内容正文:
《暑假先修|高一化学自学提升讲义》 麦子化学
《暑假先修|高一化学自学提升讲义》
第2讲 定量计算衔接-----物质的量
【学习目标】
1.复习相对原子质量、相对分子质量、初中化学方程式简单计算;
2.理解物质的量、摩尔质量的定义与单位,理清微观粒子与宏观质量联系;
3.熟练完成质量、物质的量、微粒数之间基础换算;
4.会运用物质的量进行简单方程式定量计算,完成初中计算向高中定量体系过渡。
【旧知回顾】
一、相对原子质量及化学式的相关计算
1.相对原子质量
(1)计算公式:相对原子质量= (单位为1,通常省略)。
注意 原子的质量几乎全部集中在 上,相对原子质量只是一个比值,不是原子的实际质量。
(2)近似计算式:相对原子质量≈ + 。
24.化学式的相关计算
(1)相对分子质量=化学式中各原子的相对原子质量与原子个数乘积之和。
(2)化合物中各元素的质量比= 。
(3)物质中某元素的质量分数= 。
(4)物质中某元素的质量=物质的质量×该元素的质量分数。
二、溶质质量分数
1、溶质质量分数定义:定量表示溶液组成的方法很多,化学上常用 来表示溶液的组成。它是溶质与溶液的质量之比。
2、其定义公式为:溶质的质量分数=×100%。
3、变形公式:溶质质量= × ;溶剂质量= 的质量— 的质量
4、溶液的稀释问题
(1)通过向一定溶质质量分数的溶液中加入水或蒸发水,改变其溶质质量分数,在此过程中,浓稀溶液中
的质量不变。
(2)稀释前浓溶液质量×浓溶液 =稀释后稀溶液质量× 稀溶液
三、化学方程式的相关计算
1.化学方程式的计算步骤:
(1)设:设 (说清楚设的是质量还是质量分数等,一定不要带 );
(2)方:写出 并配平(一定配平);
(3)标:标出有关物质的量:上标 ,下标已 ;
(4比:列 ,求解;
(5)答:简明地写出答案。
2.化学方程式的综合计算
(1)计算中可能用到的公式有:
质量= ×
分解率= / ×100%
某物质的质量分数=某物质的 / ×100%
纯净物的质量=混合物的质量×
(2)已知量的选择要合适,在化学方程式中只能用纯净物的质量,混合物的质量不能用,例如题干中提到恰好用来25g的稀盐酸,注意这个25g,不能用作化学方程式中HCl的质量,因为这个25g是HCl和水的总质量。
【新知梳理】
一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量
(1)物质的量
①概念:物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体。
②符号及单位:符号为 ,单位为摩尔。
(2)物质的量的单位——摩尔
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。
(2)符号:符号为NA,通常用 表示。
(3)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
二、摩尔质量
1.摩尔质量
(1)摩尔质量的得出
①计算填表
物质
微粒
1个粒子的
实际质量/g
6.02×1023个
粒子的质量/g
相对分子
(或原子)质量
H2O
2.990×10-23
Al
4.485×10-23
②结论:6.02×1023个粒子(1摩尔)的质量(以克为单位时),在数值上(近似)等于该粒子的 。
(2)摩尔质量
2.物质的量、质量、粒子数之间的相关计算
N n m
(粒子数) (物质的量) (质量)
【典例精讲】
【例1】剧烈运动时肌肉酸痛是由于体内产生的乳酸(化学式C3H6O3)不能在短时间内分解而导致的乳酸堆积。下列说法正确的是( )
A.乳酸由C、H、O三种原子构成
B.乳酸中碳原子和氢原子的质量比为1∶2
C.乳酸中氢元素的质量分数最大
D.相同质量的葡萄糖(C6H12O6)和乳酸中含有的氧元素质量相同
【例2】在一个密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质,一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是( )
A.x=14 B.乙一定是催化剂
C.甲可能是单质 D.丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8
【例3】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
【例4】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
【重难突破】
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。
(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)。
4.物质与构成粒子的物质的量的关系
(1)Na2CO3 ~ 2Na+ ~ CO ~ 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+ ~ SO ~ 4O
n: 1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
N: 6.02×1023 1.204×1024 6.02×1023 2.408×1024
5.有关粒子数、物质的量及质量之间的计算
【基础巩固练】
1.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
2.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
3.布洛芬(C13H18O2)是常见的消炎止痛药。下列关于布洛芬的说法正确的是( )
A.属于氧化物
B.由33个原子构成
C.C、H、O三种元素的质量比为13∶18∶2
D.碳元素的质量分数为×100%
