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微专题五 阿伏加德罗常数及其应用
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1.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18 g D2O含有电子的数目为10NA
B.78 g Na2O2中含有的阴离子数为2NA
C.将1 mol Cl2和足量铁粉反应,转移电子数为3NA
D.50 g质量分数为46%的乙醇(CH3CH2OH)水溶液中含氧原子总数为2NA
2.Fe是26号元素。在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L-1的盐酸。NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.反应完全时转移电子数为0.1NA
B.加入的盐酸中Cl-数目为3NA
C.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成3.36 L气体(标准状况下)
3.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,1 mol O2所含质子数为32NA
B.5.6 g Fe在氧气中燃烧,完全反应时转移电子数为0.3NA
C.标准状况下,1 mol O2和H2混合气体所占的体积约为22.4 L
D.标准状况下,相同物质的量的氦气与氯气所含原子数相同,均为2NA
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.100 mL 1 mol/L CuSO4溶液中含有氧原子的数目为0.4NA
B.0.3 mol/L MgCl2溶液中Cl-的数目为0.6NA
C.标准状况下,22.4 L CO和N2混合气体中所含原子的数目为2NA
D.11.8 g金属R与足量盐酸反应生成RCl2并放出0.4 g H2,则M(R)=118 g/mol
5.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.在常温常压下,1.7 g NH3含有的原子数为0.4NA
B.Na2O2与CO2反应生成11.2 L O2(标准状况),反应中转移的电子数为2NA
C.50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
D.20 ℃、101 kPa时,100 g由CaCO3和KHCO3组成的固体混合物中含有的金属阳离子数为2NA
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.32 g氧气和臭氧的混合气体中含有的原子数为2NA
B.将22.4 L氯气通入足量NaOH溶液中,反应中转移的电子数为NA
C.1.8 g D2O中含有的中子数为NA
D.1 mol NaHCO3晶体中含有的阳离子数目为2NA
7.已知NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,4.48 L CO2和O2组成的混合气体中含有的氧原子数为0.2NA
B.相同温度和压强下,等质量的CO、CO2气体分子数之比为10∶7
C.1 mol N所含电子数为10NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2溶于水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA
8.铅丹(Pb3O4)可用作防锈涂料,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓) 3PbCl2+Cl2↑+4H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L H2O中含有H原子数目大于2NA
B.1 L 12 mol·L-1的浓盐酸与足量Pb3O4反应生成的Cl2分子数少于1.5NA
C.标准状况下,22.4 L Cl2溶于水,转移的电子数目为NA
D.反应中消耗137 g Pb3O4,转移的电子数目为0.4NA
9.设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的个数为( )
①过氧化钠与水反应,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
②11.2 L O2、SO2混合气体含有的氧原子数为NA
③1 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有的Na+的数目为2NA
④将100 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液滴于沸水中可制得Fe(OH)3胶体,其胶粒数为0.01NA
⑤常温常压下,7.1 g氯气中含分子数为0.1NA
⑥标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
⑦两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑧同温同压下,气体的密度与气体的摩尔质量成正比
A.3 B.4 C.5 D.6
10.NA为阿伏加德罗常数的值。我国科学家突破CO2人工合成淀粉技术,其主要流程如下:
下列说法正确的是( )
A.2 mol H2与足量CO2完全反应生成NA个CH3OH
B.生成22.4 L O2时,2NA个H2O2被还原
C.合成90 g C3H6O3,至少需要3NA个CO2
D.1 mol淀粉[(C6H10O5)n]中,含有的H2O分子数为5nNA
11.Ⅰ.现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体,在标准状况下其体积为13.44 L,回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为 。
(2)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的相对分子质量为 。
②气球中收集到的气体中,电子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为 L。
Ⅱ.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(3)0.5 mol NaOH中含有的电子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值),在 mol Na2CO3中所含Na+数与上述0.5 mol NaOH所含Na+数相等。
(4)现有14.4 g CO、CO2和C2H4的混合气体,在标准状况下体积为8.96 L。则混合气体中CO2的体积分数为 。
(5)物质A在一定温度下发生分解反应A(s) B(s)+C(g)+4D(g),若测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍,且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时,所得B的质量为30.4 g,A的摩尔质量为 。
微专题 阿伏加德罗常数及其应用
1.D 18 g D2O的物质的量为0.9 mol,含有电子的数目为9NA,故A错误;78 g Na2O2的物质的量为1 mol,含有的阴离子数为NA,故B错误;1 mol Cl2与足量铁粉反应,转移电子数为2NA,故C错误;50 g质量分数为46%的乙醇(CH3CH2OH)水溶液中,乙醇的质量为23 g,含有的氧原子的物质的量为×1=0.5 mol,水的质量为27 g,含有的氧原子的物质的量为×1=1.5 mol,则含氧原子总数为2NA,故D正确。
2.A 2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol,100 mL 3 mol·L-1盐酸中HCl的物质的量为0.3 mol,盐酸过量,Fe完全溶解生成Fe2+,转移电子数为0.1NA,A项正确;加入的盐酸中Cl-的物质的量为0.3 mol,即Cl-数目为0.3NA,B项错误;56Fe的质子数为26、中子数为30,2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol,含有的中子数为1.5NA,C项错误;反应生成H2的物质的量为0.05 mol,在标准状况下的体积为1.12 L,D项错误。
3.C 1个O2含有16个质子,1 mol O2所含质子数为16NA,A项错误;铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,1 mol Fe完全反应转移 mol电子,5.6 g Fe的物质的量为0.1 mol,完全反应时转移电子数为NA,B项错误;标准状况下,1 mol任何气体所占的体积约为22.4 L,C项正确;相同物质的量的氦气与氯气所含原子数之比为1∶2,D项错误。
4.C 100 mL 1 mol/L CuSO4溶液中溶质CuSO4的物质的量是0.1 mol,其含有0.4 mol O原子,溶剂水分子中也含有O原子,则该溶液中含有O原子的数目大于0.4NA,A错误;缺少溶液体积,不能计算溶液中Cl-的数目,B错误;标准状况下,22.4 L CO和N2混合气体中所含气体分子的物质的量是1 mol,二者都是双原子分子,则1 mol混合气体中含有原子的数目为2NA,C正确;根据题意,金属R与盐酸发生反应R+2HCl RCl2+H2↑,0.4 g H2的物质的量是0.2 mol,则11.8 g金属R的物质的量也是0.2 mol,R的摩尔质量M(R)==59 g/mol,D错误。
5.A n(NH3)==0.1 mol,含有的原子数为0.4NA,A项正确;Na2O2与CO2发生反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,生成1 mol O2时转移2 mol电子,则生成标准状况下11.2 L(即0.5 mol)O2时,转移电子数为NA,B项错误;随着反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,稀盐酸与二氧化锰不反应,所以转移的电子数小于0.3NA,C项错误;CaCO3和KHCO3的摩尔质量均为100 g·mol-1,100 g由CaCO3和KHCO3组成的固体混合物的物质的量为1 mol,含有的金属阳离子数为NA,D项错误。
6.A 氧气和臭氧的最简式相同,都是O,即32 g混合气体中含有O原子的物质的量为2 mol,原子数目为2NA,故A正确;未注明是否为标准状况,无法计算,故B错误;1.8 g D2O的物质的量为0.09 mol,含有的中子数为(2+8)×0.09 mol×NA mol-1=0.9NA,故C错误;NaHCO3晶体由钠离子和碳酸氢根离子构成,故1 mol碳酸氢钠晶体中含阳离子数为NA,故D错误。
