内容正文:
素养提升练(二) 宏微辨析——NA的综合应用
1.[2025·广东部分学校阶段考] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.25 ℃,1.01×105 Pa时,4 g氦气所含分子数为NA
B.4.48 L由乙烯、丙烯组成的混合气体中含有的氢原子数为0.4NA
C.100 mL 2.0 mol·L-1的盐酸与醋酸溶液中氢离子数目均为0.2NA
D.1 mol Na2O2与足量水蒸气反应转移电子数为2NA
2.[2024·湖北黄石调研] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.1 mol CH≡CH中含有的共用电子对的数目为3NA
B.1.0 mol·L-1的AlCl3溶液中含有的阴离子总数为3NA
C.1.7 g羟基(—OH)和1.7 g OH-中含有的质子数均为0.9NA
D.20 mL 18 mol·L-1浓硫酸与足量铜反应,转移的电子数为0.36NA
3.[2025·河南豫西北教研联盟检测] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.1 mol OH-中含有的电子数为9NA
B.明矾净水时,0.1 mol·L-1的Al3+形成的Al(OH)3胶粒的数目为0.1NA
C.1 mol SiO2晶体中含有的硅氧键数目为2NA
D.一定条件下,2 mol SO2与1 mol O2充分反应,生成的SO3分子数目小于2NA
4.[2025·河北衡水二中校区联考] 工业上常用浓氨水来检验氯气管道是否漏气,其反应为2NH3+3Cl26HCl+N2、HCl+NH3NH4Cl。设NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.常温常压下,22.4 L Cl2中含分子总数为NA
B.常温下,1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中含有的阳离子数小于0.1NA
C.等物质的量的N2和NH3含有的共用电子对数均为3NA
D.21.3 g Cl2与8.5 g NH3充分反应,转移的电子数为0.6NA
5.[2025·安徽江淮十校联考] NA为阿伏伽德罗常数的数值。下列叙述正确的是 ( )
A.加热条件下,1 mol Fe和1 mol Cl2充分反应,转移的电子数目为2NA
B.标准状况下,11.2 L HF所含有的分子数为0.5NA
C.室温下pH=12的NaOH溶液中OH-数目为0.01NA
D.质量比为2∶1的SO2和O2反应生成SO3小于2NA
6.[2025·河北承德、张家口一模] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.原子总物质的量为3 mol的二氧化硅晶体中含共价键总数为4NA
B.100 g质量分数为46%的乙醇溶液中所含分子总数为NA
C.1 mol N2与足量H2反应后转移电子数目为6NA
D.13 g含12C和14C的金刚石中含有的中子数为7NA
7.[2025·湖南娄底一模] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述错误的是 ( )
A.《天工开物》中记载“凡石灰,经火焚炼为用”,10.0 g CaCO3完全分解生成的CaO中含离子数为0.1NA
B.《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,5.6 g Fe完全反应转移电子数为0.2NA
C.《本草纲目》中记载“水银乃至阴之毒物,因火煅丹砂而出”,1 mol HgS完全反应得到水银,生成的SO2分子数为NA
D.《农政全书》中记载“今之搅车,以一人当三人矣”,搅车用于轧棉,若1 mol纤维素[化学式为(C6H10O5)n]完全水解,则产生葡萄糖分子数为nNA
8.橄榄、虾米、香菜中均含有丰富的氯元素,氯及其化合物的转化关系如图所示,NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.5.6 L Cl2中含有的质子数为8.5NA
B.理论上反应①中每消耗0.1 mol HCl,生成的Cl2分子数为0.1NA
C.0.1 mol Ca(ClO)2晶体中,含有的ClO-数目为0.2NA
D.反应②中每有0.3 mol Cl2参加反应,转移电子数为0.6NA
9.[2025·湖北武汉调研] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。四乙基铅[(C2H5)4Pb,熔点为-136 ℃]可用作汽油抗爆震剂,制备原理为4C2H5Cl+4Na+Pb(C2H5)4Pb+4NaCl。下列说法错误的是 ( )
A.1 mol Pb含有的价电子数目为4NA
B.1 mol C2H5Cl中所含共价键的数目为7NA
C.1 mol (C2H5)4Pb中sp3杂化的原子数目为8NA
D.每消耗2.3 g Na,反应转移的电子数目为0.2NA
10.[2024·湖北宜荆荆随恩二模] 设NA为阿伏伽德罗常数的值。钛镍记忆合金用于制造神舟十四号飞船的天线。钛酸亚铁(FeTiO3)高温下通过以下反应转化为Ti,用于冶炼钛:2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO。下列说法错误的是 ( )
A.每生成1 mol TiCl4转移电子数为7NA
B.1 mol基态Ti原子中未成对电子数为2NA