4.在一定条件下,一密闭容器内发生某反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示:
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
10
40
13
6
反应后的质量/g
5
x
38
y
下列说法错误的是( )
A.若丁为催化剂,则x=20 B.乙可能是生成物
C.x与y之和一定是26 D.甲和丙的质量变化之比为1∶5
5.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B.1 mol水中约含有6.02×1023个水分子
C.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
D.0.5NA个氢分子的物质的量是0.5 mol
6.下列有关青蒿素(化学式:C15H22O5)的叙述正确的是( )
A.青蒿素的摩尔质量为282
B.6.02×1023个青蒿素分子的质量约为282 g
C.1 mol青蒿素的质量为282 g·mol-1
D.282 g青蒿素中含有15个碳原子
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
8.在化学反应A+2B===C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22∶9,当6.4 g B与足量A完全反应后,生成3.6 g D。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8∶11 B.2∶11 C.16∶11 D.16∶9
9.3.2 g某气体含有的分子数为6.02×1022,则该气体的相对分子质量是( )
A.32 B.64
C.32 g·mol-1 D.64 g·mol-1
10.根据物质的量的相关概念与计算公式填空。
(1)5 mol CO2约含________个CO2分子,1.204×1024个CO2分子的物质的量为________ mol。
(2)1 mol H2O2约含________个原子,________ mol电子。
(3)5 mol CO2与2 mol H2O2的分子数之比是______________________________________,
分子中原子总数之比是________。
【拓展提升练】
11.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 mol
C.W g该原子中含有NA个该原子
D.由已知信息可得NA=
12.下列各物质所含原子个数由多到少的排列顺序为( )
①0.5 mol NH3 ②4 g氦气 ③4 ℃时9 mL水 ④0.2 mol H3PO4
A.①④③② B.④③②①
C.②③④① D.①④②③
13.关注环保,消除污染是化学研究的重要方向,科学家发现,利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛,其反应微观示意图如图所示。
(1)甲醛的化学式为 ;图示物质中有 种氧化物。
(2)实验测定:该催化剂每小时可消除5 mol甲醛,并生成等物质的量的H2O,求:
①每小时消除甲醛的分子数为 ;
②生成水的摩尔质量为 。
(3)相同质量的O2和CO2所含原子个数比是 。
14.如图是已破损的维生素C(简写作VC)说明书部分信息。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)小王妈妈每天按上述用法与用量服用该VC片剂,小王建议妈妈食用西红柿来代替VC片,若 100 g 西红柿含30 mg VC,则小王妈妈每天需食用西红柿 g才可达到服用上述VC片的效果。
15.(1)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____________。
(2)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________________。
(3)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,物质的量最大的是____________,含有分子数目最少的是________,含有的原子数目最多的是________。
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《暑假先修|高一化学自学提升讲义》 麦子化学
《暑假先修|高一化学自学提升讲义》
第2讲 定量计算衔接-----物质的量
【学习目标】
1.复习相对原子质量、相对分子质量、初中化学方程式简单计算;
2.理解物质的量、摩尔质量的定义与单位,理清微观粒子与宏观质量联系;
3.熟练完成质量、物质的量、微粒数之间基础换算;
4.会运用物质的量进行简单方程式定量计算,完成初中计算向高中定量体系过渡。
【旧知回顾】
一、相对原子质量及化学式的相关计算
1.相对原子质量
(1)计算公式:相对原子质量=(单位为1,通常省略)。
注意 原子的质量几乎全部集中在原子核上,相对原子质量只是一个比值,不是原子的实际质量。
(2)近似计算式:相对原子质量≈质子数+中子数。
24.化学式的相关计算
(1)相对分子质量=化学式中各原子的相对原子质量与原子个数乘积之和。
(2)化合物中各元素的质量比=各原子个数与原子相对原子质量的乘积之比。
(3)物质中某元素的质量分数=×100%。
(4)物质中某元素的质量=物质的质量×该元素的质量分数。
二、溶质质量分数
1、溶质质量分数定义:定量表示溶液组成的方法很多,化学上常用溶质质量分数来表示溶液的组成。它是溶质与溶液的质量之比。
2、其定义公式为:溶质的质量分数=×100%。
3、变形公式:溶质质量=溶液质量 ×溶质质量分数;溶剂质量=溶液的质量—溶质的质量
