内容正文:
第二单元 物质的化学计量
1.标准状况下,下列物质中体积最大的是( )
A. 44.8 L H2O B. 3.01×1023个CO2
C. 0.6 mol CH4 D. 6 g H2
2.下列说法正确的是( )
A. 在标准状况下,1 mol乙醇(液体)的体积是22.4 L
B. 1 mol H2所占的体积一定是22.4 L
C. 在标准状况下,NA个任何分子所占的体积约为22.4 L
D. 在标准状况下,质量为28 g的CO和N2混合气体,其体积约为22.4 L
3.在一定温度和压强下的气体,影响其所占体积大小的最主要因素是( )
A. 粒子数目 B. 粒子大小 C. 粒子间的距离 D. 粒子种类
4.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 在常温常压下,11.2 L N2中含有的分子数为0.5NA
B. 在常温常压下,1 mol O2中含有的原子数为2NA
C. 在常温常压下,11.2 L O2中含有的原子数为NA
D. 在同温同压下,相同体积的任何气体单质中所含的原子数相同
5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A. 0.01 mol N含有质子数为0.1NA
B. 4.48 L N2与CO的混合物所含分子数为0.2NA
C. 6.2 g白磷与红磷的混合物中所含磷原子数为0.2NA
D. 10.0 mL 12 mol·L-1浓盐酸与足量二氧化锰反应,转移电子数为0.06NA
6.下列各物质所含原子数由多到少的顺序是( )
①24 g碳 ②0.7 mol NH3 ③4.6 g钠 ④0.2 mol H2SO4 ⑤4 g He
A. ①③②④⑤ B. ②①④⑤③ C. ②④①⑤③ D. ④⑤②①③
7.如图一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a、b分成甲、乙两室;在乙室中充入0.4 mol NH3,甲室中充入N2,静止时隔板位置如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 甲室气体质量为22.4 g B. 乙室气体体积8.96 L
C. 原子数之比,甲︰乙=2∶1 D. 甲室气体密度为1.25 g/L
8.同一状况下,气体的体积之比等于分子个数之比,现有20 mL A2气体与30 mL B2气体恰好完全反应生成20 mL 某气体X,则可推出气体X的化学式为( )
A. AB2 B. AB3 C. A2B3 D. A3B2
9.一个CO的质量为a g,一个分子的质量为b g,NA表示阿伏加德罗常数,则O的摩尔质量为( )
A. (b-a)NA g B. (b-a)NA g·mol-1
C. (b-a)g·mol-1 D. (b-a)NA
10.某无土栽培用的营养液中含有K+、、Cl-、四种离子且物质的量之比为9∶8∶9∶4。已知该营养液可用KCl、K2SO4和NH4Cl三种固体原料配制,若配制该营养液,取428 g NH4Cl(M=53.5 g·mol-1),则需要KCl和K2SO4的质量分别是( )
A. 53.5 g和214 g B. 74.5 g和348 g
C. 74.5 g和696 g D. 149 g和696 g
11.某氧原子的质量为a g,12C原子的质量为b g,且NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( )
A. 氧元素的相对原子质量为 B. 1 mol该氧原子质量为aNA g
C. x g该氧原子所含的电子数为8xNA D. y g该氧原子的中子数一定为
12.取和组成的混合气体,通入到盛足量固体粉末的容器中,并同时加入足量的,不断电火花引燃,充分反应后,称重发现固体粉末的质量增加了3.6 g,则原混合气体中和物质的量比为( )
A. 7:2 B. 6:5 C. 4:1 D. 1:4
13.向500 mL稀硝酸中加入一定量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO气体4.48L(标准状况下),同时溶液质量增加8.0 g。下列判断不正确的是( )
A. 原溶液的物质的量浓度是
B. 原溶液中投入铁粉的物质的量是0.25 mol
C. 反应后的溶液中
D. 反应后的溶液还可溶解4.8 g铜粉
14.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,混合物中铁元素的质量分数为( )
