内容正文:
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
的单位——摩尔
1.知道物质的量、摩尔质量的含义及单位。2.理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。3.能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。
2
学习理解
01
课时作业
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
一、物质的量、阿伏加德罗常数
1.物质的量及其单位
(1)物质的量是表示含有______________的集合体的物理量,用符号_____表示。
(2)物质的量的单位——摩尔
一定数目粒子
n
mol
6.02×1023
原子、分子、离子、原子团
学习理解
5
(3)表示方法
2.阿伏加德罗常数
(1) ________________________叫做阿伏加德罗常数,符号为_____,通常用____________________表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系:_________。
1 mol任何粒子的粒子数
NA
6.02×1023 mol-1
学习理解
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二、摩尔质量
1.
2.1 mol任何粒子或物质的质量以______为单位时,其数值都与该粒子的_____________________________相等。
单位物质的量
M
g/mol或g·mol-1
克
相对原子质量或相对分子质量
学习理解
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判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)物质的量可以理解为物质的微观粒子数目。( )
(2)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。( )
(3)1 mol氧气中约含有6.02×1023个原子。( )
(4)1 mol任何粒子所含有的粒子数相等。( )
(5)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。( )
(6)2 mol H2O的摩尔质量为36 g/mol。( )
(7)HCl的摩尔质量为36.5 g。( )
×
√
×
×
×
×
×
学习理解
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探究应用
启思研讨 教师独具内容
在日常生活和工作中我们经常用到一些小物品,如曲别针等。在商店里曲别针一般不按个出售,而是按盒出售的,一盒100个,而构成物质的原子、分子和离子非常微小,用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难,也没有意义。因此科学家引入了“摩尔”,“摩尔”起源于希腊文“mole”,原意为“堆量”,类似于计量宏观物质的“一打”“一箱”“一盒”等。
探究应用
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[问题探究]
1.材料提到的“一打”“一箱”“一盒”和物质的量
描述的对象有何不同?“1 mol曲别针”的说法正确吗?
2.1 mol任何粒子含有的粒子数是否相等?
3.1 mol任何粒子所含原子数是否相等?
提示:材料中提到的“一打”“一箱”“一盒”都是针对宏观物质的,而物质的量用于描述微观粒子集合体。“1 mol曲别针”的说法不正确。
提示:相等。1 mol任何粒子含有的粒子数都相等,约为6.02×1023。
提示:不一定相等。如1 mol H2O含有的原子数约为3×6.02×1023,1 mol O2含有的原子数约为2×6.02×1023。
探究应用
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知识点一 物质的量及其单位——摩尔
1.基于“四化”——准确理解物质的量及其单位
(1)专有化:物质的量是一个专用名词,在表述时不可增减,不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。
(2)微观化:物质的量的单位是摩尔,只用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少,不表示宏观物质的数量。如1 mol大米、1 mol铁元素等说法都是错误的。
探究应用
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(3)具体化:在使用物质的量表示物质时,必须具体指明粒子的种类。如1 mol H2表示1摩尔氢分子,1 mol H表示1摩尔氢原子,1 mol H+表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的,因为“氢”粒子种类指代不明。
(4)集体化:微粒个数的数值只能是正整数,而物质的量表示的是很多个微粒的集合体,其数值可以是整数,也可以是小数。如5 mol H2O、0.5 mol H2O。
2.摩尔是物质的量的单位,不是物理量,如同“米”是“长度”的单位一样,两者不可混淆。如“Na的物质的量是1 mol”不能说成“Na的摩尔数是1”。
3.表示某物质(或粒子)的物质的量,可用n(化学式)表示。如N2的物质的量表示为n(N2)。
探究应用
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探究应用
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[练1] 下列物质所含原子数由多到少的顺序是( )
①1.204×1024个C ②0.7 mol NH3 ③1.204×1023个钠原子 ④0.2 mol H2SO4 ⑤1 mol He
A.①③②④⑤
B.②①④⑤③
C.②④①⑤③
D.④⑤②①③
探究应用
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[练2] 下列说法正确的是________(填序号)。