4、溶液的稀释问题
(1)通过向一定溶质质量分数的溶液中加入水或蒸发水,改变其溶质质量分数,在此过程中,浓稀溶液中溶质的质量不变。
(2)稀释前浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数=稀释后稀溶液质量× 稀溶液溶质质量分数
三、化学方程式的相关计算
1.化学方程式的计算步骤:
(1)设:设未知数(说清楚设的是质量还是质量分数等,一定不要带单位);
(2)方:写出化学方程式并配平(一定配平);
(3)标:标出有关物质的量:上标相对分子质量,下标已知质量和未知数;
(4比:列比例式,求解;
(5)答:简明地写出答案。
2.化学方程式的综合计算
(1)计算中可能用到的公式有:
质量=密度×体积
分解率=已分解物质的质量/未分解物质的质量×100%
某物质的质量分数=某物质的质量/含该物质的总质量×100%
纯净物的质量=混合物的质量×纯度
(2)已知量的选择要合适,在化学方程式中只能用纯净物的质量,混合物的质量不能用,例如题干中提到恰好用来25g的稀盐酸,注意这个25g,不能用作化学方程式中HCl的质量,因为这个25g是HCl和水的总质量。
【新知梳理】
一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量
(1)物质的量
①概念:物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体。
②符号及单位:符号为n,单位为摩尔。
(2)物质的量的单位——摩尔
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。
(2)符号:符号为NA,通常用6.02×1023 mol-1表示。
(3)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
二、摩尔质量
1.摩尔质量
(1)摩尔质量的得出
①计算填表
物质
微粒
1个粒子的
实际质量/g
6.02×1023个
粒子的质量/g
相对分子
(或原子)质量
H2O
2.990×10-23
18
18
Al
4.485×10-23
27
27
②结论:6.02×1023个粒子(1摩尔)的质量(以克为单位时),在数值上(近似)等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
(2)摩尔质量
2.物质的量、质量、粒子数之间的相关计算
N n m
(粒子数) (物质的量) (质量)
【典例精讲】
【例1】剧烈运动时肌肉酸痛是由于体内产生的乳酸(化学式C3H6O3)不能在短时间内分解而导致的乳酸堆积。下列说法正确的是( )
A.乳酸由C、H、O三种原子构成
B.乳酸中碳原子和氢原子的质量比为1∶2
C.乳酸中氢元素的质量分数最大
D.相同质量的葡萄糖(C6H12O6)和乳酸中含有的氧元素质量相同
【答案】D
【解析】乳酸是由乳酸分子构成的,乳酸分子由C、H、O三种原子构成,故A错误;乳酸中碳、氢、氧元素的质量比为(12×3)∶(1×6)∶(16×3)=6∶1∶8,则乳酸中氧元素的质量分数最大,故B、C错误;1个葡萄糖分子和1个乳酸分子中碳、氢、氧三种原子的个数比均为1∶2∶1,则葡萄糖、乳酸中氧元素的质量分数相同,相同质量的葡萄糖(C6H12O6)和乳酸中含有的氧元素质量相同,故D正确。
【例2】在一个密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质,一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是( )
A.x=14 B.乙一定是催化剂
C.甲可能是单质 D.丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8
【答案】A
【解析】反应前后乙的质量不变,则乙可能是该反应的催化剂或不参加反应的杂质,故B错误;由反应前后各物质质量可知,甲是分解反应的反应物,则甲一定是化合物,故C错误;反应过程中丙和丁质量的变化比是9 g∶8 g=9∶8,由于不知道化学计量数,无法判断丙和丁的相对分子质量之比,故D错误。
【例3】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
【答案】D
【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=0.5 mol,D正确。
【例4】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
【答案】D
【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。
【重难突破】
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。
(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)。
4.物质与构成粒子的物质的量的关系
(1)Na2CO3 ~ 2Na+ ~ CO ~ 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+ ~ SO ~ 4O
n: 1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
N: 6.02×1023 1.204×1024 6.02×1023 2.408×1024
5.有关粒子数、物质的量及质量之间的计算
【基础巩固练】
1.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
【答案】D
【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。