A. 81.4% B. 77.8% C. 68.6% D. 无法计算
15.按要求回答下列问题:
(1)1 mol Na2SO4溶于水能电离出________ mol Na+,________个。
(2)已知a g H2O2含原子数为b,则阿伏加德罗常数为________(用含a、b的代数式表示)。
(3)3 mol NO含有________个NO分子,与______ g H2S含有相同的原子数。
(4)质量比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO和NO的分子个数之比为________。
16.对一定量气体体积的探究。已知1 mol气体在不同条件下的体积:
(1)从上表分析得出的结论:
①1 mol任何气体,在标准状况下的体积都约为__________L。
②1 mol不同的气体,在不同的条件下,体积________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
(2)理论依据:相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等,原因是①气体分子数目________(填“相等”或“不等”),②相同条件下,气体分子间的平均距离__________(填“差距较大”“几乎相等”或“无法确定”)。
(3)应用:在标准状况下,4 g O2的体积为__________L。
17.在标准状况下,一氧化碳和二氧化碳混合气体6.72 L的质量为12 g。
(1)混合气体中一氧化碳和二氧化碳物质的量之比是________。
(2)混合气体中一氧化碳的质量分数是________。
(3)混合气体中氧原子个数是________。
18.某研究性学习小组欲测定室温下(25 ℃、101 kPa)的气体摩尔体积,该小组设计的简易实验装置如图所示:
该实验的主要操作步骤如下:
①用已知浓度的浓盐酸配制100 mL、1.0 mol·L-1的盐酸,需要用到的仪器有100 mL容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管;
②量取10.0 mL 1.0 mol·L-1的盐酸加入锥形瓶中;
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条,并系于铜丝末端,为使HCl全部参加反应,a的数值至少为________;
④往广口瓶中装入足量水,按图示连接好装置,检查装置的气密性;
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温,读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题:
(1)实验步骤④中检查装置气密性的方法是________________________________________。
(2)实验步骤⑤中应选用________的量筒。
A.100 mL B.200 mL C.500 mL
读数时除恢复到室温外,还要注意_______________________________。
(3)若忽略水蒸气的影响,在实验条件下测得气体摩尔体积Vm=____________;若未除去镁条表面的氧化膜,则测量结果____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
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解析
1.【答案】D
【解析】根据V=nVm可知,相同条件下气体物质的量越大,体积越大,A项,44.8 L H2O在标况下不是气体,其体积最小;B项,3.01×1023个CO2的物质的量为=0.5 mol;C项,0.6 mol CH4;D项,6 g H2的物质的量为:=3 mol;根据分析可知,气体体积最大的为D,故选D。
2.【答案】D
【解析】A错,在标准状况下,1 mol乙醇(液体)的体积不等于22.4 L,液体不能用气体摩尔体积计算;B错,未给定气体的条件,则1 mol H2所占的体积不一定为22.4 L;C错,在标准状况下,NA个任何气体的分子所占的体积约为22.4 L;D对,CO和N2的摩尔质量均为28 g·mol-1,在标准状况下,质量为28 g的CO和N2混合气体,其体积约为22.4 L。
3.【答案】A
【解析】在一定温度和压强下,气体分子之间的距离不变,这时影响气体体积的主要因素是气体分子数目的多少。
4.【答案】B
