内容正文:
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第二章 海水中的
重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第一课时 物质的量
及其单位——摩尔
基础作业
01
能力作业
02
目录
CONTENTS
基础作业
(建议用时:10分钟)
考点一 物质的量和阿伏加德罗常数
1.下列说法中正确的是( )
A.摩尔是国际单位制中的七个基本物理量之一
B.0.5 mol H2O中含有的原子数目为1.5NA(设NA表示阿伏加德罗常数的值)
C.64 g氧相当于2 mol氧
D.1 mol任何物质都约含有6.02×1023个原子
解析:A项,物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位;C项,使用物质的量或摩尔时必须指明确定的粒子,“2 mol氧”中的氧未指明是氧原子、氧分子还是氧离子;D项,构成物质的粒子除了原子外,还有分子、离子等。
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2.下列关于阿伏加德罗常数的叙述错误的是( )
A.物质的量越大,阿伏加德罗常数就越大
B.1 mol任何粒子的数目都约等于6.02×1023
C.符号为NA,约为6.02×1023 mol-1
D.1 mol NH3中所含原子数约是2.408×1024
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4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.含NA个H的H2的物质的量为1 mol
B.NA个CO和1 mol N2所含分子数相等
C.NA个H2SO4与1 mol H3PO4所含氢原子的个数比为1∶1
D.0.1 mol C含1.2NA个质子
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考点二 摩尔质量
5.某风景区被称为天然氧吧,其原因是空气中的自由电子附着在分子或原子上形成空气负离子,被称为“空气维生素”。O就是一种空气负离子,其摩尔质量为( )
A.31 g
B.33 g
C.32 g·mol-1
D.33 g·mol-1
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6.下列叙述正确的是( )
A.摩尔质量是7个基本物理量之一
B.水的摩尔质量是18 g
C.1 mol氯的质量是71 g
D.1 mol H2在任何情况下质量都是2 g
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7.下列物质摩尔质量最大的是( )
A.10 mL H2O
B.0.8 mol H2SO4
C.54 g Al
D.1 g CaCO3
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8.下列说法正确的是( )
A.氧气的摩尔质量是32 g
B.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1
C.O2的摩尔质量(单位是g·mol-1)在数值上等于其相对分子质量
D.不同物质的摩尔质量一定不同
解析:摩尔质量的单位是g·mol-1,A错误;1 mol CO2的质量是44 g,B错误;不同物质的摩尔质量不一定不同,如N2和CO的摩尔质量都是28 g·mol-1,D错误。
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能力作业
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列对于“摩尔”的理解正确的是( )
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔可以把物质的宏观量与微观粒子的数量联系起来
C.摩尔是物质的质量的单位
D.摩尔是物质的量的单位,符号为mol
解析:物质的量是国际单位制中的基本物理量之一,是连接物质的宏观量与微观粒子的数量的桥梁,摩尔是物质的量的单位,符号为mol,D正确。
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能力作业
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[易错警示]
(1)摩尔是物质的量的单位,使用时,必须指定化学式或指明微粒的种类,一般用“数量+单位+粒子符号”来表示具体粒子的物质的量。如“1 mol H”不能描述为“1 mol氢”等。
(2)阿伏加德罗常数有单位,单位为mol-1,不能仅写数值6.02×1023。
(3)摩尔质量与温度、压强、物质的量、质量无关。
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能力作业
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2.现有HCl、H2O、NH3三种物质,它们分别都含有1 mol氢原子,则三种物质的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1
B.1∶2∶3
C.3∶2∶1
D.6∶3∶2
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能力作业
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3.与3.2 g SO2所含的氧原子数相等的NO分子的质量为( )
A.6.4 g
B.3.2 g
C.4.6 g
D.3.0 g
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能力作业