2.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
【答案】A
【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。
3.布洛芬(C13H18O2)是常见的消炎止痛药。下列关于布洛芬的说法正确的是( )
A.属于氧化物
B.由33个原子构成
C.C、H、O三种元素的质量比为13∶18∶2
D.碳元素的质量分数为×100%
【答案】D
【解析】由化学式可知,布洛芬是由碳、氢、氧三种元素组成的,不属于氧化物,故A不正确;布洛芬是由布洛芬分子构成的,一个布洛芬分子由13+18+2=33个原子构成,故B不正确;由化学式可知,布洛芬中C、H、O三种元素的质量比为(12×13)∶(1×18)∶(16×2)=78∶9∶16,故C不正确。
4.在一定条件下,一密闭容器内发生某反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示:
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
10
40
13
6
反应后的质量/g
5
x
38
y
下列说法错误的是( )
A.若丁为催化剂,则x=20 B.乙可能是生成物
C.x与y之和一定是26 D.甲和丙的质量变化之比为1∶5
【答案】B
【解析】若丁为催化剂,则y=6,x=10+40+13-5-38=20,A正确;由质量守恒定律知10+40+13+6=5+x+38+y,x+y=26,若乙为生成物则x>40,不符合题意,B错误,C正确;甲和丙的质量变化之比为5 g∶25 g=1∶5,D正确。
5.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B.1 mol水中约含有6.02×1023个水分子
C.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
D.0.5NA个氢分子的物质的量是0.5 mol
【答案】C
【解析】阿伏加德罗常数是0.012 kg 12C中所含有的原子数,符号为NA,近似值为6.02×1023 mol-1。
6.下列有关青蒿素(化学式:C15H22O5)的叙述正确的是( )
A.青蒿素的摩尔质量为282
B.6.02×1023个青蒿素分子的质量约为282 g
C.1 mol青蒿素的质量为282 g·mol-1
D.282 g青蒿素中含有15个碳原子
【答案】B
【解析】根据青蒿素的分子式可知,青蒿素的相对分子质量为282,故青蒿素的摩尔质量为282 g·mol-1,A错误;6.02×1023个青蒿素分子的物质的量为=1 mol,其质量约为282 g·mol-1×1 mol=282 g,B正确、C错误;282 g青蒿素的物质的量为=1 mol,1个青蒿素分子中含有15个碳原子,故1 mol青蒿素分子中含有15 mol×6.02×1023 mol-1=9.03×1024个C原子,D错误。
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
【答案】D
【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=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O构成,则1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA,D错误。
8.在化学反应A+2B===C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22∶9,当6.4 g B与足量A完全反应后,生成3.6 g D。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8∶11 B.2∶11 C.16∶11 D.16∶9
【答案】C
【解析】设生成C的质量为x,
A+2B===C+2D
22n 2×9n
x 3.6 g
=,解得x=4.4 g,则生成C的质量为4.4 g,所以在此反应中B和C的质量比是6.4 g∶4.4 g=16∶11。
9.3.2 g某气体含有的分子数为6.02×1022,则该气体的相对分子质量是( )
A.32 B.64
C.32 g·mol-1 D.64 g·mol-1
【答案】A
【解析】n===0.1 mol,M===32 g·mol-1。所以该气体的相对分子质量为32。
10.根据物质的量的相关概念与计算公式填空。
(1)5 mol CO2约含________个CO2分子,1.204×1024个CO2分子的物质的量为________ mol。
(2)1 mol H2O2约含________个原子,________ mol电子。
(3)5 mol CO2与2 mol H2O2的分子数之比是______________________________________,
分子中原子总数之比是________。
【答案】(1)3.01×1024 2
(2)2.408×1024 18
(3)5∶2 15∶8
【解析】(1)1 mol某种微粒集合体中所含微粒数约为6.02×1023,根据N=n×NA,可知5 mol CO2含有的CO2分子数约为5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1024;根据n=,1.204×1024个CO2分子的物质的量n(CO2)=2 mol。
(2)1个H2O2分子中含有2个H原子和2个O原子,即1个H2O2分子中共含有4个原子,所以1 mol H2O2含4 mol原子,根据N=n×NA知,N(原子)=4 mol×6.02×1023 mol-1=2.408×1024;1个H2O2分子中共含有18个电子,根据n=可知微粒个数比等于微粒的物质的量之比,所以1 mol H2O2含18 mol电子。
