内容正文:
专题1 物质的分类及计量
基础过关练
知识点1 物质的分类与转化
1.按物质组成分类,KAl(SO4)2·12H2O属于( )
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
2.下列成语涉及金属材料的是( )
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之若饴
3.唐代陆羽《茶经·三之造》中记载茶叶制作过程:“晴采之,蒸之,捣之,拍之,焙之,穿之,封之,茶之干矣”。以下操作中最不可能引起化学变化的是( )
A.蒸 B.捣 C.焙 D.封
4.化学促进了科技进步和社会发展,下列叙述中没有涉及化学变化的是( )
A.《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”
B.利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱
C.科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖
D.北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰
知识点2 化学反应的分类
5.中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是( )
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
知识点3 与阿伏加德罗常数有关的计算
6.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,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.反应2NO+2CO 2CO2+N2中生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.1.7 g H2O2中含有氧原子数为0.2NA
7.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L HCl气体中H+数目为NA
B.1 mol CO中含有10NA个电子
C.1.8 g H2O中所含中子数为NA
D.22.4 L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA
8.在2.8 g Fe中加入溶有0.3 mol HCl的稀盐酸,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.8 g Fe中Fe原子个数为0.05NA
B.该稀盐酸中Cl-数为3NA
C.反应后溶液中的溶质只有FeCl2
D.反应生成标准状况下气体3.36 L
知识点4 电解质与非电解质
9.下列物质不属于电解质的是( )
A.CO2 B.HCl C.NaOH D.BaSO4
10.下列物质属于非电解质的是( )
A.CH4 B.KI
C.NaOH D.CH3COOH
能力提升练
1.由多糖和多功能无机纳米颗粒组成的多糖基复合纳米颗粒(粒径在10-9~10-7m之间)在生物医学领域具有潜在的应用价值。将多糖基复合纳米颗粒分散到水中,下列关于该分散系的说法正确的是( )
A.多糖基复合纳米颗粒不能透过滤纸
B.该分散系属于胶体
C.多糖基复合纳米材料很不稳定
D.利用丁达尔效应不能区分氯化钡溶液和该分散系
2.化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列说法正确的是( )
A.分类观念:SO2和NaClO都属于氧化物
B.守恒思想:通电分解36 g水生成4 g氢气和32 g氧气
C.宏微结合:气体压缩后体积变小,是因为加压时气体分子本身体积变小
D.证据推理:某物质在氧气中燃烧生成CO2,则该物质中一定含有碳元素和氧元素
3.2021年9月,国际学术期刊《科学》杂志发表了中国科学院天津工业生物所在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破,首次在实验室实现以二氧化碳(CO2)为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是( )
A.常温常压下,1 mol CO2的体积约为22.4 L
B.淀粉的摩尔质量为162 g/mol
C.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
D.22 g CO2的物质的量为0.5 mol
4.物质在纳米级时因微粒大小不同而具有不同的颜色、性质,故在医疗、科技等多个领域有重大意义,下列叙述正确的是( )