①物质的量是联系宏观物质和微观粒子之间的桥梁
②物质的量是摩尔的单位
③1 mol氧所含的粒子个数约为6.02×1023
④摩尔是描述微观粒子多少的物理量
⑤3.01×1023个H2O分子的物质的量为0.5 mol
解析:②错误,摩尔是物质的量的单位;③错误,“1 mol氧”没有指明具体粒子是什么;④错误,物质的量是描述微观粒子多少的物理量,摩尔是物质的量的单位。
①⑤
探究应用
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知识点二 摩尔质量
1.对摩尔质量含义的解读
(1)摩尔质量的“两性”
①等同性:微粒的摩尔质量当以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对原子质量或相对分子质量相等。
②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少及其状态而改变。
探究应用
17
探究应用
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[练3] 下列关于摩尔质量的说法正确的是( )
A.摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量
B.1 mol H2SO4的质量与H2SO4的摩尔质量相同
C.摩尔质量与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等
D.某物质的物质的量越多,对应的摩尔质量越大
解析:B项,二者的数值相同,但单位分别为g和g·mol-1,错误;C项,摩尔质量以g/mol为单位时,数值与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等,错误;D项,摩尔质量是定值,不随物质的量发生变化,错误。
探究应用
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[练4] 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.1 mol CH4的质量为16 g·mol-1
B.H2O的摩尔质量为18 g
C.44 g CO2中所含原子数为NA
D.9.8 g H2SO4中含0.1NA个H2SO4分子
探究应用
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[练5] 设NA为阿伏加德罗常数的值。
(1)已知NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为____________。
(2)已知a g某气体中含分子数为b,则该气体的摩尔质量为____________。
(3)已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为______________。
17 g·mol-1
bNA g·mol-1
探究应用
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总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
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随堂提升
1.下列叙述错误的是( )
A.1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
B.H2O的摩尔质量(以g·mol-1为单位)在数值上等于18
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
总结提升
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总结提升
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3.相同物质的量的CO和CO2的下列比较中正确的是( )
①所含的分子数目之比为1∶1 ②所含的氧原子数之比为1∶1 ③所含的原子总数之比为2∶3 ④所含的碳原子数之比为1∶1
A.①② B.②③
C.①②④ D.①③④
解析:因CO和CO2分子中的氧原子数分别为1和2,则物质的量相同的CO和CO2所含的氧原子数之比为1∶2,②错误。
总结提升
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4.我国中科院天津工业生物所首次在实验室实现以二氧化碳为原料人工合成淀粉[化学式为(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中含1 mol O2
B.淀粉的摩尔质量为162 g·mol-1
C.CO2中C、O的质量之比为1∶2
D.22 g CO2的物质的量为0.5 mol
总结提升
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12.6 g
0.6 mol
0.4
0.025 mol
总结提升
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总结提升
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课时作业
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列有关物质的量及摩尔的叙述正确的是( )
A.1.5 mol CH4中含有1.5 mol C、6 mol H
B.1 mol约是6.02×1023个粒子的集合体,如1 mol大米、1 mol苹果等
C.物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的
D.摩尔是7个基本物理量之一,它既是物质的量的单位又是粒子数目的单位
解析:摩尔不能用于表示宏观物体,B错误;物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它并不是物质的数量也不是物质的质量,摩尔不是粒子数目的单位,C、D错误。