C.1 mol Fe(CO)5中含5NA个配位键
D.2 L 1 mol·L-1的FeCl3溶液中,阳离子数目大于2NA
11.中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破,相关合成路线如图所示。设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.CO2、HCHO、CH3OH中以碳原子为中心形成的键角依次增大
B.16 g CH3OH含有极性键的数目为2.5NA
C.由CH3OH生成1 mol HCHO,理论上转移电子的数目为NA
D.30 g HCHO与DHA的混合物中含有氧原子的数目为2NA
12.[2024·湖北武汉部分重点中学联考] 我国在二氧化碳电催化转化研究中取得重要进展,通过调控N-carbon的孔道结构和表面活性位构型,成功实现了CO2直接转化生成乙醇。设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.标准状况下,5.6 L CO2中所含电子的数目为4NA
B.25 ℃时,C2H5OH所含共价键的数目为8NA
C.0.1 mol乙醇分子和0.2 mol乙酸分子发生酯化反应,最多可生成0.1NA个乙酸乙酯分子
D.CO2电催化过程中,每生成1 mol乙醇分子,转移电子的数目为12NA
13.[2025·东北三省三校联合模拟] 乙醇酸可用于新型可降解材料的合成,未来可应用于人体内埋植型修复器械等。高选择性实现甘油在双氧水中被氧化为乙醇酸的反应如图所示。设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( )
A.常温下,1 mol甘油溶于水可电离出的氢氧根离子数目为3NA
B.1 mol甘油转化为1 mol乙醇酸和1 mol甲醛时需要NA个H2O2分子参与反应
C.1 mol乙醇酸发生聚合反应可生成聚乙醇酸分子NA个
D.1 mol乙醇酸中含有9NA个共用电子对
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素养提升练(二) 宏微辨析——NA的综合应用
1.A [解析] 氦气是单原子分子,4 g氦气物质的量为1 mol,含有的分子数目为NA,A正确;未说明混合气体所处的状况,不能进行计算,B错误;HCl和CH3COOH的物质的量均为0.2 mol,但醋酸为弱酸,在溶液中部分电离,所以醋酸溶液中H+数目小于0.2NA,C错误;Na2O2与足量水蒸气反应生成氢氧化钠和氧气,反应为2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,Na2O2中-1价氧元素既升高到0价,又降低到-2价,因此1 mol Na2O2与足量水蒸气反应转移电子数为NA,D错误。
2.C [解析] 1个CH≡CH分子中含有2个碳氢单键和1个碳碳三键,则1 mol CH≡CH中含有的共用电子对的数目为5NA,A错误;只有溶液的浓度,缺少溶液的体积,不能计算微粒数目,B错误;羟基(—OH)和OH-的质子数均为9,1.7 g羟基(—OH)和1.7 g OH-中含有的质子数均为0.9NA,C正确;已知随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,故无法计算20 mL 18 mol·L-1的浓硫酸与足量铜反应转移的电子数,D错误。
3.D [解析] 1个OH-含有10个电子,1 mol OH-中含有10 mol电子,即电子数为10NA,A错误;未给出溶液体积,且Al(OH)3胶粒是许多Al(OH)3的集合体,故不能确定Al(OH)3胶粒的数目,B错误;1个Si形成4个硅氧键,故1 mol SiO2晶体中含有的硅氧键数目为4NA,C错误;SO2和O2生成SO3是可逆反应,故一定条件下,2 mol SO2与1 mol O2充分反应,生成的SO3分子数目小于2NA,D正确。
4.D [解析] 常温常压下,22.4 L Cl2的物质的量小于1 mol,所含分子总数小于NA,A错误;常温下,1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,n(N)+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-),含有的阳离子数大于0.1NA,B错误;1 mol N2和1 mol NH3含有的共用电子对数均为3NA,但等物质的量≠1 mol,C错误;21.3 g Cl2的物质的量为0.3 mol,8.5 g NH3的物质的量为0.5 mol,则Cl2全部参与反应,转移的电子数为0.6NA,D正确。
5.A [解析] 加热条件下,Fe和Cl2发生的反应为2Fe+3Cl22FeCl3,故1 mol Fe和1 mol Cl2反应时,Fe过量,则按Cl2计算,转移的电子数目为2NA,A正确;标准状况下,HF不是气体,不能计算11.2 L HF的物质的量,也就无法计算含有的分子数,B错误;室温下pH=12的NaOH溶液中OH-浓度为10-2 mol·L-1,但溶液体积未知,无法计算,C错误;未明确气体的实际质量,质量比为2∶1的SO2和O2充分反应生成SO3可能大于2NA,可能等于2NA,可能小于2NA,不能确定,D错误。
