内容正文:
跟踪练(1) 与物质的量相关的概念、规律及计算
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列说法正确的是( )
A.4.4 g CO2中约含有6.02×1022个CO2分子
B.64 g氧气中含有2 mol氧
C.4 g氦气中含有2 mol氦原子
D.1 mol NaCl的质量是58.5 g/mol
A 解析:4.4 g CO2的物质的量为=0.1 mol,约含有6.02×1022个CO2分子,A正确;2 mol氧,指代不明,应该描述为氧分子,B错误;4 g氦气的物质的量是=1 mol,氦气为单原子分子,则含氦原子为1 mol,C错误;1 mol NaCl的质量是58.5 g,D错误。
2.下列有关气体的说法,正确的是( )
A.不同体积的气体分子数一定不同
B.相同质量的氢气和甲烷,前者体积大
C.相同体积、相同密度的N2O和CO2,两种气体的分子数一定相等
D.相同条件下,相同体积的CO和CO2所含氧原子数目之比为1∶1
C 解析:不同体积的气体若所处温度和压强不同,所含分子数可能相同,A错误;相同质量的氢气和甲烷相比,氢气的物质的量大于甲烷,在相同温度和压强下,氢气的体积大于甲烷,但不同温度和压强下,则不一定,B错误;N2O和CO2的摩尔质量均为44 g/mol,相同体积、相同密度的两种气体的质量相等,则其物质的量相同,所含分子数一定相等,C正确;相同条件下,相同体积的CO和CO2的分子数相同,则所含氧原子数目之比为1∶2,D错误。
3.氢能是一种绿色能源,利用的关键是氢气的制取和储存。利用太阳能分解水可制得氢气,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
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
D 解析:根据化学方程式2H2O2H2↑+O2↑,分解0.02 mol水,可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2,则生成H2的质量为0.04 g,A错误;可生成H的原子数为2.408×1022,B错误;可生成标准状况下H2的体积为0.448 L,C错误;Na与水发生反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,则0.04 mol Na与水反应产生0.02 mol H2,D正确。
4.下图是配制一定物质的量浓度溶液的过程示意图。下列说法错误的是( )
A.配制100 mL 1.0 mol/L的Na2CO3溶液,操作1需要称量10.6 g Na2CO3固体
B.操作2是将恢复至室温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中
C.操作4是滴加水至溶液凹液面与刻度线相切
D.操作5中,定容摇匀后发现液面低于刻度线,要继续加水至液面与刻度线相切
D 解析:配制100 mL 1.0 mol/L的Na2CO3溶液,需要溶质的物质的量n(Na2CO3)=1.0 mol/L×0.1 L=0.1 mol,则需称量其质量m(Na2CO3)=0.1 mol×106 g/mol=10.6 g,A正确;容量瓶配制溶液要求使用温度是室温,则操作2是将恢复至室温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中,B正确;操作4是定容,向容量瓶中加水至离刻度线1~2 cm时改用胶头滴管滴加水,当滴加水至溶液凹液面与刻度线相切,C正确;操作5中,定容摇匀后发现液面低于刻度线,是由于有部分溶液附着在瓶壁上,不需要继续加水至液面与刻度线相切,D错误。
5.84消毒液常用于杀菌、消毒,漂白等。欲用NaClO固体准确配制480 mL含NaClO 25%、密度为1.19 g/cm3的消毒液。下列说法正确的是( )
A.该84消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol/L
B.应称取142.8 g NaClO固体配制该溶液
C.定容时仰视刻度线导致所配溶液浓度偏高
D.所配得的NaClO消毒液在空气中光照久置后,溶液的漂白性不变
A 解析:该84消毒液的物质的量浓度约为 mol/L≈4.0 mol/L,A正确;要准确配制480 mL NaClO溶液,没有480 mL的容量瓶,只能选用500 mL的容量瓶,则应称取NaClO固体的质量为500 mL×1.19 g/cm3×25%=148.75 g,B错误;定容时仰视刻度线导致加入的蒸馏水偏多,溶液的体积偏大,则所配制的溶液浓度偏低,C错误;NaClO发生水解反应NaClO+H2ONaOH+HClO,HClO见光易分解生成HCl和氧气,则所配得的NaClO消毒液在空气中光照久置后,溶液的漂白性减弱,D错误。
6.科研人员研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL Na2R溶液含Na+的数目为N,该Na2R溶液的物质的量浓度为( )
A.N×10-2 mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
B 解析:10 mL该Na2R溶液中含Na+的数目为N,则Na2R的物质的量为 mol,Na2R的物质的量浓度为 mol/L= mol/L。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.某结晶水合物的化学式为R·nH2O,其相对分子质量为M。25 ℃时,a g该晶体能够溶于b g水中形成 V mL溶液,下列关系不正确的是( )
A.该溶液中溶质的质量分数为w=%
B.该溶液的物质的量浓度为c= mol/L
C.该溶液中溶剂与溶质的质量比为m水∶m溶质=(+b)∶(a-)
D.该溶液的密度为ρ= g/L
A 解析:R的质量为×a g,溶液总质量为(a+b)g,可知该溶液中的溶质质量分数为×100%=%,A错误;n(R)=n(R·nH2O)= mol,该溶液的物质的量浓度c== mol/L,B正确;R·nH2O中结晶水的质量为 g,故R的质量为(a-)g,溶液中溶剂的质量为(+b)g,则溶液中m水∶m溶质=(+b)∶(a-),C正确;溶液总质量为(a+b)g,根据ρ=可知,溶液密度为 g/mL= g/L,D正确。
8.如图是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体温度变化曲线,其中四个容器均密闭、容积相等且初始压强均为101 kPa。
下列说法错误的是( )