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5.下列各组物质中,所含氧原子的物质的量相同的是( )
A.0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B.0.1 mol H2SO4和3.6 g H2O
C.0.1 mol MgSO4·7H2O和0.1 mol C12H22O11(蔗糖)
D.6.02×1022个CO2与0.1 mol KMnO4
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能力作业
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6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol Na2O2与足量CO2充分反应,转移的电子数为0.2NA
B.NA个O2和NA个O3所含原子数相同
C.0.1 mol金属钠与氧气完全反应生成Na2O与Na2O2的混合物,转移的电子数为0.1NA
D.将含有1 mol FeCl3的饱和氯化铁溶液滴入沸水中制得氢氧化铁胶体,该胶体中含有NA个Fe(OH)3胶体粒子
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能力作业
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解析:Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,0.1 mol Na2O2充分反应转移的电子数为0.1NA,A错误;NA个O2含有2NA个O原子,NA个O3含有3NA个O原子,B错误;氢氧化铁胶体粒子是多个氢氧化铁的集合体,将含有1 mol FeCl3的饱和氯化铁溶液滴入沸水中制得氢氧化铁胶体,该胶体中含有Fe(OH)3胶体粒子的数目小于NA,D错误。
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能力作业
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7.下列四幅图中,小球代表氢原子,大球代表氦原子。最适合表示相同条件下,等质量的氢气与氦气的混合气体的是( )
解析:氢气和氦气的摩尔质量分别为2 g·mol-1、4 g·mol-1,则等质量的氢气与氦气的物质的量之比为2∶1,故氢气和氦气的分子数目之比为2∶1,氦气是单原子分子,故选B。
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能力作业
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8.下列各气体:①含3.01×1023个O的CO2;②0.3 mol的HCl;③3.4 g的NH3;④0.5 mol He。四种物质所含的原子总数由少到多的正确顺序是( )
A.①<③<④<②
B.③<①<②<④
C.④<①<②<③
D.④<②<①<③
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解析:1 mol OH-的质量为17 g,A错误;摩尔质量的单位为g·mol-1,B错误;没有指出以g·mol-1为单位,也没有指出在数值上相等,C错误。
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10.葡萄糖(分子式为C6H12O6)是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质,其氧化时放出的热量是人体生命活动所需能量的重要来源。下列叙述错误的是( )
A.葡萄糖分子中氢、氧原子个数比为2∶1
B.1.806×1022个葡萄糖分子的质量约为5.4 g
C.0.05 mol葡萄糖所含原子的总物质的量为1.2 mol
D.1 mol葡萄糖分子中含有的水分子的物质的量为6 mol
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11.青蒿素是一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命,它的分子式为C15H22O5。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于青蒿素的说法不正确的是( )
A.青蒿素的摩尔质量为282 g·mol-1
B.14.1 g青蒿素中含氧原子的数目为0.25NA
C.1 mol青蒿素完全燃烧,生成22 mol H2O
D.10 g青蒿素中m(C)∶m(O)=9∶4
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12.已知32 g X和40 g Y恰好完全反应,生成m g Q和9 g H,在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应生成0.25 mol Q及若干摩尔H,则物质Q的摩尔质量应是( )
A.163 g·mol-1 B.126 g·mol-1
C.122 g·mol-1 D.63 g·mol-1
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0.45 mol
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SO2
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95 g·mol-1
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186 g·mol-1
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14.如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。