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课时作业
31
2.下列对摩尔的叙述不正确的是( )
A.摩尔是物质的量的单位,用于计量物质所含微观粒子的多少
B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C.1 mol任何气体所含的气体分子数目都相等
D.用“摩尔”而不用“个”计量微观粒子与用“纳米”而不用“米”计量原子直径,计量思路都是扩大单位
解析:“摩尔”与“个”表示的含义不同,用“纳米”而不用“米”计量原子直径,计量思路是缩小单位,D错误。
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课时作业
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3.下列物质中与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的是( )
A.0.3 mol HNO3 B.0.1 mol H3PO4
C.0.2 mol CH4 D.3.612×1023个HCl分子
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课时作业
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4.甲醛(HCHO)是室内污染物之一。光催化氧化HCHO为CO2和H2O的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.1 mol O2含有12 mol电子
B.1 mol HCHO约含有6.02×1023个甲醛分子
C.1 mol CO2含有2 mol原子
D.1 mol H2O含有1 mol H2分子
解析:1个O原子含8个电子,则1 mol O2含有16 mol电子,A错误;1个CO2分子含1个C原子和2个O原子,则1 mol CO2含有3 mol原子,C错误;H2O分子由H、O原子构成,H2O中不含H2分子,D错误。
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课时作业
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课时作业
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6.下列说法正确的是( )
A.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
B.1 mol氧的质量是32 g
C.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.2 mol H2O的摩尔质量和1 mol H2O的摩尔质量相等
解析:阿伏加德罗常数常用6.02×1023 mol-1表示,A错误;氧可以是氧气分子、氧原子等,微粒种类指代不明,不能计算质量,B错误;钠的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于它的相对原子质量,C错误。
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课时作业
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7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.1 mol Fe分别与足量的盐酸和稀硫酸反应,电子转移数目均为2NA
B.125 g CuSO4·5H2O晶体中含有0.5NA个Cu2+
C.常温常压下,等质量的SO2、S2含有相同的分子数
D.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
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课时作业
37
8.在反应A+3B===2C中,若7 g A和一定量B恰好完全反应生成8.5 g C,则A、B、C的摩尔质量之比为( )
A.14∶3∶17 B.28∶2∶17
C.1∶3∶2 D.无法确定
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课时作业
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9.每年10月23日上午6:02到下午6:02被誉为“摩尔日”(Mole Day),这个时间的美式写法为6:02/10/23,外观与阿伏加德罗常数的值6.02×1023相似。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.NA个氧气分子与NA个氖气分子的质量比是4∶5
B.17 g OH-与19 g H3O+所含电子数相等
C.物质的量相等的水和氖气中含有相同的原子数
D.22 g CO2与8.5 g NH3所含分子数不相等
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课时作业
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课时作业
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10.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.56 g 铁粉在氯气中充分燃烧时转移的电子数等于2NA
B.1 mol Na与足量O2反应生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去2NA个电子
C.7.1 g Cl2被NaOH溶液吸收,转移电子数为0.2NA
D.NA个H2和NA个O2的质量之比为1∶16
解析:56 g铁粉的物质的量是1 mol,在氯气中充分燃烧时生成氯化铁,转移的电子数等于3NA,A错误;1个Na在反应中只能失去1个电子,1 mol Na与足量O2反应生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子,B错误;7.1 g Cl2的物质的量是0.1 mol,被NaOH溶液吸收生成氯化钠、次氯酸钠和水,转移电子数为0.1NA,C错误;NA个H2和NA个O2的物质的量均是1 mol,质量之比为2∶32=1∶16,D正确。
