第1章 第3节 第5课时 物质的量在化学计算中的应用（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

[基础训练] 1．250 mL 2 mol/L的稀盐酸与一定量的铁屑充分反应，铁屑全部溶解，生成标准状况下1.12 L的氢气，则参加反应的铁屑的质量是(　　) A．2.8 g B．5.6 g C．11.2 g D．78.4 g 解析　生成H2的物质的量为＝0.05 mol，根据化学方程式计算，可知消耗Fe的物质的量为0.05 mol，则Fe的质量为2.8 g。 答案　A 2．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积之比是(　　) A．1∶2∶3 B．6∶3∶2 C．3∶1∶1 D．1∶1∶1 解析　金属均为0.3 mol，n(HCl)＝0.1 mol，镁和铝与盐酸反应生成氢气的量由盐酸的量决定，都是0.05 mol，钠还可与水反应生成H2，由2Na～H2知，Na参加反应生成0.15 mol H2，故三者产生气体的体积之比为3∶1∶1。 答案　C 3．在一定温度和压强下，20 mL X2气体与30 mL Y2气体恰好完全反应，生成20 mL气体化合物Z，则Z的化学式可能是(　　) A．X2Y3 B．XY C．X3Y D．XY3 解析　在一定温度和压强下，20 mL X2气体与30 mL Y2气体恰好完全反应，生成20 mL气体化合物Z，假设气体摩尔体积为Vm，则 mol X2气体与mol Y2气体恰好完全反应，生成mol气体化合物Z，根据原子守恒可知，Z的化学式为X2Y3，故答案选A。 答案　A 4．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. B. C. D. 解析　a g气态双原子分子的物质的量为mol，摩尔质量为＝ g·mol－1，所以b g气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol－1＝ L。 答案　D 5．标准状况下，将4.48 L CO2通过一定量的固体过氧化钠后收集到3.36 L气体，则这3.36 L气体的质量是(　　) A．3.8 g B．4.8 g C．5.6 g D．6.0 g 解析　根据题给信息可得，n＝＝0.2 mol，反应后气体的物质的量为＝0.15 mol。设参加反应的CO2的物质的量为x mol，由化学方程式2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2知，x mol CO2参加反应，生成O2的物质的量为0.5x mol，则0.2－x＋0.5x＝0.15，x＝0.1，从而得出3.36 L气体中含0.1 mol CO2、0.05 mol O2，因此m＝0.1 mol×44 g·mol－1＋0.05 mol×32 g·mol－1＝6.0 g。故选D。 答案　D 6．已知2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na＋3H2↑，甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 1.5 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7 g铝粉，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶2 解析　n＝n＝0.1 L×1.5 mol·L－1＝0.15 mol，n＝＝0.1 mol，根据化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na＋3H2↑可知盐酸不足，氢氧化钠过量，则与盐酸反应生成0.075 mol氢气，与氢氧化钠溶液反应生成0.15 mol氢气，根据相同条件下气体体积之比等于物质的量之比可知，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是0.075 mol∶0.15 mol＝1∶2，B正确。 答案　B 7．氯化钠是一种重要的化工原料，电解氯化钠溶液可制得氯气、氢氧化钠等物质，发生的化学反应如下：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。现取一定质量的氯化钠溶液进行电解，当氯化钠完全反应时，停止通电。生成氯气的质量与时间的关系如图所示。请计算： (1)参加反应的氯化钠是________g。 (2)生成氢气________ g，生成NaOH________ mol。 解析　由题图可知反应生成0.1 mol氯气，则 2NaCl＋2H2OCl2↑　＋H2↑＋2NaOH 117 g 1 mol 2 g 2 mol m(NaCl) 0.1 mol m(H2) n(NaOH)， ＝＝＝。 (1)解得m(NaCl)＝11.7 g；m(H2)＝0.2 g； (2)解得n(NaOH)＝0.2 mol。 答案　(1)11.7　(2)0.2　0.2 8．实验室常用加热高锰酸钾的方法制备少量氧气。 (1)请写出该反应的化学方程式：_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)现欲制备3.36 L(标准状况)氧气，理论上需要________ g高锰酸钾。 (3)用制备的3.36 L(标准状况)氧气与H2完全反应生成水，理论上需要________ L H2的体积(标准状况)。 解析　(1)加热高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑； (2)3.36 L(标准状况)氧气的物质的量为＝0.15 mol，根据化学反应方程式可知，n(KMnO4)＝2n(O2)＝0.30 mol，需要高锰酸钾的质量为0.30 mol×158 g/mol＝47.4 g； (3)根据化学反应方程式2H2＋O22H2O，3.36 L(标准状况)氧气的物质的量为＝0.15 mol，需要n(H2)＝0.30 mol，需要H2的体积(标准状况)为0.30 mol×22.4 L/mol＝6.72 L。 答案　(1)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　(2)47.4　(3)6.72 [能力提升] 9．