内容正文:
第01讲 物质的量 气体摩尔体积
目 录
01 课标达标练
题型01 n===关系的应用
题型02 阿伏加德罗定律的应用
题型03 与阿伏加德罗常数有关的判断
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 n===关系的应用
1.【光纤+物质的量的计算】据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是( )
A.6 g光缆由0.1 mol SiO2分子构成
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量之比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
答案 C
解析 光缆中的二氧化硅是由原子直接构成的,不含分子,A项错误;标准状况下SiO2为固体,B项错误;SiO2中Si与O的质量之比为28∶32=7∶8,C项正确;SiO2和CO2的摩尔质量不同,D项错误。
2.下列判断正确的是( )
A.同温、同压下,相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等
B.标准状况下,5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA
C.1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA
D.常温、常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
答案 B
解析 同温、同压下,相同体积的氮气和氦气的物质的量相同,而氮气分子为双原子分子,稀有气体分子为单原子分子,所以二者含有的原子数不相等,A错误;标准状况下5.6 L任意气体的物质的量为=0.25 mol,氯气分子和氧气分子都是双原子分子,所以以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子的物质的量为0.5 mol,含有的原子数为0.5NA,B正确;1 mol氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成1 mol氯化钠和1 mol次氯酸钠,转移1 mol电子,转移的电子数为NA,C错误;不是标准状况,不能使用22.4 L·mol-1计算混合气体的物质的量,D错误。
3.【碳达峰+物质的量的计算】我国政府承诺2030年前实现“碳达峰”,使二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注,我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。设NA为阿伏加德罗常数的值。
(1)CH3OH的摩尔质量为______g·mol-1。
(2)0.2 mol H2O中所含原子的数目为______,所含质子数为______。
(3) ______g水中所含氢原子的数目与1 mol CH3OH所含氢原子数相同。
(4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为______。
(5)16 g CH3OH完全燃烧生成CO2和H2O,消耗O2的体积为________(标准状况)。
答案 (1)32 (2) 0.6NA 2NA (3) 36 (4)1.1NA (5)16.8 L
解析 (4)1个CO2分子含有22个电子,含0.1NA个O的CO2的物质的量为0.05 mol,则含有1.1 mol电子,故所含电子数为1.1NA。
(5)16 g CH3OH为0.5 mol,完全燃烧消耗氧气0.75 mol,0.75 mol氧气在标准状况下的体积为0.75 mol×22.4 L·mol-1=16.8 L。
02 阿伏加德罗定律的应用
4.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是( )
A.C2H4 B.CH4 C.CO2 D.NO
答案 C
解析 由图可知,相同温度时,p(O2)>p(X),在同质量、同体积条件下,气体相对分子质量与压强成反比,即相对分子质量越大,压强越小,题给选项只有CO2的相对分子质量大于O2,故C正确。
5.一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是( )
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
答案 D
解析 根据阿伏加德罗定律的推论:同温同压下,同质量气体的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①②③④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4,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,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。
6.下列说法不正确的是( )
A.温度相同、体积相同时,O2(g)和N2(g)的分子数相同
B.同温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g),两容器中的压强之比等于5∶2
D.同温等压条件下,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
答案 A
解析 压强未知,温度相同、体积相同时,O2(g)和N2(g)的分子数不一定相同,A错误;同温等压下,两种气体的密度之比=相对分子质量之比,则同温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比=64∶44=16∶11,B正确;同温同容,两种气体的压强之比=物质的量之比,即温度和容积相同的两气罐中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g),两容器中的压强之比等于5∶2,C正确;同温等压下,两种气体的体积之比=物质的量之比,即同温等压条件下,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2,D正确。
7.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为________mol。
(2)甲室中气体的质量为________g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为_____________。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。
答案 (1)1 (2)11 (3)11 (4)2