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课时作业
41
11.两份体积相同的某植物营养液,其配方分别如下(注:“—”表示营养液中不含该物质):
成分 KCl K2SO4 ZnSO4
① 0.3 mol 0.2 mol 0.1 mol
② 0.1 mol 0.3 mol —
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课时作业
42
解析:①中钾离子的物质的量为0.3 mol+0.2 mol×2=0.7 mol,②中钾离子的物质的量为0.1 mol+0.3 mol×2=0.7 mol,A正确;①中氯离子的物质的量为0.3 mol,②中氯离子的物质的量为0.1 mol,B、C错误;①中硫酸根离子的物质的量为0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,②中硫酸根离子的物质的量为0.3 mol,D错误。
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课时作业
43
12.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.28 g N2、CO和C2H4的混合气体分子总数为NA
B.1 mol OH-含有的电子数为10NA
C.常温常压下,48 g O3和O2的混合气体中含有的氧原子数为3NA
D.盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子,则SO2的物质的量为1 mol
解析:盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子,为1 mol氧原子,则SO2的物质的量为0.5 mol,D错误。
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课时作业
46
二、非选择题
14.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是_____。
(2)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为______________。
(3)a个X原子的总质量为b g,则X的相对原子质量可以表示为________。
(4)现有m g某气体,它是三原子分子,其摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,则该气体的物质的量为________ mol(请用以上符号填写)。
(5)已知4.8 g CO2和CO混合气体中含分子数为0.15NA,该混合气体的平均摩尔质量为____________,CO2和CO的物质的量之比是________。
SO2
106 g·mol-1
32 g·mol-1
1∶3
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课时作业
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15.(1)现有CO和CO2混合气体0.4 mol,其质量为16 g,则此混合气体中,CO气体的物质的量分数为________,CO与CO2的质量之比为________。
(2)40.5 g某金属氯化物MCl2中含有Cl- 0.6 mol,则M的相对原子质量为________。
(3)4 mol Na2CO3与________ mol Na2SO4所含氧原子数相等。
(4)已知阴离子R2-的原子核内有n个质子,R原子的摩尔质量为m g·mol-1,则w g该离子所含电子的物质的量为_________________。
25%
7∶33
64
3
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课时作业
48
(5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为________,所含氧原子的物质的量之比为________,若欲使SO2和SO3中氧元素的质量相等,则SO2和SO3的质量之比为________。
(6)在一密闭容器中充入a mol NO和b mol O2,可发生如下反应:2NO+O2===2NO2,充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比为____________。
5∶4
5∶6
6∶5
a∶(a+2b)
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课时作业
49
R
n=eq \f(N,NA)
n=eq \f(m,M)
4.物质与构成粒子的物质的量的关系
(1)Na2CO3 ~ 2Na+ ~ COeq \o\al(2-,3) ~ 3O
n: 1 mol 2 mol 1 mol 3 mol
N: 6.02×1023 1.204×1024 6.02×1023 1.806×1024
(2)H2SO4 ~ 2H+ ~ SOeq \o\al(2-,4) ~ 4O
n: 1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
N: 6.02×1023 1.204×1024 6.02×1023 2.408×1024
(2)摩尔质量与1 mol物质的质量的区别是两个物理量的单位不同,1 mol物质的质量的单位是g,而摩尔质量的单位是g·mol-1。如1 mol H2O的质量是18 g,而H2O的摩尔质量是18 g·mol-1。
(3)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量。
2.摩尔质量的计算方法
(1)定义式:M=eq \f(m,n)。
(2)已知一个分子的质量时:M=m(一个分子)×NA。
eq \f(aNA,b) g· mol-1
2.下列说法中,不正确的是( )
A.“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体,单位是“摩尔”