【解析】气体在非标准状况下的体积不能直接用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,A、C项错误;由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,相同体积的任何气体单质中所含的分子数相同,原子数不一定相同,D项错误。
5.【答案】C
【解析】1个N含有11个质子,因此0.01 mol N含有质子数为0.11NA,故A错误;没有说明在标准状况下,无法计算物质的量,故B错误;用极限思维思考,6.2 g白磷物质的量n===0.05 mol,含磷的物质的量为0.2 mol,含磷原子数为0.2NA,6.2 g红磷物质的量n===0.2 mol,含磷原子数为0.2NA,故C正确;10.0 mL 12 mol·L-1浓盐酸含HCl的物质的量为0.12 mol,与足量二氧化锰反应,由于浓盐酸在反应过程中逐渐变稀后就不再反应,因此转移电子数小于0.06NA,故D错误。
6.【答案】B
【解析】①24 g碳中所含碳原子的物质的量为=2 mol;②0.7 mol NH3含有原子的物质的量为0.7 mol×4=2.8 mol;③4.6 g Na含有钠原子的物质的量为=0.2 mol;④0.2 mol H2SO4含有原子的物质的量为0.2 mol×7=1.4 mol;⑤4 g He含原子的物质的量为=1 mol。原子的物质的量越大,原子数越多,则所含原子数由多到少的顺序为②①④⑤③,故选B。
7.【答案】A
【解析】甲、乙两室的气体体积之比为2∶1,同温同压下体积之比等于物质的量之比,乙室充入0.4 mol NH3,则甲室应充入0.8 mol N2,即m(N2)=0.8 mol×28 g/mol=22.4 g,A正确;未说明是否为标准状况,则乙室气体体积不一定为8.96 L,B错误;甲、乙两室气体原子数之比为(0.8×2NA)∶(0.4×4NA)=1∶1,C错误;气体不一定处于标准状况,气体的摩尔体积不一定是22.4 L/mol,故甲室气体密度不一定为1.25 g/L,D错误。
8.【答案】C
【解析】由题意知,反应的化学方程式:2A2+3B2===2X,根据质量守恒定律可知,X分子内一定含有两个A原子和三个B原子,即X的化学式为A2B3。
9.【答案】B
【解析】由题意可知1个O的质量为(b-a)g,1 mol O的质量NA(b-a)g,即O的摩尔质量为(b-a)NA g·mol-1。
10.【答案】C
【解析】428 g NH4Cl的物质的量为8 mol,含有8 mol 和8 mol Cl-,由于K+、、Cl-、的物质的量之比为9∶8∶9∶4,则该营养液中含有9 mol Cl-、9 mol K+和4 mol 。9 mol Cl-中有8 mol Cl-来自NH4Cl,1 mol Cl-来自KCl,则n(KCl)=1 mol;4 mol 来自K2SO4,则n(K2SO4)=4 mol,故KCl、K2SO4的质量分别为m(KCl)=1 mol×74.5 g·mol-1=74.5 g,m(K2SO4)=4 mol×174 g·mol-1=696 g。
11.【答案】B
【解析】元素是指具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。一种元素因中子数不同,有多种原子。元素的相对原子质量是指元素的同位素按其丰度计算的平均值。氧原子的相对原子质量为,但该值也不是氧元素的相对原子质量,故A错误;氧原子的质量为a g,1 mol氧原子含NA个氧原子,故NA个氧原子的质量为aNA g,故B正确;一个该氧原子的质量是a,x g该氧原子个数为。1个氧原子所含的电子数是8个,则x g该氧原子所含的电子数为,故C错误;氧原子有多种,中子数不一定是8,故中子数不一定为,故D错误。
12.【答案】D
【解析】CO和H₂混合气体与Na₂O₂反应,质量增加3.6 g,假设混合气体中物质的量为x mol,则物质的量为,加入足量的,电火花引燃,充分反应后,称重发现固体粉末的质量增加了3.6 g,则固体粉末增加的质量为和的质量,即,解得x=0.1 mol,则原混合物中H2的物质的量为0.5-0.1=0.4 mol,则原混合气体中和物质的量比为1:4,答案选D。
13.【答案】D
【解析】硝酸部分被还原为NO,其余以和分别存在于溶液中,物质的量分别为0.15 mol、0.1 mol,根据N原子守恒,原溶液中硝酸的物质的量为,其浓度为,故A正确;由离子方程式(未配平),设的系数为x;的系数为y,则根据化合价升降法可得关系①,反应过程中引进了Fe元素,失去了NO,溶液总体质量增加,根据差量法可知加进来的Fe的质量为14 g,物质的量为0.25 mol,故B正确;则有②。联立①②,解得,。故反应后的溶液中,C正确;反应后的溶液中只有能与Cu反应,根据反应可知,可消耗0.05 mol Cu,其质量为,故D不正确;故选D。