A.科学家研究过程中制得了直径为4.5 nm的硫化镉,这种硫化镉是胶体
B.明矾能够净水与胶体性质无关
C.依据分散质粒子的直径大小可将分散系分为溶液、胶体与浊液
D.胶粒既可以透过半透膜又可以透过滤纸
5.NH4HCO3易发生分解反应生成CO2、H2O和NH3。若NH4HCO3受热分解恢复到室温后气体产物(简称a)质量为44 g,下列说法错误的是( )
A.a中两种气体的体积之比(同温同压)为1∶1
B.a的密度为1.96 g/L
C.a中m(CO2)∶m(NH3)=44∶17
D.a的平均摩尔质量为30.5 g/mol
6.由下列实验操作和现象得出的结论正确的是( )
实验操作
实验现象
结论
A
将盛有氢氧化铁胶体的U形管通电
阴极红褐色变深
氢氧化铁胶体带正电
B
用电流计测室温下稀硝酸和SO3水溶液的导电性
都能导电
硝酸和SO3都是电解质
C
用熔融态的AlCl3做导电实验
几乎不能导电
AlCl3不是由离子构成的
D
向某溶液中加入盐酸,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
该溶液中一定含有C
7.次磷酸H3PO2是一种精细化工产品,在水中存在H3PO2分子。有关H3PO2的性质如图:
从物质的组成和性质等角度分类,H3PO2应属于 ( )
①一元酸 ②二元酸 ③三元酸 ④热稳定性强的物质 ⑤热稳定性差的物质 ⑥氧化物 ⑦化合物 ⑧含氧酸 ⑨电解质 ⑩非电解质
A.①④⑦⑧⑨ B.①⑤⑦⑧⑨
C.②⑤⑦⑧⑩ D.③⑤⑦⑧⑩
8.化学源自于生活和生产实践,并伴随着人类社会的进步不断发展,近年来科学家合成和发现了一些新物质,如新型氢分子H3、新型氧分子O4、高能微粒等,下列说法正确的是( )
A.高能微粒的摩尔质量为70 g
B.常温常压下,O2与O3的密度之比为3∶2
C.相同条件下,等质量的H2和H3的原子数相同
D.3.01×1023个O4的质量为24 g
9.M(NO3)2受热分解的化学方程式为2M(NO3)2 2MO+4NO2↑+O2↑,加热29.6 g M(NO3)2使其完全分解,产生的气体折合为标准状况下的体积为11.2 L,那么M2+的摩尔质量是( )
A.64 g/mol B.24 g/mol
C.65 g/mol D.40 g/mol
10.下列说法正确的是 ( )
A.x mol NO和y mol O2充分反应后O和N数目之比为(2y+x)∶x
B.同温同压条件下,2 mol O2和5 mol H2密度之比为32∶5
C.同温同压条件下,含H原子数相等的H2、NH3、CH4体积之比为4∶3∶2
D.同温同压条件下,质量相等的O2和CH4,体积之比为2∶1
11.烧杯中盛有一定质量的CaCO3和K2CO3的固体混合物,向其中加入150 g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸,恰好完全反应,得到160.3 g该温度下的不饱和溶液。则下列说法中正确的是 ( )
A.反应生成的气体的质量为4.4 g
B.参与反应的HCl质量为150 g
C.原混合固体中金属元素质量为7.9 g
D.发生反应的反应类型为分解反应
12.镁铝碱式碳酸盐[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]是一种新型无机阻燃剂。为确定其组成,进行如下实验,准确称取30.10 g样品进行灼烧至恒重,生成CO2 1.12 L(标准状况下)。分析测得残留物中MgO为12.00 g,Al2O3为5.10 g。下列说法不正确的是( )
A.镁铝碱式碳酸盐的化学式为
Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O
B.样品中n(Al3+)=0.10 mol
C.样品中结晶水的质量为3.6 g
D.b∶c=8∶1
13.回答下列问题:
(1)某气体氧化物的化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积为448 mL,则该氧化物的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。
(2)42 g CO和N2的混合气体在标准状况下的体积为 L,其中含 NA个原子;92 g NO2和N2O4的混合气体中含 NA个原子。(令NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)质量之比为7∶6的两种气体CO、NO,分子个数之比为 ;氧原子个数之比为 ;相同条件下的体积之比为 。
(4)一定条件下,CO2和KO2有下列反应:
4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2
4KO2+4CO2+2H2O 4KHCO3+3O2