B.0.5 mol N2含有的分子数约为3.01×1023
C.1 mol CO2中含有的原子数为NA
D.一个水分子的质量约为eq \f(18,6.02)×10-23 g
解析:CO2由二氧化碳分子构成,其中不含氧分子,A错误;由淀粉的化学式知其相对分子质量为162n,n值不固定,无法计算其摩尔质量,B错误;CO2中C、O的质量之比为12∶(16×2)=3∶8,C错误;22 g CO2的物质的量为eq \f(22 g,44 g·mol-1)=0.5 mol,D正确。
5.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1)0.7 mol H2O的质量为________。
(2)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含SOeq \o\al(2-,4)的物质的量是___________。
(3)________ mol H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等。
(4)某硫酸钠溶液中含有3.01×1022个Na+,则溶液中SOeq \o\al(2-,4)的物质的量是___________。
解析:(1)m=n·M=0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g。
(2)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3的物质的量为0.2 mol,n(SOeq \o\al(2-,4))=3×0.2 mol=0.6 mol。
(3)0.2 mol H3PO4所含原子数为1.6 mol,1个H2O2中有4个原子,则H2O2的物质的量为0.4 mol。
(4)n(Na+)=eq \f(N,NA)=eq \f(3.01×1022,6.02×1023)=0.05 mol,则有0.025 mol Na2SO4,则溶液中SOeq \o\al(2-,4)为0.025 mol。
解析:A项,0.3 mol HNO3中氢原子的物质的量为0.3 mol×1=0.3 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数不相同;B项,0.1 mol H3PO4中氢原子的物质的量为0.1 mol×3=0.3 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数不相同;C项,0.2 mol CH4中氢原子的物质的量为0.2 mol×4=0.8 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数不相同;D项,3.612×1023个HCl分子中氢原子的物质的量为eq \f(3.612×1023,6.02×1023 mol-1)×1=0.6 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数相同。
5.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\do14(△))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:Fe与盐酸、稀硫酸反应分别生成FeCl2、FeSO4,1个Fe原子失去2个电子,则1 mol Fe完全反应,转移电子数目均为2NA,A正确;125 g CuSO4·5H2O晶体的物质的量为eq \f(125 g,250 g·mol-1)=0.5 mol,故含有0.5NA个Cu2+,B正确;SO2、S2的摩尔质量均为64 g·mol-1,等质量的SO2、S2的物质的量相等,故二者含有相同的分子数,C正确;Na2O2固体由Na+和Oeq \o\al(2-,2)构成,则1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA,D错误。
解析:由质量守恒定律可知,m(A)+m(B)=m(C),则m(B)=8.5 g-7 g=1.5 g。由化学方程式可知,1 mol A和3 mol B恰好完全反应生成2 mol C,则A、B、C的摩尔质量之比为eq \f(7 g,1 mol)∶eq \f(1.5 g,3 mol)∶eq \f(8.5 g,2 mol)=28∶2∶17。
解析:NA个氧气分子与NA个氖气分子的物质的量都是1 mol,氧气和氖气的摩尔质量分别是32 g·mol-1、20 g·mol-1,所以其质量比为8∶5,A错误;17 g OH-与19 g H3O+的物质的量都是1 mol,1个OH-和1个H3O+含有的电子数目都是10个,所以17 g OH-与19 g H3O+含有的电子数相等,B正确;水是三原子分子,氖是单原子分子,物质的量相等的水和氖气中所含原子数不相同,C错误;22 g CO2的物质的量为eq \f(22 g,44 g·mol-1)=0.5 mol,8.5 g NH3的物质的量为eq \f(8.5 g,17 g·mol-1)=0.5 mol,两者所含分子数都为0.5NA,D错误。
则两份营养液的成分( )
A.K+的物质的量相同
B.Cl-的物质的量相同
C.完全相同
D.SOeq \o\al(2-,4)的物质的量不同
13.科学家发现了某种元素的一个原子,其质量是a g,一个12C原子的质量是b g,NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.该原子的摩尔质量是aNA
B.W g该原子的物质的量是eq \f(W,NA) mol
C.W g该原子中含有eq \f(W,a)NA个该原子
D.由已知信息可得NA=eq \f(12,b)
解析:一个该原子的质量是a g,则1 mol该原子的质量即NA个该原子的质量为aNA g,所以该原子的摩尔质量应为aNA g·mol-1,A错误;由题意可知,一个该原子的质量为a g,故W g该原子的数目为eq \f(W g,a g)=eq \f(W,a),物质的量为eq \f(W,aNA) mol,B、C错误。
eq \f(bNA,a)
eq \f(m,M)
eq \f(w(n+2),m) mol
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