解析 (1)同温同压下,气体的物质的量之比等于其体积之比,由图可知甲室中气体的物质的量为=1 mol。(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=11 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol,质量为11 g,平均摩尔质量为=11 g·mol-1,则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x,氢气的物质的量为y,根据其物质的量、质量列方程组为x+y=1 mol,17 g·mol-1×x+2 g·mol-1×y=11 g,可得x=0.6 mol、y=0.4 mol;如果将隔板a去掉,0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
03 与阿伏加德罗常数有关的判断
8.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.25 ℃,1.01×105 Pa时,11.2 L O2中所含原子数目为NA
B.通常条件下,14 g C中所含质子数目为6NA
C.0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中,含有Cl-的数目为1.5NA
D.标准状况下,11.2 L水中含有氢原子的数目为NA
答案 B
解析 25 ℃,1.01×105 Pa时,气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,11.2 L O2的物质的量小于0.5 mol,所含原子数目小于NA,故A错误;通常条件下,14 g C中含有质子数目为×6NA mol-1=6NA,故B正确;没有明确溶液体积,不能计算0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中所含Cl-数目,故C错误;标准状况下水是液体,11.2 L水的物质的量不是0.5 mol,故D错误。
9.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L三氧化硫中所含原子数目为0.4NA
B.100 g溶质质量分数为17%的H2O2水溶液中极性键数目为NA
C.常温常压下,8.4 g碳酸氢钠中所含离子数目为0.3NA
D.标准状况下,20 g的D2O中所含质子数目和中子数目均为10NA
答案 D
解析 标准状况下三氧化硫不是气体,2.24 L三氧化硫的物质的量无法计算,故A错误;100 g溶质质量分数为17%的H2O2溶液中,水和过氧化氢中都含有极性键,所以极性键数目大于NA,故B错误;碳酸氢钠由钠离子和碳酸氢根离子构成,8.4 g碳酸氢钠中所含离子数目为×2×NA mol-1=0.2NA,故C错误;1个D2O分子中含有10个质子、10个中子,标准状况下,20 g的D2O中所含质子数目为×10×NA mol-1=10NA,中子数目为×10×NA mol-1=10NA,故D正确。
10.南京大学科研团队首次发现氨还原过程中的多米诺效应,即一旦完成第①步,将自发完成后续步骤,反应过程示意图如下。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.24 L N2含有NA个价电子
B.3.5 g Li3N中含有3NA个共价键
C.若0.7 g Li参与第②步反应转移电子数为0.1NA
D.①②③步反应均为氧化还原反应
答案 C
解析 未指明标准状况,2.24 L N2的物质的量不确定,无法计算含有的价电子数,A错误;Li3N是离子化合物,其中只含有离子键,B错误;0.7 g Li为0.1 mol,参与第②步反应时其化合价从0→+1,转移电子数为0.1NA,C正确;第③步反应中Li、N、H元素化合价均未发生变化,不是氧化还原反应,D错误。
11.【电催化还原CO2+NA的判断】高效率和高选择性地将CO2转化为CH4是CO2资源化利用的途径之一。我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器,为电催化还原CO2提供了一种可行的转化方案,其原理如图所示。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22 g CO2中所含共用电子对数目为4NA
B.1 mol CH4中所含质子数和中子数均为10NA
C.途径2生成标准状况下22.4 L CH4时转移电子数为8NA
D.途径1所得产物物质的量之比为1∶1,形成共价键数目为6NA
答案 C
解析 CO2的结构式为O==C==O,1个CO2分子中含有4个共用电子对,则22 g即0.5 mol CO2中所含共用电子对数目为2NA,A项错误;1个CH4中含有10个质子,6个中子,则1 mol CH4中含有的质子数和中子数不相等,B项错误;标准状况下22.4 L CH4为1 mol,途径2生成CH4的过程中C元素化合价由+4降到-4,反应转移电子数为8NA,C项正确;未说明所得产物的物质的量,无法计算形成共价键的数目,D项错误。
1.中国药学家屠呦呦因发现青蒿素荣获了诺贝尔奖。青蒿素的分子式为C15H22O5。下列说法正确的是( )
A.青蒿素的摩尔质量为282 g·mol-1
B.青蒿素中C、H、O的质量之比为15∶22∶5
C.1 mol青蒿素的体积为22.4 L
D.1 mol青蒿素中含11 mol H2
答案 A
2.下列物质中,与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的物质是( )
A.18.9 g HNO3 B.0.1 mol NH4HSO4
C.3.612×1023个HCl分子 D.4.48 L CH4(标准状况)
答案 C
3.下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是( )
A.二者碳元素的质量分数相同
B.在标准状况下,等体积的两种物质含有的分子数相等
C.等物质的量时,二者质量之比为=
D.等质量时,二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等
答案 B
解析 C2H2与C6H6的最简式均为CH,故二者碳元素的质量分数相同,A正确;标准状况下,C6H6为非气体,等体积的两种物质的物质的量不相等,所以含有的分子数也不相等,B错误;等物质的量时,二者质量之比为==,C正确;二者的最简式相同,则等质量的两种物质完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等,D正确。
4.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,在温度和压强相同时体积之比为11∶7,但摩尔体积相同,气体的摩尔质量之比等于密度之比。
5.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。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是( )
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积比为1∶1
答案 A