若9 mol CO2在密闭容器内和KO2反应后生成9 mol O2,则反应前容器内H2O的物质的量为 mol。
14.在室温下,某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验,利用氯酸钾分解制氧气(2KClO3 2KCl+3O2↑),实验装置(部分夹持装置已略去)如下:
实验步骤:
①连接好实验装置;
② ;
③把适量的氯酸钾粉末和少量的二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95 g;
④加热,开始反应,直到不再有气体产生;
⑤观察量气管读数,测得生成氧气的体积为278.8 mL;
⑥准确称量试管和残留物的质量为15.55 g。
回答下列问题:
(1)实验步骤的第②步是 。
(2)实验过程中产生氧气的物质的量是 mol;实验测得氧气的气体摩尔体积是 (保留小数点后两位)。
(3)结合以上实验判断下列说法中不正确的是 (填字母)。
A.气体摩尔体积与气体的温度相关
B.在该实验条件下,3 mol O2的气体摩尔体积为66.90 L·mol-1
C.在该实验条件下,2 mol O2与2 mol CO和CO2的混合气体的体积均约为44.60 L
(4)为准确读出氧气的体积需进行以下操作,正确的顺序为 (填序号)。
①调整量气管高度,使其液面高度与水准管液面高度相平
②等气体温度恢复到室温
③视线与凹液面最低处相平
(5)实验结束读取氧气体积示数时,若量气管中液面高于水准管中液面,会使测得的氧气体积 (填“偏大”或“偏小”)。应向 (填“上”或“下”)移动量气管,使水准管与量气管中液面相平。
15.用NA表示阿伏加德罗常数的值。如图2是利用“手持”技术测定阳光照射不同气体时温度变化曲线,其中四个容器均密闭,体积均为22.4 L且初始压强均为101 kPa,温度均为25 ℃。
下列说法错误的是( )
A.实验开始时,四个容器中气体的物质的量相同
B.13:00时N2中原子数大于2NA
C.12:30-13:30内CO2压强最大
D.由实验可知CO2容易引起温室效应
答案
基础过关练
1.C
KAl(SO4)2·12H2O K++Al3++2S+12H2O。
KAl(SO4)2·12H2O是结晶水合物,属于纯净物;是由金属阳离子K+、Al3+、酸根离子S和H2O组成的复盐。
2.C 纸的主要成分是纤维素,洛阳纸贵不涉及金属材料,A错误;沙的主要成分是硅酸盐,聚沙成塔不涉及金属材料,B错误;金和铁都是金属,C正确;甘之若饴不涉及金属材料,D错误。
3.D 材料大意:晴好的天气时采摘茶叶,经过蒸青、捣泥、拍压、烘焙、穿孔、封装等工序,制造出优质茶叶。茶叶经过蒸青去掉了生青的草味,加热引起颜色的变化,有新物质产生,故A不符合题意;捣泥压榨,去汁压饼,让茶叶的苦涩味大大降低,可能引起物质的变化,故B不符合题意;烘焙加热可能引起物质分解、氧化等,故C不符合题意;封装,保持干燥、防止氧化,最不可能引起化学变化,故D符合题意。
4.D 是否有新物质生成是是否发生了化学变化的判断依据。“石胆能化铁为铜”说明铁单质置换出了铜单质,涉及化学变化,A项不符合题意;“侯氏联合制碱法”利用饱和食盐水、NH3、CO2制出纯碱,涉及化学变化,B项不符合题意;将CO2转化为淀粉或葡萄糖,有新物质生成,涉及化学变化,C项不符合题意;使用CO2跨临界直冷制冰技术,没有新物质生成,不涉及化学变化,D项符合题意。
5.B “松木→油烟”过程中涉及松木燃烧,发生氧化还原反应,故选B。
6.B 标准状况下SO2为气体,11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol,所含原子总数为1.5NA,A错误;结合反应中碳元素化合价变化可知,生成1 mol CO2转移2NA的电子,B正确;CO和H2均由分子构成,1 mol其混合气体中含有的分子数目为NA,C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,D错误。
7.D HCl分子中没有H+,A错误;1个CO分子中含有14个电子,则1 mol CO中含有14NA个电子,B错误;1个H2O中所含中子数为8,1.8 g H2O的物质的量为0.1 mol,其中子数为0.8NA,C错误;在标准状况下,22.4 L氟气的物质的量为1 mol,1个F2中质子数为18,则1 mol F2中所含质子数为18NA,D正确。
8.A 2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol;溶有0.3 mol HCl的稀盐酸中H+和Cl-的物质的量均为0.3 mol,Fe与稀盐酸发生反应后,Fe完全溶解,HCl过量。0.05 mol Fe中Fe原子的个数为0.05NA,A正确;该稀盐酸中Cl-的物质的量为0.3 mol,因此,Cl-数为0.3NA,B错误;反应后溶液中的溶质为FeCl2和HCl,C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错误。
