,则转移电子数为0.2NA
B.如果有0.5 mol Cu跟足量的稀硫酸和氧气反应,溶液中的Cu2+总数为0.5NA
C.如果有1 mol O2参与反应,则有2NA个共价键形成
D.若有6.4 g Cu溶解,则通入的氧气体积最少为1.12 L(标准状况下)
答案:D
解析:铜和稀硫酸在加热条件下通入足量氧气的反应方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,根据方程式可知,消耗0.2 mol·L-1的硫酸1 L,转移电子数为0.4 mol,个数为0.4NA,故A项错误。依据方程式可知,0.5 mol铜反应生成0.5 mol硫酸铜,铜离子在水溶液中部分水解,所以溶液中的Cu2+总数小于0.5NA,故B项错误。依据方程式可知,消耗1 mol氧气生成2 mol水,形成4NA个H—O键,故C项错误。6.4 g Cu物质的量为=0.1 mol,依据得失电子守恒可知,消耗氧气物质的量为0.05 mol,即1.12 L(标准状况下),故D项正确。
5.(2026汇编,4分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA(2023广东真题)
B.8 g CH4含有中子数为3NA(2022.06浙江选考)
C.28 g乙烯中所含共用电子对数目为4NA
D.标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
答案:B
解析:碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,数目为0.5NA,故A项错误。8 g CH4的物质的量为0.5 mol,1 mol CH4中含有的中子数为6NA ,则8 g CH4含有中子数为3NA,故B项正确。28 g乙烯的物质的量为=1 mol,1 mol乙烯中含有6 mol共用电子对,即6NA个,故C项错误。氯气与水的反应为歧化反应,0.1 mol氯气完全反应转移0.1 mol电子,由于该反应为可逆反应,进行不彻底,故0.1 mol氯气与水反应转移的电子数小于0.1NA,故D项错误。
6.(多选)(2026汇编,4分)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.18 g HO含有的中子数为10NA(湖南经典真题)
B.1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA(河北经典真题)
C.含0.2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA
D.1 L 1 mol·L-1的NH4Cl溶液中NH和Cl-的数目均为1NA
答案:AD
解析:18 g H218O的物质的量为=0.9 mol,1个H218O含0+(18-8)=10个中子,则18 g H218O含有的中子数为9NA,故A项错误,符合题意。碘蒸气与氢气发生的反应为I2(g)+H2(g) 2HI(g),是可逆反应,有一定的限度,反应不彻底,故生成的碘化氢分子数小于2NA,故B项正确,不符合题意。含0.2 mol H2SO4的浓硫酸和足量的镁反应如果还原产物只生成二氧化硫则转移电子数等于0.2NA,如果还原产物只生成氢气则转移电子数为0.4NA,随着反应进行浓硫酸浓度降低,所以反应中既有二氧化硫又有氢气生成,转移电子数大于0.2NA小于0.4NA,故C项正确,不符合题意。NH4Cl为强酸弱碱盐,NH水解导致c(NH)<1 mol·L-1,1 L该溶液中N(NH)<1NA,故D项错误,符合题意。
7.(2026汇编,2分)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.23 g NO2与足量水反应,转移的电子数约为6.02×1023
B.标准状况下,22.4 L 15NH3含有的质子数约为6.02×1024
C.0.1 mol·L-1HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA(湖南经典真题)
D.11.2 L CO2含π键数目为NA(2023辽宁真题)
答案:B
解析:23 g NO2物质的量为0.5 mol,与足量水反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,0.5 mol NO2参与反应时,转移的电子数约为×6.02×1023,故A项错误。标准状况下,22.4 L 15NH3的物质的量为1 mol ,含有的质子数约为6.02×1024,故B项正确。未给出溶液体积,无法计算H+的数目,故C项错误。1个CO2分子含有2个π键,选项中没有指明是标准状况条件下,气体摩尔体积未知,无法计算π键个数,故D项错误。
8.(经典题,10分)现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量:______________________。
(2)混合气体中碳原子的个数:______________________________(用NA表示阿伏加德罗常数的值,下同)。
(3)将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体的摩尔质量:______________________。
②标况下气球中收集到的气体的体积为____________________________。
③气球中收集到的气体所含的电子总数为____________________________。
答案:(1)36 g·mol-1(2分) (2)0.4NA(2分) (3)①28 g·mol-1(2分) ②4.48 L(2分) ③2.8NA(2分)
解析: (1)混合气体的体积为8.96 L,则其物质的量为n===0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。
(2) 解法一:列方程式求解。
设CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y,
解得x=0.2 mol,y=0.2 mol,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol 碳原子,即0.4NA个。
解法二:十字交叉法。
由题意知两种混合气体的平均摩尔质量为 M =36 g· mol-1,
则有即:CO与CO2的物质的量之比为1∶1,且n(CO)+n(CO2)=0.4 mol,则n(CO)=n(CO2)=0.2 mol,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中一共含0.4 mol,即0.4NA个碳原子。