6.(2025•天津市•耀华中学•二模)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.常温下,pH=2的HCl溶液中含H+的数目为0.01NA
B.28g由乙烯和丙烯组成的混合气体中含有6NA个原子
C.1mol CH4与1mol Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
D.电解精炼铜时,若转移了NA个电子,则阳极溶解32g铜
答案 B
解析 A.溶液体积未知,无法计算氢离子个数,故A错误;B.乙烯和丙烯的最简式均为CH2,故28g混合物中含有的CH2的物质的量为2mol,则含6NA个原子,故B正确;C.甲烷和氯气反应除了生成一氯甲烷外,还生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,故生成的一氯甲烷分子数小于NA个,故C错误;D.电解精炼铜时,阳极上放电的不止是铜,还有比铜活泼的金属,故当转移NA个电子时,阳极上溶解的质量小于32g,故D错误;故选:B。
7.(2025·天津市·二模)硫及其化合物部分转化关系如图。设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,11.2LSO2中原子总数为0.5NA
B.100mL0.1mol•L﹣1Na2SO3溶液中,数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA
答案 D
解析 A.标况下,n(SO2)0.5mol,每个SO2分子中含有3个原子,则n(原子)=3n(SO2)=3×0.5mol=1.5mol,则原子总数为1.5NA,故A错误;B.n(Na2SO3)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol,Na2SO3为强碱弱酸盐,溶液中部分水解,所以数目小于0.01NA,故B错误;C.反应①的方程式为2H2S+SO2=3S+2H2O,n(H2S)0.1mol,根据2H2S~3S知,生成n(S)n(H2S)0.1mol=0.15mol,则生成硫原子数目为0.15NA,故C错误;D.反应②的离子方程式为3S+6OH﹣=2S2﹣3H2O,还原产物为S2﹣,生成1mol S2﹣转移电子的物质的量为1mol×[0﹣(﹣2)]=2mol,所以转移电子数目为2NA,故D正确;故选:D。
8.(2025·天津市·二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.氯碱工业中,若阴极生成气体22.4L,则电路中转移电子数目为2NA
B.100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中含有的阴离子数目小于0.01NA
C.9.45g2﹣氯﹣1﹣丙醇含有手性碳原子的数目为0.1NA
D.200g20%的NaOH溶液中含O原子数目为NA
答案 C
解析 A.未指明标况,无法计算转移电子数目,故A错误;B.Na2SO3溶液中会发生水解,水解方程式为:H2O⇌OH﹣,阴离子数目会增多,因此100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中含有的阴离子数目大于0.01NA,故B错误;C.2﹣氯﹣1﹣丙醇的结构简式为CH3CHClCH2OH,1个CH3CHClCH2OH中含有1个手性碳原子,9.45g2﹣氯﹣1﹣丙醇的物质的量为0.1mol,其中含有手性碳原子的数目为0.1NA,故C正确;D.NaOH溶液中含有水,水中也含有O原子,因此200g20%的NaOH溶液中含O原子数目大于NA,故D错误;故选:C。
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 L 1 mol·L-1 CH3COONa溶液中阴离子数目之和为NA
B.1 mol N(C2H5)3中的C—N键数目为3NA
C.16.25 g Zn与足量浓硫酸充分反应,生成气体的分子数为0.25NA
D.室温下,1 L 0.1 mol·L-1盐酸中H+的数目约为0.1NA
答案 A
解析 1 L 1 mol·L-1 CH3COONa溶液中c(Na+)=1 mol·L-1,溶液中存在电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),则c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)>1 mol·L-1,A项错误;1 mol N(C2H5)3分子中C—N键数目为3NA,B项正确;Zn与浓硫酸的反应为Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O,Zn与稀硫酸的反应为Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑,由反应可知消耗1 mol Zn生成1 mol气体,则16.25 g即0.25 mol Zn完全反应后生成气体的分子数为0.25NA,C项正确;0.1 mol·L-1盐酸中c(H+)=0.1 mol·L-1,溶液体积为1 L,则H+的数目约为0.1NA,D项正确。
10.侯氏制碱法中涉及反应:NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.17 g NH3溶于水所得溶液中NH3和NH3·H2O数目之和为NA
B.1 mol NaHCO3晶体中所含CO数目为NA
C.常温常压下,44 g CO2所含分子数目为NA
D.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中所含配位键数目为NA
答案 C
解析 NH3与水的反应是可逆反应,17 g(1 mol)NH3溶于水所得溶液中氮元素的存在形式有NH3、NH和NH3·H2O三种,则NH3和NH3·H2O数目之和小于NA,A项错误;NaHCO3晶体中不含CO,B项错误;常温常压下,44 g CO2为1 mol,所含分子数目为NA,C项正确;溶液体积未知,无法计算0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中NH4Cl的物质的量且注意NH在溶液中会发生水解,D项错误。
11.物质的量是学习化学的基础。
(1)19 g某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4 mol Cl-,金属A的相对原子质量是_________。
(2)根据反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,可知当有2.5 mol FeS2参加反应时,被氧化的硫元素的物质的量为_________mol。
(3)现有质量比为11∶14的CO2和CO的混合气体,则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为_________,该混合气体的平均摩尔质量为_________ (保留一位小数)。
(4)12.4 g Na2X中含Na+ 0.4 mol,则X的相对原子质量是_________。