14.【答案】A
【解析】混合物与盐酸反应后生成FeCl₂溶液,并放出H₂ 0.01 mol(标准状况下224 mL)。n(HCl) = 0.1 mol,其中用于生成H₂的H⁺为0.02 mol,用于生成FeCl₂的Cl⁻为0.1 mol - 0.02 mol = 0.08 mol ⇒ n(Fe²⁺) = 0.04 mol,Fe元素质量 = 0.04 mol × 56 g/mol = 2.24 g,O元素质量通过生成H₂O的量计算:n(H₂O) = (0.1 mol - 0.02 mol)/2 = 0.04 mol ⇒ m(O) = 0.04 mol × 16 g/mol = 0.64 g,含Fe元素的质量为0.05 mol×56 g/mol=2.8 g,则混合物中铁元素的质量分数为≈81.4%,故选A。
15.【答案】(1)2 6.02×1023 (2)17b/2a (3)1.806×1024 68 (4)5∶5∶4
【解析】(1)Na2SO4溶于水发生电离:Na2SO4===2Na++,则1 mol Na2SO4电离出2 mol Na+和1 mol ,1 mol 的数目为6.02×1023。(2)a g H2O2的物质的量为a/34 mol,含有原子总数为b,则有a/34 mol×4×NA mol-1=b,NA=17b/2a。(3)3 mol NO含有6 mol原子,而含有6 mol原子的H2S为2 mol,其质量为2 mol×34 g·mol-1=68。(4)质量比为16∶7∶6的三种气体SO2、CO和NO的物质的量之比为 mol∶ mol∶=5∶5∶4,故三者的分子个数之比为5∶5∶4。
16.【答案】(1)①22.4 ②不一定 (2)相等 几乎相等 (3)2.8
【解析】(1)从表中的数据可以看出:1 mol任何气体在标准状况下,体积都约为22.4 L;1 mol不同气体,在不同条件下,体积不一定相同。
(2)因为在相同的温度和压强下,任何气体分子间的平均距离几乎相同且1 mol气体的分子数目也相同,所以在相同条件下,1 mol任何气体的体积几乎相等。
(3)4 g O2的物质的量n(O2)==0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol-1=2.8 L。
17.【答案】(1)1∶3 (2)17.5% (3) 3.160 5×1023
【解析】(1)混合气体的物质的量=6.72 L÷22.4 L·mol-1=0.3 mol,设一氧化碳的物质的量为x,二氧化碳的物质的量为y,则:解得:x=0.075 mol,y=0.225 mol,此混合物中一氧化碳和二氧化碳物质的量之比为0.075 mol∶0.225 mol=1∶3。(2)一氧化碳的质量为0.075 mol×28 g·mol-1=2.1 g,一氧化碳的质量分数=2.1 g÷12 g×100%=17.5%。(3)氧原子个数=(0.075 mol+0.225 mol×2)×6.02×1023 mol-1=3.160 5×1023。
18.【答案】③0.12
(1)两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿,如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面,表明装置气密性良好
(2)B 量筒内的液面与广口瓶内液面相平
(3)0.2V L·mol-1 偏小
【解析】③因HCl的物质的量为0.01 mol,由反应Mg+2HCl===MgCl2+H2↑知,HCl可与0.005 mol Mg完全反应,为保证HCl完全反应,故镁应不少于0.005 mol×24 g·mol-1=0.12 g。(1)本装置可与制氢气的装置联系,用微热法检查装置的气密性。(2)实验中产生的气体在标准状况下的体积为0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L=112 mL,考虑到室温时气体的体积大于此值,且仪器规格越接近实际测量值,误差越小,故选B。读数时注意量筒内的液面与广口瓶中液面相平,保证气压相等。(3)Vm是气体的体积(排出水的体积)与气体的物质的量之比。若未除去表面的氧化膜,导致氧化膜消耗盐酸且使镁的质量减小,从而放出H2的体积变小,则Vm偏小。
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