7.C 1个CO2和1个O2中都含有2个O,标准状况下,4.48 L CO2和O2组成的混合气体的物质的量为0.2 mol,含有的氧原子数为0.4NA,故A错误;等质量的CO、CO2气体分子数之比为∶=11∶7,故B错误;1个N中含有10个电子,1 mol N所含电子数为10NA,故C正确;标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,Cl2溶于水后,溶液中含氯元素的微粒有Cl2、Cl-、ClO-和HClO,根据氯原子守恒可知,2n(Cl2)+n(Cl-)+n(ClO-)+n(HClO)=0.5 mol×2=1 mol,故D错误。
8.C 水在标准状况下不呈气态,密度约为1 g·mL-1,22.4 L H2O中H原子数为×2NA mol-1,大于2NA,A项正确;1 L 12 mol·L-1浓盐酸完全反应生成的Cl2分子数为1.5NA,但随着反应的进行浓盐酸逐渐变为稀盐酸,该反应不再发生,故生成的Cl2分子数少于1.5NA,B项正确;标准状况下22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,氯气与水的反应是可逆反应,转移的电子数目小于NA,C项错误;1 mol Pb3O4参加反应转移2 mol电子,137 g Pb3O4的物质的量为0.2 mol,转移的电子数目为0.4NA,D项正确。
9.A 过氧化钠与水发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,生成1 mol氧气,转移2 mol电子,则生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA,①正确;没有给出气体所处状况,不能计算气体的物质的量,②错误;没有给出溶液体积,无法计算微粒数目,③错误;胶体粒子是由一定数目小分子或离子组成的集合体,故Fe(OH)3胶粒数小于0.01NA,④错误;常温常压下,7.1 g氯气中含分子数为×NA mol-1=0.1NA,⑤正确;标准状况下,H2O不是气体,⑥错误;两种物质的物质的量
相同,但它们在标准状况下的体积不一定相同,⑦错误;同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,⑧正确;故选A。
10.C 由题图可知,氢气与二氧化碳的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O,反应中2 mol氢气完全反应生成CH3OH的个数为2 mol××NA mol-1=,A错误;未指明是否为标准状况,无法计算,B错误;由碳原子守恒可知,合成90 g C3H6O3至少需要二氧化碳的个数为 ×3×NA mol-1=3NA,C正确;淀粉中含有氢元素和氧元素,不含有水分子,D错误。
11.答案 (1)36 g·mol-1 (2)①28 ②4.2NA ③6.72 (3)10NA 0.25 (4)50% (5)252 g·mol-1
解题思路 (1)该混合气体的物质的量为=0.6 mol,该混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。(2)①将混合气体依次通过题给装置,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,再经浓硫酸干燥,得到的气体为CO,即气球中收集到的气体为CO,相对分子质量为28。②设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,可列式:x+y=0.6,28x+44y=21.6,联立二式,解得x=y=0.3,0.3 mol CO含有的电子数为0.3 mol×(6+8)×NA mol-1=4.2NA。③V=0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。(3)0.5 mol NaOH中含有的电子数为0.5 mol×(11+8+1)×NA mol-1=10NA;0.5 mol NaOH中含有0.5 mol Na+,其与0.25 mol Na2CO3中所含Na+数相等。(4)由于CO和C2H4的摩尔质量相等,可将混合气体看成只由CO和CO2组成,设CO和CO2的物质的量分别为m mol、n mol,列方程:28m+44n=14.4①,m+n=②,解得m=n=0.2,则混合气体中CO2的体积分数为×100%=50%。(5)生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时,气体的物质的量为1 mol,根据A(s) B(s)+C(g)+4D(g)可知生成C和D的物质的量之比为1∶4,则C的物质的量为0.2 mol,消耗A(s)的物质的量为0.2 mol;测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍,则生成的气体的质量等于1 mol氢气质量的10倍,即为1 mol×2 g·mol-1×10=20 g,根据质量守恒定律,参加反应的A的质量为20 g+30.4 g=50.4 g,故A的摩尔质量为=252 g·mol-1。
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