6.A [解析] 1 mol SiO2中含有3 mol原子,则原子总物质的量为3 mol的二氧化硅晶体为1 mol SiO2,1 mol SiO2中含有4 mol Si—O,则含共价键总数为4NA,A正确;100 g质量分数为46%的乙醇溶液中乙醇的质量为46 g,即1 mol 乙醇,溶液中还有54 g水,即3 mol水,所含分子总数大于NA,B错误;N2与H2的反应为可逆反应,转移电子数目无法计算,C错误;12C和14C的比例不确定,所含中子数无法计算,D错误。
7.A [解析] CaCO3CaO+CO2↑,10.0 g CaCO3即0.1 mol CaCO3,完全分解生成0.1 mol CaO,含阴、阳离
子共为0.2 mol,即0.2NA,A错误;Fe+CuSO4Cu+FeSO4中, 0.1 mol Fe失去0.2 mol电子,即转移电子数为
0.2 NA,B正确;HgS+O2Hg+SO2, 1 mol HgS完全反应生成1 mol SO2,即生成的SO2分子数为NA,C正确;(C6H10O5)n(纤维素)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖),1 mol纤维素完全水解生成n mol葡萄糖,则产生葡萄糖分子数为nNA,
D正确。
8. C [解析] 由图知,反应①次氯酸钙与HCl反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为4HCl+Ca(ClO)22Cl2↑+CaCl2+2H2O;反应②氯气与氢氧化钾溶液反应生成氯化钾、氯酸钾和水,反应的化学方程式为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O;没有明确是标准状况下,无法计算5.6 L氯气的物质的量和含有的质子数,A错误;由方程式知,反应①中消耗0.1 mol氯化氢时,生成氯气的分子数为0.1 mol××NA mol-1=
9. 0.05NA,B错误;0.1 mol次氯酸钙晶体中含有次氯酸根离子的数目为0.1 mol×2×NA mol-1=0.2NA,C正确;由方程式知,反应②中3 mol氯气参加反应时,反应转移电子的物质的量为5 mol,则有0.3 mol氯气参加反应时,转移电子的数目为0.5NA,D错误。
9.C [解析] Pb是第ⅣA族元素,价电子数为4,故1 mol Pb含有的价电子数目为4NA,A正确;C2H5Cl的结构式为,因此1 mol C2H5Cl中所含共价键的数目为7NA,B正确;乙基中碳原子的价层电子对数为4,碳原子采取sp3杂化,而Pb与4个乙基中的1个碳原子分别形成1个配位键且无孤电子对,即Pb也采取sp3杂化,故1 mol(C2H5)4Pb中sp3杂化的原子数目为9NA,C错误;4C2H5Cl+4Na+Pb(C2H5)4Pb+4NaCl中,Na失去电子生成Na+,Pb元素化合价由0价升高至+4价,因此每消耗4 mol Na,反应中共转移8 mol电子,2.3 g Na的物质的量为0.1 mol,则转移的电子数目为0.2NA,D正确。
10.C [解析] 由反应方程式2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO可知,每生成1 mol TiCl4,消耗3.5 mol Cl2,转移电子数为7NA,A正确;基态Ti原子的价层电子排布为3d24s2,即每个基态Ti原子中有2个未成对电子,则1 mol基态Ti原子中未成对电子数为2NA,B正确;Fe(CO)5中每个Fe和5个CO形成5个配位键,而1个CO分子中还含有1个配位键,故1 mol Fe(CO)5中含10NA个配位键,C错误;由水解方程式Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+可知,Fe3+水解使阳离子数目增多,2 L 1 mol·L-1的FeCl3溶液中,阳离子数目大于2 L×1 mol·L-1×NA mol-1=2NA,D正确。
11.B [解析] CO2为直线形分子,以碳原子为中心形成的键角为180°;HCHO中心原子C为sp2杂化,键角约为120°;CH3OH中心原子C为sp3杂化,键角约为109°28';故A错误。1个CH3OH分子含有5个极性键,则16 g CH3OH含有的极性键的物质的量为×5=2.5 mol,数目为2.5NA,故B正确。CH3OH+O2HCHO+H2O2,生成1 mol HCHO转移电子数为2NA,故C错误。DHA的分子式为C3H6O3,DHA与HCHO最简式都是CH2O,则30 g HCHO与DHA的混合物中含有氧原子的物质的量为×1=1 mol,即含有氧原子的数目为NA,故D错误。
12.D [解析] 1个CO2分子中含22个电子,标准状况下5.6 L CO2为0.25 mol,含电子的数目为5.5NA,A错误;不确定乙醇的物质的量,不能计算其共价键数目,B错误;乙醇和乙酸发生的酯化反应是可逆反应,不能进行到底,故生成乙酸乙酯分子数小于0.1NA,C错误;电催化过程中由CO2生成乙醇的过程中碳元素由+4价降低到-2价,故每生成1 mol乙醇分子,转移电子的数目为12NA,D正确。
13.D [解析] 甘油不能电离出OH-,A错误;甘油转化为乙醇酸和甲醛的化学方程式为+2H2O2+HCHO+3H2O,则1 mol甘油需2 mol H2O2,即2NA个H2O2分子,B错误;多个乙醇酸发生聚合反应生成1个聚乙醇酸分子,1 mol乙醇酸聚合成高聚物时,生成的聚合物分子数通常远小于1 mol,C错误;乙醇酸的结构式为,含有9个共用电子对,则1 mol乙醇酸中含有9NA个共用电子对,D正确。
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