9.A CO2在水溶液中能导电,是因为CO2与水反应生成的H2CO3电离出自由移动的离子,CO2自身不电离,不属于电解质,A符合题意;HCl溶于水电离出H+、Cl-,属于电解质,B不符合题意;NaOH在水溶液中和熔融状态下均能电离出Na+、OH-,属于电解质,C不符合题意;BaSO4在熔融状态下能电离出Ba2+、S,属于电解质,D不符合题意。
10.A KI、NaOH和CH3COOH均为电解质,只有CH4为非电解质,故选A。
能力提升练
1.B 根据该多糖基复合纳米颗粒的粒径可知,将其分散到水中形成的分散系为胶体,胶粒可以透过滤纸,A项错误,B项正确;胶体是介稳体系,C项错误;该分散系为胶体,氯化钡溶于水形成的分散系为溶液,可利用丁达尔效应区分两者,D项错误。
2.B NaClO属于盐,不属于氧化物,A错误;通电分解36 g水生成4 g氢气和32 g氧气符合守恒思想,B正确;气体压缩后体积变小,是因为加压时气体分子间的平均距离变小了,分子本身体积没有变化,C错误;某物质在氧气中燃烧生成CO2,说明该物质中一定含有碳元素,但不能确定是否含有氧元素,D错误。
3.D 常温常压下气体的摩尔体积不是22.4 L/mol,因此1 mol CO2在常温常压下的体积不是22.4 L,A项错误;淀粉的相对分子质量不确定,其摩尔质量不确定,B项错误;淀粉的化学式为(C6H10O5)n,淀粉中C、H、O的质量之比为72∶10∶80=36∶5∶40,C项错误;22 g CO2的物质的量为=0.5 mol,D项正确。
4.C 将直径为4.5 nm的硫化镉分散到分散剂中形成胶体,A错误;明矾能够净水,是因为明矾溶于水后能形成氢氧化铝胶体,B错误;依据分散质粒子的直径大小可将分散系分为溶液、胶体与浊液,C正确;胶粒可以透过滤纸,不可以透过半透膜,D错误。
5.B 碳酸氢铵受热分解的化学方程式为NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑,室温下H2O呈液态,故a的组成为等物质的量的NH3和CO2,同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,故两种气体体积比为1∶1,A项正确;由以上分析知a的平均摩尔质量为=30.5 g/mol,则其在标准状况下的密度为30.5 g/mol÷22.4 L/mol≈1.36 g/L,常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L/mol,故密度小于1.36 g/L,B项错误;a中含有相同物质的量的NH3和CO2,则m(CO2)∶m(NH3)=M(CO2)∶M(NH3)=44∶17,C项正确;由以上分析知a的平均摩尔质量为30.5 g/mol,D项正确。
6.C 胶体不带电,阴极红褐色变深是通电后带正电荷的Fe(OH)3胶粒移向阴极所致,A错误;SO3属于非电解质,B错误;由实验可证明AlCl3在熔融状态下不导电,即熔融AlCl3中无可自由移动的离子,C正确;产生的气体是CO2,若该溶液中不存在C而存在HC也能发生题述实验现象,D错误。
7.B H3PO2与过量的浓NaOH溶液反应生成NaH2PO2,说明H3PO2为一元酸;H3PO2受热分解生成PH3和H3PO4,说明其热稳定性差;H3PO2是由多种元素组成的纯净物,为化合物;H3PO2为含有O元素的酸,属于含氧酸;H3PO2在水溶液中可电离出自由移动的离子,其为电解质。故①⑤⑦⑧⑨正确,选B。
8.C 摩尔质量的单位为g/mol,A错误;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,故常温常压下,O2与O3的密度之比为32∶48=2∶3,B错误;相同条件下,等质量的H2和H3所含的原子数相同,C正确;3.01×1023个O4的物质的量为0.5 mol,其质量为0.5 mol×64 g/mol=32 g,D错误。
9.B 生成的气体的总物质的量为=0.5 mol,由2M(NO3)2 2MO+4NO2↑+O2↑可知,29.6 g M(NO3)2的物质的量为0.5 mol×=0.2 mol,则M(NO3)2的摩尔质量==148 g/mol,故M2+的摩尔质量为148 g/mol-2×62 g/mol=24 g/mol。
10.A x mol NO和y mol O2充分反应后O和N数目之比为(2y+x)∶x,A正确;同温同压条件下,O2和H2密度之比等于摩尔质量之比,为16∶1,B错误;同温同压条件下,含H原子数相等的H2、NH3、CH4分子数之比为∶∶,体积之比为6∶4∶3,C错误;同温同压条件下,质量相等的O2和CH4,体积之比为1∶2,D错误。