(5)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下11.2 L“人造空气”的质量是4.8 g,其中氧气和氦气的分子数之比是_________,氧气的质量是_________。
答案 (1)24 (2)1.5 (3)3:4 33.3 g·mol-1 (4)16 (5)1:4 3.2g
解析 (1)19 g氯化物ACl2中含有0.4 mol Cl-,那么ACl2的物质的量为0.2 mol,ACl2的摩尔质量M===95 g·mol-1,因此A的相对原子质量为95-35.5×2=24。
(2)根据反应的化学方程式可知,5 mol FeS2反应时,氧化生成3 mol SO,所以当有2.5 mol FeS2参加反应时,被氧化的硫元素的物质的量为1.5 mol。
(3)现有质量比为11∶14的CO2和CO的混合气体,假设CO2和CO的质量分别为11 g和14 g,则两者物质的量之比为==,则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为3∶4,该混合气体的平均摩尔质量为M==≈33.3 g·mol-1。
(4)12.4 g Na2X中含Na+ 0.4 mol,则Na2X物质的量为0.2 mol,Na2X的摩尔质量为==62 g·mol-1,则X的相对原子质量是16。
(5)根据题意,在标准状况下11.2 L“人造空气”,其物质的量为n===0.5 mol,质量是4.8 g,n(O2)+n(He)=0.5 mol,n(O2)×32 g·mol-1+n(He)×4 g·mol-1=4.8 g,解得n(O2)=0.1 mol,n(He)=0.4 mol,其中氧气和氦气的分子数之比是1∶4,氧气的质量是0.1 mol×32 g·mol-1=3.2 g。
1.(2025·广东卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol 18O2的中子数比1 mol 16O2的多2NA
B.1mol Fe与水蒸气反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1mol/L 的NH4Cl溶液中,NH的数目为0.1 NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量的H2反应,形成的共价键数目为2 NA
【答案】D
【解析】A选项,1 mol 18O2的中子数为(18-8)×2×NA =20 NA,1 mol 16O2的中子数为(16-8)×2×NA =16 NA,中子数之差为4 NA,错误;B选项,Fe与水蒸气的反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,每3mol Fe生成4mol H2,即1mol Fe生成 mol H2,错误;C选项,由于NH发生水解,故NH的数目小于0.1 NA;D选项,1molCl2反应生成2molHCl,共价键数目为NA,正确。
2.(2024·河北卷)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】A
【解析】A.(即)中键的数目为,A正确;B.由和构成,晶体中离子的数目为,B错误;C.在水溶液中会发生水解:,故溶液中的数目小于,C错误;D.该反应中部分氧元素化合价由价升至0价,部分氧元素化合价由价降至价,则每参加反应转移电子,每转移电子生成的数目为,D错误;故选A。
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中原子总数为
B.溶液中,数目为
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D.反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】A.标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;B.SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;C.反应①的方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;D.反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;故答案选D。
4.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA
答案 A
解析 烷烃通式为CnH2n+2,1 mol CnH2n+2中共价键数目为(3n+1)NA,异丁烷分子式为C4H10,0.50 mol异丁烷分子中共价键数目为0.50×(3×4+1)NA=6.5NA,A正确;标准状况下,SO3非气态,其物质的量无法通过气体摩尔体积计算,B错误;1.0 L pH=2的H2SO4溶液中n(H+)=c(H+)·V=0.01 mol·L-1×1.0 L=0.01 mol,H+的数目为0.01NA,C错误;CO会发生水解,1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目小于1.0NA,D错误。
5.(2023·辽宁卷)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↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L CO2含π键数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
答案 C
解析 A项,没有指明气体所处状况,CO2的物质的量无法确定,其所含π键数目无法确定,错误;B项,该反应中S元素由0价降低为-2价,1 mol S得到2 mol e-,N元素由+5价降低为0价,2 mol KNO3得到10 mol e-,C元素由0价升高为+4价,3 mol C失去12 mol e-,所以该反应中生成1 mol N2转移了12 mol e-,故每生成2.8 g(0.1 mol)N2转移电子数为1.2NA,错误;C项,KNO3中含有K+和NO,故0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA,正确;D项,由于S2-会发生水解,所以1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目小于0.1NA,错误。
6.(2023·浙江卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.4gC2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2LCl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
【答案】A
【解析】A.1个C2H4O中含有6个σ键和1个π键(乙醛)或7个σ键(环氧乙烷),4.4gC2H4O的物质的量为0.1mol,则含有σ键数目最多为0.7NA,A正确;
B.1.7gH2O2的物质的量为=0.05mol,则含有氧原子数为0.1NA,B不正确;