在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B,使之完全反应,得到下面的实验结果:
实验前B管重20.32 g,实验后B管重20.00 g,B管中的黑色粉末变成红色粉末。
在C管中收集到的无色液体是水;在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题:
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(1)X气体是由______和______元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后,收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24000 mL,则X的摩尔质量是_______g·mol-1。
(3)通过计算,确定X的分子式为________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式:______________________________。
氮
氢
32
N2H4
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15.下图是已破损的维生素C(简写作VC)说明书的部分信息。已知维生素C由碳、氢、氧三种元素组成。回答下列问题:
(1)VC的化学式为________,摩尔质量为_____________。
(2)VC中碳、氢元素的质量比为________,0.1 mol VC中含氧原子数为________。
(3)某同学妈妈每天按上述用法与用量服用该VC
片剂,该同学建议妈妈食用西红柿来代替VC片,若
100 g西红柿含30 mg VC,则该同学妈妈每天需食用
西红柿________g才可达到服用上述VC片的效果。
C6H8O6
176 g·mol-1
9∶1
0.6NA
200
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R
解析:一个NH3中含有4个原子,已知NH3中原子的总数是N,则NH3的分子数是eq \f(N,4),n(NH3)=eq \f(N,4NA)。
3.一定质量的NH3中含有的原子总数为N,若阿伏加德罗常数用NA表示,则NH3的物质的量是( )
A.eq \f(N,NA)
B.eq \f(4N,NA)
C.eq \f(N,4NA)
D.eq \f(3N,4NA)
9.硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:2SO2+O2eq \o(,\s\up14(催化剂),\s\do13(△))2SO3,下列有关说法正确的是( )
A.SO2的摩尔质量为64
B.16 g O2的物质的量为0.5 mol
C.SO3中S、O的质量之比为1∶3
D.等质量的SO2与SO3中氧原子数之比为2∶3
解析:若均含1 mol H,那么n(HCl)=1 mol,n(H2O)=eq \f(1,2) mol,n(NH3)=eq \f(1,3) mol,三者物质的量之比为1∶eq \f(1,2)∶eq \f(1,3)=6∶3∶2。
解析:3.2 g SO2的物质的量为n(SO2)=eq \f(3.2 g,64 g·mol-1)=0.05 mol,n(O)=0.1 mol,两者所含氧原子数相等,即所含氧原子物质的量相等,含0.1 mol O的NO的物质的量为0.1 mol,m(NO)=3.0 g。
4.a mol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为(单位为mol-1)( )
A.eq \f(a,4b)
B.eq \f(b,4a)
C.eq \f(a,b)
D.eq \f(b,a)
解析:a mol H2SO4中含4a mol氧原子,氧原子数目为b,由关系式NA=eq \f(N,n),可得NA=eq \f(b,4a) mol-1。
解析:氧原子的物质的量=含氧物质的物质的量×每摩尔物质所含氧原子数。0.3 mol×2≠0.3 mol×1,A项所含氧原子的物质的量不相同;0.1 mol×4≠eq \f(3.6 g,18 g·mol-1),B项所含氧原子的物质的量不相同;eq \f(6.02×1022,6.02×1023 mol-1)×2≠0.1 mol×4,D项所含氧原子的物质的量不相同。
[名师点拨] 阿伏加德罗常数考查中的常设陷阱
(1)物质组成:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等);NaCl只含Na+和Cl-,不含NaCl分子;Na2O2由Na+和Oeq \o\al(2-,2)构成;盐酸中不含HCl分子。
(2)粒子种类:粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等,原子由原子核与核外电子构成。解答时要看准题目要求。
9.下列有关摩尔质量的描述或应用,正确的是( )
A.1 mol OH-的质量为17 g·mol-1
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.一个钠原子的质量约等于eq \f(23,6.02×1023) g
[名师点拨] 摩尔质量的计算方法
(1)M=eq \f(m,n),该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定,不能认为摩尔质量与质量成正比、与物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子的质量)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
(3)原子的摩尔质量(g·mol-1)在数值上等于其相对原子质量,即一个原子的实际质量(g)与一个12C原子质量(g)的eq \f(1,12)的比值eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Mr=\f(m(一个原子的质量),\f(1,12)m(12C))))。