11.C 盐酸与碳酸盐反应生成CO2,存在关系CO2~2HCl,n(HCl)= mol=0.3 mol,n(CO2)=n(HCl)=0.15 mol,m(CO2)=0.15 mol×44 g·mol-1=6.6 g,A项错误;参与反应的HCl质量为150 g×7.3%=10.95 g,B项错误;反应生成的CO2逸出,溶液总质量的增加量为金属元素的质量和0.15 mol氧原子的质量,故原混合固体中金属元素的质量为160.3 g-150.0 g-0.15 mol×16 g/mol=7.9 g,C项正确;发生反应的反应类型为复分解反应,D项错误。
12.D CO2为1.12 L(标准状况下),MgO为12.00 g,Al2O3为5.10 g,n(CO2)==0.05 mol,n(MgO)==0.3 mol,n(Al2O3)==0.05 mol,则n(C)=0.05 mol,n(Mg2+)=0.3 mol,n(Al3+)=0.1 mol,B项正确;依据电荷守恒,可求出n(OH-)=0.8 mol,再依据质量守恒,可求出m(H2O)=30.10 g-0.05 mol×60 g/mol-0.3 mol×24 g/mol-0.1 mol×27 g/mol-0.8 mol×17 g/mol=3.6 g,C项正确;n(H2O)==0.2 mol。a∶b∶c∶d∶x=0.3∶0.1∶0.8∶0.05∶0.2=6∶2∶16∶1∶4,从而得出镁铝碱式碳酸盐的化学式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O,A项正确;b∶c=1∶8,D项错误。
13.答案 (1)64 g/mol 32
(2)33.6 3 6
(3)5∶4 5∶4 5∶4
(4)3
解析 (1)标准状况下,448 mL该氧化物的物质的量为=0.02 mol,其质量为1.28 g,则该氧化物的摩尔质量为=64 g/mol;RO2的摩尔质量为64 g/mol,RO2的相对分子质量为64,则R的相对原子质量为32。
(2)CO和N2的摩尔质量均为28 g/mol,42 g CO和N2的混合气体的物质的量为=1.5 mol,在标准状况下,混合气体的体积为1.5 mol×22.4 L/mol=33.6 L;1.5 mol CO和N2混合气体含有原子的物质的量为3 mol,原子个数为3NA;92 g NO2和N2O4(可看成2NO2)混合气体中含有的原子个数为×3×NA=6NA。
(3)质量之比为7∶6的两种气体CO、NO,气体的物质的量之比为∶=5∶4,则分子个数之比为5∶4;氧原子个数之比为5∶4;相同条件下的体积之比等于物质的量之比,则体积之比为5∶4。
(4)9 mol CO2在密闭容器内和KO2反应后生成9 mol O2,设反应前容器内H2O的物质的量是n mol,则有:
4KO2+4CO2+2H2O 4KHCO3+3O2
2n n 1.5n
4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2
9-2n 1.5×(9-2n)
则1.5×(9-2n)+1.5n=9,n=3,则反应前容器内H2O的物质的量是3 mol。
14.答案 (1)检查装置气密性
(2)0.012 5 22.30 L·mol-1
(3)B
(4)②①③
(5)偏小 下
解析 (1)进行实验前,必须检查装置的气密性。
(2)固体质量减少是因为产生的氧气逸出,故氧气的质量m=15.95 g-15.55 g=0.4 g,氧气的物质的量n==0.012 5 mol,则Vm=≈22.30 L·mol-1。
(3)气体摩尔体积受温度和压强的影响,A正确;根据(2)可知,在该实验条件下,O2的气体摩尔体积约为22.30 L·mol-1,B错误;在题给实验条件下,2 mol任意气体所具有的体积均约为22.30 L·mol-1×2 mol=44.60 L,C正确。
(4)温度影响体系压强,为使结果准确,需待气体温度恢复到室温;调整量气管高度,使其液面高度与水准管液面高度相平;读数时注意视线与凹液面最低处相平。正确的顺序为②①③。
(5)若量气管中液面高于水准管中液面,会使测得的氧气体积偏小,应向下移动量气管,使水准管与量气管中液面相平。
15.B 同温同压下,同体积的任何气体分子数相同,物质的量相同,所以实验开始时四个容器中气体的物质的量相同,A正确;13:00时,N2的瓶中气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1,所以22.4 L气体的物质的量小于1 mol,N2中原子数小于2NA,B错误;在12:30-13:30内CO2的温度最高,所以压强最大,C正确;由题图可知,在大部分时间段内CO2的温度最高,所以CO2容易引起温室效应,D正确。
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