C.向1L0.1mol/LCH3COOH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c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH),再根据物料守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C不正确;
D.标准状况下,11.2LCl2的物质的量为0.5mol,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,D不正确;
故选A。
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第01讲 物质的量 气体摩尔体积
目 录
01 课标达标练
题型01 n===关系的应用
题型02 阿伏加德罗定律的应用
题型03 与阿伏加德罗常数有关的判断
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 n===关系的应用
1.【光纤+物质的量的计算】据央视新闻报道,在政府工作报告中指出,建设一批光网城市,推进5万个行政村通光纤,让更多城乡居民享受数字化生活。光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是( )
A.6 g光缆由0.1 mol SiO2分子构成
B.标准状况下,15 g SiO2的体积为5.6 L
C.SiO2中Si与O的质量之比为7∶8
D.相同质量的SiO2和CO2中含有的氧原子数相同
2.下列判断正确的是( )
A.同温、同压下,相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等
B.标准状况下,5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA
C.1 mol氯气和足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA
D.常温、常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
3.【碳达峰+物质的量的计算】我国政府承诺2030年前实现“碳达峰”,使二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注,我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇(CH3OH)。设NA为阿伏加德罗常数的值。
(1)CH3OH的摩尔质量为______g·mol-1。
(2)0.2 mol H2O中所含原子的数目为______,所含质子数为______。
(3) ______g水中所含氢原子的数目与1 mol CH3OH所含氢原子数相同。
(4)含0.1NA个O原子的CO2中所含电子数为______。
(5)16 g CH3OH完全燃烧生成CO2和H2O,消耗O2的体积为________(标准状况)。
02 阿伏加德罗定律的应用
4.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是( )
A.C2H4 B.CH4 C.CO2 D.NO
5.一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是( )
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
6.下列说法不正确的是( )
A.温度相同、体积相同时,O2(g)和N2(g)的分子数相同
B.同温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g),两容器中的压强之比等于5∶2
D.同温等压条件下,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
7.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为________mol。
(2)甲室中气体的质量为________g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为_____________。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“______”处(填数字)。
03 与阿伏加德罗常数有关的判断
8.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.25 ℃,1.01×105 Pa时,11.2 L O2中所含原子数目为NA
B.通常条件下,14 g C中所含质子数目为6NA
C.0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中,含有Cl-的数目为1.5NA
D.标准状况下,11.2 L水中含有氢原子的数目为NA
9.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L三氧化硫中所含原子数目为0.4NA
B.100 g溶质质量分数为17%的H2O2水溶液中极性键数目为NA
C.常温常压下,8.4 g碳酸氢钠中所含离子数目为0.3NA
D.标准状况下,20 g的D2O中所含质子数目和中子数目均为10NA
10.南京大学科研团队首次发现氨还原过程中的多米诺效应,即一旦完成第①步,将自发完成后续步骤,反应过程示意图如下。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.24 L N2含有NA个价电子
B.3.5 g Li3N中含有3NA个共价键
C.若0.7 g Li参与第②步反应转移电子数为0.1NA
D.①②③步反应均为氧化还原反应
11.【电催化还原CO2+NA的判断】高效率和高选择性地将CO2转化为CH4是CO2资源化利用的途径之一。我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器,为电催化还原CO2提供了一种可行的转化方案,其原理如图所示。
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.22 g CO2中所含共用电子对数目为4NA
B.1 mol CH4中所含质子数和中子数均为10NA
C.途径2生成标准状况下22.4 L CH4时转移电子数为8NA
D.途径1所得产物物质的量之比为1∶1,形成共价键数目为6NA
1.中国药学家屠呦呦因发现青蒿素荣获了诺贝尔奖。青蒿素的分子式为C15H22O5。下列说法正确的是( )
A.青蒿素的摩尔质量为282 g·mol-1
B.青蒿素中C、H、O的质量之比为15∶22∶5
C.1 mol青蒿素的体积为22.4 L
D.1 mol青蒿素中含11 mol H2
2.下列物质中,与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的物质是( )