(3)根据n=可知微粒个数比等于微粒的物质的量之比,所以5 mol CO2与2 mol H2O2的分子数之比是5∶2。1个CO2分子中含有3个原子,所以5 mol CO2分子中含有原子的物质的量为15 mol;1个H2O2分子中含有4个原子,所以2 mol H2O2分子中含有原子的物质的量为8 mol;所以5 mol CO2与2 mol H2O2分子中原子总数之比是15∶8。
【拓展提升练】
11.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 mol
C.W g该原子中含有NA个该原子
D.由已知信息可得NA=
【答案】D
【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=,物质的量为 mol,B、C错误。
12.下列各物质所含原子个数由多到少的排列顺序为( )
①0.5 mol NH3 ②4 g氦气 ③4 ℃时9 mL水 ④0.2 mol H3PO4
A.①④③② B.④③②①
C.②③④① D.①④②③
【答案】A
【解析】①1个NH3分子中含有4个原子,0.5 mol NH3中含有原子的物质的量为0.5 mol×4=2 mol;②4 g氦气的物质的量为=1 mol,氦气是单原子分子,故4 g氦气中所含氦原子的物质的量为1 mol;③4 ℃时9 mL水的质量为9 mL×1 g·mL-1=9 g,其物质的量为=0.5 mol,1个H2O分子中含有3个原子,故4 ℃时9 mL水中含有原子的物质的量为0.5 mol×3=1.5 mol;④1个H3PO4分子中含有8个原子,故0.2 mol H3PO4中含有原子的物质的量为0.2 mol×8=1.6 mol。故所含原子数目由多到少的排列顺序为①④③②。
13.关注环保,消除污染是化学研究的重要方向,科学家发现,利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛,其反应微观示意图如图所示。
(1)甲醛的化学式为 ;图示物质中有 种氧化物。
(2)实验测定:该催化剂每小时可消除5 mol甲醛,并生成等物质的量的H2O,求:
①每小时消除甲醛的分子数为 ;
②生成水的摩尔质量为 。
(3)相同质量的O2和CO2所含原子个数比是 。
【答案】(1)HCHO 2
(2)①5NA或3.01×1024 ②18 g·mol-1
(3)11∶12
【解析】(1)如图根据微观示意图,甲醛化学式为HCHO,氧化物是指分子中只有两种元素,其中一种为O元素的化合物,图中的氧化物有CO2 和H2O,共2种。(2)①5 mol甲醛的分子数为N=n·NA=5NA=5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1024;②水的相对分子质量为18,摩尔质量为 18 g·mol-1。(3)设O2 和CO2 质量均为44 g,则 44 g O2 的物质的量为 = mol,所含原子的物质的量为 mol×2= mol;44 g CO2 的物质的量为=1 mol,所含原子的物质的量为1 mol×3=3 mol,根据N=n·NA,原子个数比即为物质的量之比,即相同质量的O2 和CO2 所含原子个数比是∶3= 11∶12。
14.如图是已破损的维生素C(简写作VC)说明书部分信息。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)小王妈妈每天按上述用法与用量服用该VC片剂,小王建议妈妈食用西红柿来代替VC片,若 100 g 西红柿含30 mg VC,则小王妈妈每天需食用西红柿 g才可达到服用上述VC片的效果。
【答案】(1)C6H8O6 176 g·mol-1 (2)9∶1 0.6NA (3)200
【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,含有氧原子的个数为=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,则小王妈妈每天需食用西红柿×100 g=200 g才可达到服用上述VC片的效果。
15.(1)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____________。
(2)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________________。
(3)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,物质的量最大的是____________,含有分子数目最少的是________,含有的原子数目最多的是________。
【答案】(1)5∶4 5∶6 6∶5 (2)a∶(a+2b) (3)H2 SO2 H2
【解析】(1)n(SO2)=,n(SO3)=,故二者物质的量之比为5∶4。若氧元素的质量相等,则有m(SO2)=××64 g·mol-1,m(SO3)=××80 g·mol-1,其质量之比为6∶5。
(2)根据质量守恒定律,反应前后各元素种类不变、原子个数不变可得出结果。
(3)质量相同的情况下,摩尔质量越小,物质的量越大,所以物质的量最大的是H2;所含分子数目最少的即物质的量最小的,也就是摩尔质量最大的,是SO2;用NA表示阿伏加德罗常数的值,则含有的原子数目分别是(设质量均为m g):H2:×2×NA=mNA;NH3:×4×NA≈0.24mNA,SO2:×3×NA≈0.05mNA;O3:×3×NA≈0.06mNA,所以原子数最多的是H2。
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