解析:根据葡萄糖的分子式C6H12O6,可知葡萄糖分子中H、O原子个数比为2∶1,A正确;1.806×1022个葡萄糖分子的物质的量n=eq \f(N,NA)=eq \f(1.806×1022,6.02×1023 mol-1)=0.03 mol,则质量m=n×M=0.03 mol×(6×12+12×1+6×16) g·mol-1=5.4 g,B正确;由葡萄糖的分子式可知,1个葡萄糖分子中含有24个原子,则0.05 mol葡萄糖所含原子的总物质的量为0.05 mol×24=1.2 mol,C正确;葡萄糖属于纯净物,葡萄糖分子中不含水分子,D错误。
解析:青蒿素的分子式是C15H22O5,相对分子质量是282,故其摩尔质量为282 g·mol-1,A正确;14.1 g青蒿素的物质的量n(C15H22O5)=eq \f(14.1 g,282 g·mol-1)=0.05 mol,由于1个青蒿素分子中含有5个O原子,则0.05 mol青蒿素分子中氧原子数目为0.25NA,B正确;根据氢元素守恒可知,1 mol青蒿素完全燃烧生成11 mol H2O,C错误;青蒿素的分子式是C15H22O5,无论其质量是多少,其中含有的C、O原子个数比均是15∶5=3∶1,则m(C)∶m(O)=(3×12)∶(1×16)=9∶4,D正确。
解析:32 g X和40 g Y恰好完全反应,生成m g Q和9 g H,根据质量守恒定律得,32 g+40 g=m g+9 g,则有m=63;在相同条件下,16 g X和30 g Y混合反应,X完全反应,剩余10 g Y,按照比例关系,应生成31.5 g Q,又知反应生成0.25 mol Q,则有M(Q)=eq \f(31.5 g,0.25 mol)=126 g·mol-1。
二、非选择题
13.完成以下有关计算。
(1)含0.3 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的SOeq \o\al(2-,4)的物质的量是________。
(2)等物质的量的O2和CO的质量之比是________,所含氧原子数之比是________。
(3)________g H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等。
(4)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是________。
(5)在9.5 g某二价金属的氯化物(MCl2)中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为____________,该金属元素的相对原子质量为______。
(6)18.6 g (NH4)2SO4·xH2O中含有1.204×1023个NHeq \o\al(+,4),该物质的物质的量为________,该物质的摩尔质量是______________,x的值是________。
(7)8.4 g N2与9.6 g某单质Rx所含原子个数相同,且分子数之比为3∶2,则R的相对原子质量是________,x的值是________。
解析:(5)二价金属氯化物为MCl2,由氯离子守恒可得关系式MCl2~2Cl-,则n(MCl2)=eq \f(n(Cl-),2)=eq \f(0.2 mol,2)=0.1 mol,由M=eq \f(m,n)可知,M(MCl2)=9.5 g÷0.1 mol=95 g·mol-1;由95 g·mol-1-35.5 g·mol-1×2=24 g·mol-1可知,该金属元素的相对原子质量为24。
(6)1.204×1023个NHeq \o\al(+,4)的物质的量为0.2 mol,则18.6 g (NH4)2SO4·xH2O的物质的量为0.1 mol,其摩尔质量为eq \f(18.6 g,0.1 mol)=186 g·mol-1,故x=eq \f(186-18×2-96,18)=3。
(7)8.4 g N2的物质的量为eq \f(8.4 g,28 g·mol-1)=0.3 mol,8.4 g N2与9.6 g Rx的分子数之比为3∶2,则9.6 g Rx的物质的量为0.2 mol,故Rx的摩尔质量为eq \f(9.6 g,0.2 mol)=48 g·mol-1,二者所含原子个数相同,则0.3 mol×2=0.2 mol×x,解得x=3,R3的相对分子质量为48,故R的相对原子质量为16。
N2H4+2CuOeq \o(=====,\s\up14(△))N2+2H2O+2Cu
解析:在C管中收集到水,其中氧来源于CuO,则X中一定含有氢元素;在D中收集到氮气,说明X中一定含有氮元素,即X中含有氮、氢两种元素。B管中CuO失去O:20.32 g-20.00 g=0.32 g。n(O)=eq \f(0.32 g,16 g·mol-1)=0.02 mol,n(H2O)=n(O)=0.02 mol,n(N2)=eq \f(0.28 g,28 g·mol-1)=0.01 mol,240 mL X气体物质的量为0.01 mol。因此n(X)∶n(N)∶n(H)=0.01 mol∶(0.01 mol×2)∶(0.02 mol×2)=1∶2∶4,所以化学式为N2H4,摩尔质量为32 g·mol-1。
解析:(1)由图示可知:VC的相对分子质量为176,每个VC分子中含有6个碳原子、8个氢原子,则含有氧原子的个数为eq \f(176-12×6-1×8,16)=6,则VC的化学式为C6H8O6,摩尔质量为176 g·mol-1。
(2)VC中碳、氢元素的质量比为(12×6)∶(1×8)=9∶1;0.1 mol VC中含氧原子数为0.6NA。
(3)若100 g西红柿含30 mg VC,则每天需食用西红柿eq \f(3×2×10 mg,30 mg)×100 g=200 g才可达到服用上述VC片的效果。
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