A.18.9 g HNO3 B.0.1 mol NH4HSO4
C.3.612×1023个HCl分子 D.4.48 L CH4(标准状况)
3.下列有关C2H2和C6H6的叙述错误的是( )
A.二者碳元素的质量分数相同
B.在标准状况下,等体积的两种物质含有的分子数相等
C.等物质的量时,二者质量之比为=
D.等质量时,二者完全燃烧消耗相同状况下的氧气的体积相等
4.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
5.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。将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是( )
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积比为1∶1
6.(2025•天津市•耀华中学•二模)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.常温下,pH=2的HCl溶液中含H+的数目为0.01NA
B.28g由乙烯和丙烯组成的混合气体中含有6NA个原子
C.1mol CH4与1mol Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
D.电解精炼铜时,若转移了NA个电子,则阳极溶解32g铜
7.(2025·天津市·二模)硫及其化合物部分转化关系如图。设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,11.2LSO2中原子总数为0.5NA
B.100mL0.1mol•L﹣1Na2SO3溶液中,数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA
8.(2025·天津市·二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.氯碱工业中,若阴极生成气体22.4L,则电路中转移电子数目为2NA
B.100mL0.1mol/LNa2SO3溶液中含有的阴离子数目小于0.01NA
C.9.45g2﹣氯﹣1﹣丙醇含有手性碳原子的数目为0.1NA
D.200g20%的NaOH溶液中含O原子数目为NA
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 L 1 mol·L-1 CH3COONa溶液中阴离子数目之和为NA
B.1 mol N(C2H5)3中的C—N键数目为3NA
C.16.25 g Zn与足量浓硫酸充分反应,生成气体的分子数为0.25NA
D.室温下,1 L 0.1 mol·L-1盐酸中H+的数目约为0.1NA
10.侯氏制碱法中涉及反应:NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl。设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.17 g NH3溶于水所得溶液中NH3和NH3·H2O数目之和为NA
B.1 mol NaHCO3晶体中所含CO数目为NA
C.常温常压下,44 g CO2所含分子数目为NA
D.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中所含配位键数目为NA
11.物质的量是学习化学的基础。
(1)19 g某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4 mol Cl-,金属A的相对原子质量是_________。
(2)根据反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,可知当有2.5 mol FeS2参加反应时,被氧化的硫元素的物质的量为_________mol。
(3)现有质量比为11∶14的CO2和CO的混合气体,则该混合气体中碳原子和氧原子的个数比为_________,该混合气体的平均摩尔质量为_________ (保留一位小数)。
(4)12.4 g Na2X中含Na+ 0.4 mol,则X的相对原子质量是_________。
(5)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下11.2 L“人造空气”的质量是4.8 g,其中氧气和氦气的分子数之比是_________,氧气的质量是_________。
1.(2025·广东卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol 18O2的中子数比1 mol 16O2的多2NA
B.1mol Fe与水蒸气反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1mol/L 的NH4Cl溶液中,NH的数目为0.1 NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量的H2反应,形成的共价键数目为2 NA
2.(2024·河北卷)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中原子总数为
B.溶液中,数目为
C.反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D.反应②每生成还原产物,转移电子数目为
4.(2023·全国甲卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.0.50 mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA
B.标准状况下,2.24 L SO3中电子的数目为4.00NA
C.1.0 L pH=2的H2SO4溶液中H+的数目为0.02NA
D.1.0 L 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中CO的数目为1.0NA
5.(2023·辽宁卷)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↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.11.2 L CO2含π键数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 K2S溶液中含S2-数目为0.1NA
6.(2023·浙江卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.4gC2H4O中含有σ键数目最多为0.7NA
B.1.7gH2O2中含有氧原子数为0.2NA
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
D.标准状况下,11.2LCl2通入水中,溶液中氯离子数为0.5NA
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