(3)将混合气体依次通过如图装置,CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体。①气球中收集到的气体为CO,而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量,故收集到的气体的摩尔质量为28 g·mol-1。②气球中的气体为CO,其体积V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。③一个CO分子含有14个电子,由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol,则电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA。
B组(冲刺满分)
9.(江苏南京模拟,3分)下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、不同密度的C2H4和C3H6
D.同压强、同体积的N2O和CO2
答案:A
解析:二者同质量,摩尔质量也相同,根据n=知,二者物质的量相同,也就是分子数相同,这两种分子都是双原子分子,所以原子数相同,故A项正确。同温度、同体积,气体分子数目与压强成正比,压强不确定,无法判断气体分子数关系,故B项错误。C2H4和C3H6的最简式相同,质量相等的两种气体含有相同的原子数,同体积、不同密度的C2H4和C3H6,质量不相等,则所含原子数不相同,故C项错误。同压强、同体积,气体分子数目与温度成反比,温度不确定,无法判断气体分子数关系,故D项错误。
10.(湖南学业考试,3分)工业上常用三种方法制氢。(1)绿氢:电解水制氢气(添加NaOH溶液或稀硫酸增强导电性);(2)蓝氢:利用天然气在高温下与水蒸气反应[CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)];(3)灰氢:利用焦炭在高温下与水蒸气反应[C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)]。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.制备蓝氢时,16 g CH4与足量水蒸气反应可制备H2分子数为3NA
B.在常温常压下,制备44.8 L“灰氢”时断裂极性键数为4NA
C.利用“绿电”制绿氢,阳极产生a mol气体时转移电子数为4aNA
D.制绿氢时,1 L 0.01 mol·L-1 NaOH溶液中水电离的OH-数为0.01NA
答案:C
解析:16 g CH4的物质的量为1 mol,甲烷与水蒸气反应为可逆反应,反应不能进行完全,故制备的H2分子数小于3NA,故A项错误。制备1 mol“灰氢”断裂2 mol O—H键,在常温常压下,44.8 L“灰氢”的物质的量小于2 mol,则制备44.8 L“灰氢”时断裂极性键数小于4NA,故B项错误。 电解水制氢气,阳极的电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+,产生的气体为氧气,当产生a mol氧气时转移电子数为4aNA,故C项正确。NaOH溶液中水的电离受到抑制,溶液中的H+数等于水电离出的OH-数,则1 L 0.01 mol·L-1 NaOH溶液中水电离的OH-数为1×10-12NA,故D项错误。
11.(福建模拟,4分)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,22.4 L NO和11.2 L O2在密闭容器中混合,容器内气体分子数为NA
B.4.6 g乙醇和二甲醚(CH3OCH3)组成的混合物中,含有0.2NA个sp3杂化的碳原子
C.在反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,每生成3 mol Cl2转移的电子数为6NA
D.标准状况下,11.2 L苯中含有6NA个σ键
答案:B
解析:2NO+O2===2NO2,反应中NO、O2、NO2物质的量之比为2∶1∶2,标准状况下,反应前NO的物质的量为n(NO)===1 mol,O2的物质的量为n(O2)===0.5 mol,NO、O2的物质的量之比为2∶1,两者恰好完全反应,生成1 mol NO2,但是存在2NO2(g)N2O4(g),所以容器内气体分子数小于NA,故A项错误。4.6 g乙醇和二甲醚(CH3OCH3)组成的混合物中,乙醇和二甲醚(CH3OCH3)的摩尔质量均为46 g·mol-1,且乙醇和二甲醚(CH3OCH3)分子中所有碳原子均为sp3杂化,所以4.6 g乙醇和二甲醚(CH3OCH3)组成的混合物中,含有0.2NA个sp3杂化的碳原子,故B项正确。KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O是归中反应,氯酸钾中的氯元素从+5价降低到氯气中的0价,得到5个电子,1 mol氯酸钾参与反应生成3 mol氯气,得到5 mol电子,所以每生成3 mol Cl2转移的电子数为5NA,故C项错误。标准状况下,苯为非气体,不能用气体摩尔体积22.4 L·mol-1进行计算,故D项错误。
12.(2026汇编,8分)根据要求回答下列问题。
(1)海绵钯具有优良的储氢功能,其储氢原理为2Pd(s)+xH2(g)===2PdHx(s)。假设海绵钯的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·mol-1,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵钯的储氢容量R=________mL,氢气的浓度r=________mol(储氢容量R即1 g钯吸附氢气的体积;氢气的浓度r为1 mol Pd吸附氢气的物质的量)。
(2)某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g,经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的质量为3.06 g;残留的固体产物是Al2O3,质量为1.02 g。计算:
①x=________(写出计算过程)。
②气体产物中n(O2)=________ mol。(2022.01浙江选考)
答案:(1)(2分) (2分)
(2)①Al(NO3)3·xH2O的摩尔质量为(213+18x) g·mol-1,根据固体产物氧化铝的质量为1.02 g,可知样品中n(Al)= ×2=0.02 mol,则Al(NO3)3·xH2O的物质的量为=0.02 mol,解得x=9(2分) ②0.01(2分)
解析:(1)1 g Pd的体积为,标准状况下其吸附的H2的体积为n×= mL;1 mol Pd的体积为= cm3,吸附氢气的物质的量为= mol。
(2)①见答案。
②气体产物中n(H2O)==0.17 mol,根据H原子守恒,n(HNO3)=(0.02×9×2-0.17×2) mol=0.02 mol,根据N原子守恒,n(NO2)=样品中N的物质的量-HNO3中N的物质的量=0.02×3-0.02=0.04 mol,根据氧元素守恒,n(O2)=(0.02×18-0.17-0.02×3-0.04×2-0.01×3)× mol=0.01 mol。
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