(双选)(2025·山东期中)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)＝Mr(Z)。下列说法错误的是(　　) A．分子数目相等的三种气体，质量最大的是Z B．同温同压下，相同质量的三种气体，密度最小的是Z C．同温同压下，三种气体的体积若均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol D．同温下，体积相同的两容器分别充入1 g Y气体和2 g Z气体，则其压强比为1∶1 解析　由三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)＝Mr(Z)可知，分子数目相等的三种气体的质量关系为X<Y<Z，故A正确；同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比，与气体的质量无关，气体摩尔质量(M)越小，其密度越小，同温同压下三种气体中密度最小的是X，故B错误；同温同压下，三种气体的体积若均为2.24 L，则它们的物质的量一定相等，因为未明确是否为标准状况，不一定是0.1 mol，故C错误；同温同体积下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，由于摩尔质量M(Z)＝2M(Y)，1 g Y气体和2 g Z气体的物质的量相等，其压强比为1∶1，故D正确。 答案　BC 10．为测定人体血液中Ca2＋的含量，设计了如下方案： 有关反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，若血液样品体积为15.0 mL，滴定生成的草酸消耗了0.001 mol·L－1的KMnO4溶液15.0 mL，则该血液样品中的含钙量为(　　) A．0.001 mol·L－1 B．0.002 5 mol·L－1 C．0.000 3 mol·L－1 D．0.003 5 mol·L－1 解析　加入2C2O4后将Ca2＋全部转化为CaC2O4沉淀，而后依次发生反应：CaC2O4＋H2SO4===CaSO4＋H2C2O4、2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，可得关系式：5CaC2O4～5H2C2O4～2KMnO4，设血液样品中含钙量为c mol·L－1，则c mol·L－1×0.015 L×2＝5×0.001 mol·L－1×0.015 L，解得c＝0.002 5。故选B。 答案　B 11．标准状况下，等体积的氧气、二氧化碳、氮气组成的混合气体通过一定量的过氧化钠后，体积变为原体积的，此时混合气体中氧气、二氧化碳、氮气的物质的量之比为(　　) A．3∶2∶4 B．4∶1∶3 C．6∶3∶4 D．8∶2∶7 解析　混合气体中只有CO2能与Na2O2发生反应，设混合气体三种组分体积都为m， 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　ΔV 　　 　2　　　　　　　　1　　1 　　　　　　　　　　　　3m× 则消耗CO2的体积为2ΔV＝m，生成O2的体积为ΔV＝m，故反应后混合气体中氧气、二氧化碳、氮气的体积之比为∶∶m＝4∶1∶3，由于三种气体处于相同的状况下，则其物质的量之比等于体积之比，为4∶1∶3。故选B。 答案　B 12．2 mol·L－1的盐酸和硫酸各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应后生成的气体质量之比为2∶3，则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为(　　) A．0.05 mol B．0.075 mol C．0.15 mol D．0.2 mol 解析　n(HCl)＝0.2 mol，n(H2SO4)＝0.2 mol。若酸均不足，即完全反应生成H2的质量之比为1∶2；若酸均过量，即金属不足，则生成H2的质量之比为1∶1。现生成H2的质量之比为2∶3，则说明盐酸不足，硫酸过量；根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2 0.1 mol，则H2SO4反应生成0.15 mol H2，则铁粉为0.15 mol。 答案　C 13．(2025·山东期中)物质的量是化学常用的物理量。回答下列问题： (1)某化合物X在标准状况下为气体，6.8 g X的体积为4.48 L(STP)，则X的摩尔质量是________。 (2)y mol H2SO4中含a个氧原子，则阿伏加德罗常数NA＝________(用含a、y的代数式表示)。 (3)室温下，某固定容积的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室，分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气，此时活塞的位置如图。 ①A室混合气体的物质的量为________mol；若实验测得A室混合气体的质量为19 g，该混合气体中H2和O2的物质的量之比为________。 ②若将A室中混合气体点燃，恢复到原来温度后，活塞停留在________刻度处。 解析　(1)标准状况下，4.48 L气体的物质的量为n＝＝＝0.2 mol，该气体的摩尔质量为M＝＝＝34 g·mol－1； (2)y mol H2SO4中含4y mol氧原子，即a个氧原子，则NA＝＝mol－1； (3)①相同温度和压强下，气体的体积之比等于其物质的量之比，开始时A、B体积之比为4∶2＝2∶1，则A中气体物质的量是B的2倍，为2 mol；设氢气、氧气的物质的量分别是x mol、y mol，则x＋y＝2,2x＋32y＝19，解得x＝1.5，y＝0.5，该混合气体中H2和O2的物质的量之比为3∶1；②若将A室H2、O2的混合气体点燃，根据反应方程式知，恢复原温度后，氢气有剩余，剩余氢气的物质的量为0.5 mol，则A、B室气体物质的量之比为0.5 mol∶1 mol＝1∶2，其体积之比为1∶2，所以最终活塞停留的位置在2刻度。 答案　(1)34 g·mol－1　(2) mol－1　(3)①2　3∶1　②2 学科网（北京）股份有限公司 $$