A.CO2是四种气体中温室效应最显著的气体
B.若容器的容积为22.4 L,13∶00时N2原子个数少于2NA
C.12∶30~13∶30时间范围内CO2压强最大
D.实验开始时,四种气体密度相同
答案:D
9.(2025·江西赣州开学测试)稀有气体的不活泼性是相对的,在一定条件下它们也可和某些物质(如F2等)发生化学反应。若将1.5 mol Xe和7.5 mol F2加入一定体积的容器中,于400 ℃和2 633 kPa压强下加热数小时,然后迅速冷却至25 ℃,容器内除得到一种无色晶体外,还余下4.5 mol F2。则所得产物中,氙与氟的原子个数比和该产物的分子式的说法正确的是( )
A.1∶2 XeF2 B.1∶4 XeF4
C.1∶2 Xe2F4 D.1∶4无法确定分子式
D 解析:根据质量守恒定律可知,7.5 mol氟气反应剩余4.5 mol氟气,反应了3 mol氟气,1.5 mol Xe与3 mol氟气反应生成物中氙原子与氟原子物质的量之比为1.5∶(3×2)=1∶4,故产物的最简式为XeF4,分子式无法确定,故选D。
10.(2024·福建福州联考)下列说法正确的是( )
A.将5.85 g NaCl固体完全溶于1 L水中,所得氯化钠溶液物质的量浓度为0.1 mol/L
B.0.5 mol/L Na2SO4溶液中含有1 mol Na+
C.标准状况下22.4 L氢气与18 g水所含分子数相等
D.同温同压下,等质量的CO与CO2的体积之比为7∶11
C 解析:5.85 g NaCl固体的物质的量是0.1 mol,但将其溶解在1 L水中所得溶液体积不是1 L,故所得氯化钠溶液物质的量浓度不是0.1 mol/L,A错误;只有溶液浓度,缺少溶液体积,不能计算微粒的物质的量及数目,B错误;标准状况下22.4 L氢气的物质的量是1 mol,18 g水的物质的量也是1 mol,二者的物质的量相同,则其中所含有的分子数也必然相等,C正确;假设CO与CO2的质量都是m g,则在同温同压下,等质量的CO与CO2的物质的量的比为n(CO)∶n(CO2)=∶=11∶7,故根据V=n·Vm可知两种气体的体积之比为11∶7,D错误。
三、非选择题
11.(2024·陕西西安联考)回答下列问题:
(1)实验室欲用Na2CO3·10H2O晶体配制80 mL 1 mol/L的Na2CO3溶液,需称取Na2CO3·10H2O晶体__________ g;完成本实验需用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯和________________________________________________________________________;
下列情况会使所配溶液浓度偏低的是___________(填标号)。
①用天平称量质量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了
②转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
③定容时俯视刻度线
④定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
(2)某混合溶液中,含有K+、Mg2+、Al3+、Cl-和SO五种离子(不考虑溶液中少量H+和OH-),其中c(K+)=3 mol/L、c(Mg2+)=2 mol/L、c(Al3+)=2 mol/L、c(Cl-)=7 mol/L,则溶液中SO的物质的量浓度是__________。
(3)同温同压下,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,现充满某气体重114 g,则该气体的相对分子质量为__________。
(4)相同状况下,若气体X2与氮气以体积比1∶4混合,该混合气体相对氢气的密度为14.4,则X2的相对分子质量为__________。
(5)若标准状况下气体X2的密度为1.25 g/L,X原子最外层有__________个电子。
答案:(1)28.6 100 mL容量瓶、胶头滴管 ①④ (2)3 mol/L (3)28 (4)32 (5)5
解析:(1)用Na2CO3·10H2O晶体配制100 mL 1 mol/L的Na2CO3溶液,需称取Na2CO3·10H2O晶体的质量m=cVM=0.1 L×1 mol/L×286 g/mol=28.6 g。完成本实验的步骤有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,需用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯和100 mL容量瓶、胶头滴管。用天平称量质量时,被称量物与砝码的位置放颠倒了,称取溶质的质量偏小,所配溶液浓度偏低,①正确;转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,对溶质物质的量、溶液体积均无影响,对所配溶液浓度无影响,②错误;定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,③错误;定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,④正确。
(2)根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,则c(K+)+2c(Mg2+)+3c(Al3+)=c(Cl-)+2c(SO),c(SO)=(3 mol/L+2 mol/L×2+2 mol/L×3-7 mol/L)÷2=3 mol/L。
(3)同温同压下,同体积的气体,物质的量相等,设所盛气体的物质的量为x mol,容器的质量为a g,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,则,解得a=100、x=0.5,现充满某气体重114 g,某气体质量为14 g、物质的量为0.5 mol,则该气体的摩尔质量为=28 g/mol,即相对分子质量为28。
(4)相同状况下,若气体X2与氮气以体积比1∶4混合,该混合气体相对氢气的密度为14.4,混合气体的平均相对分子质量为28.8,设X2的相对分子质量为Mr,=14.4×2,Mr=32。
(5)若标准状况下气体X2的密度为1.25 g/L,则X2的摩尔质量为1.25 g/L×22.4 L/mol=28 g/mol,X的相对原子质量为14, X是N原子,N原子最外层有5个电子。
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