摘要:
**基本信息**
聚焦物质的量核心概念,通过典型例题构建"概念辨析-定量计算-实验应用"的逻辑体系,强化化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
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|阿伏加德罗常数应用|7题(含2021湖南卷真题)|正误判断为主,覆盖气体摩尔体积、水解等易错点|从基本概念到复杂情境,层层递进考查概念辨析能力|
|气体定律应用|3题|结合实验装置分析气体状态关系|以阿伏加德罗定律为核心,构建"量-体积-压强"关联|
|溶液配制与计算|3题|操作判断与误差分析|物质的量浓度计算与实验操作规范的融合|
|化学计量综合|2题|涉及氧化还原反应电子转移、混合物计算|守恒思想在复杂反应体系中的应用|
|溶解度与提纯|2题|结合曲线分析分离方法|溶解度概念与工业流程的实际应用|
内容正文:
课时冲关三 物质的量
学生用书 P381
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.(2025·天津和平模拟)下列说法正确的是( )
A.标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
B.同温同压下,等体积的N2和CO所含分子数相同
C.pH=1的盐酸中,c(H+)为1 mol·L-1
D.丁烷所含碳原子数是相同质量乙烷的2倍
解析:B [A.标准状况下,水不是气态,无法使用22.4 L/mol计算气体体积,故A错误;B.同温同压下,N2和CO的体积相等,分子数相等,故B正确;C.pH=1的盐酸中,c(H+)为0.1 mol·L-1,故C错误;D.设质量为m g,丁烷所含碳原子物质的量为×4,乙烷所含碳原子物质的量为×2,丁烷所含碳原子数不是相同质量乙烷的2倍,故D错误。]
2.(2025·安徽十校联盟高三开学考)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,是一种超硬物质,常利用它来制造轴承、永久性模具等机械构件。其制备原理为:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.1.5 mol SiO2晶体中含有的Si-O键数目为6NA
B.该实验条件下,134.4 L CO2中分子数目为6NA
C.每生成0.5 mol的Si3N4,转移电子数目为6NA
D.84 g N2和CO混合气体中原子数目为6NA
解析:B [A.1 mol SiO2中含有4 mol Si-O键,故1.5 mol SiO2中Si-O键数目为6NA,选项A正确;B.高温时,摩尔体积不是22.4 L/mol,故134.4 L CO2不是6 mol,选项B不正确;C.N元素由0价降低到-3价,故转移电子数目为6NA,选项C正确;D.N2和CO的摩尔质量均为28 g/mol,84 g N2和CO混合气体的物质的量为3 mol,且二者均为双原子分子,故其中原子数目为6NA,选项D正确。]
3.(2025·重庆市期中)常温常压下,分别向三个气球(同一规格,忽略气球自身的重量)中充入两种按体积比1∶1混合的气体,得到体积相等的①、②、③三个气球(如图)。下列判断不正确的是( )
A.三个气球中所含气体的分子数相等
B.三个气球中所含气体的物质的量相等
C.三个气球中气体分子间的平均距离相等
D.将三个气球放在空气中,只有一个往下沉
解析:D [A项,相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,A正确;B项,三个气球中气体的分子数目相同,则气体的物质的量也相同,B正确;C项,相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,C正确;D项,三个等体积的气球含有的是两种按体积比1∶1混合的气体,②和③的平均摩尔质量分别是51.5 g/mol和54 g/mol,都大于空气的29 g/mol,故三个气球放在空气中,有两个往下沉,D错误;故选D。]
4.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.3 g 3He含有的中子数为NA
B.1 L 0.1 mol·L-1磷酸钠溶液含有的PO数目为0.1NA
C.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
解析:B [3He的中子数为3-2=1,则3 g 3He的中子数为×NA mol-1=NA,A项正确; 磷酸钠为强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中会发生水解,则1 L 0.1 mol·L-1的磷酸钠溶液中磷酸根离子的数目小于1 L×0.1 mol·L-1×NA mol-1 =0.1NA,B项错误;重铬酸钾被还原为铬离子时,铬元素从+6价降低到+3价,1 mol重铬酸钾转移的电子数为3 mol×2×NA mol-1=6NA,C项正确;正丁烷与异丁烷的分子式相同,每个分子内所含共价键数目均为13个,则48 g正丁烷与10 g异丁烷所得的混合物中共价键数目为×13×NA mol-1=13NA,D项正确。]
5.(2025·渭南市模拟)近日,中科院上海高研院在二氧化碳电催化转化研究中取得重要进展。通过调控Ncarbon的孔道结构和表面活性位构型,成功实现了直接转化生成乙醇。用NA表示阿伏加德罗常数的值,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乙醇和0.2 mol乙酸发生酯化反应,最多可生成0.1NA乙酸乙酯
D.CO2电催化过程中,每生成1 mol乙醇,转移电子的数目为12NA
解析:D [A.标准状况下5.6 L CO2的物质的量为n(CO2)==0.25 mol,1 mol CO2中含(6+8+8) mol=22 mol电子,所以标准状况下5.6 L CO2中含电子的数目为5.5NA,A错误;B.不确定乙醇的物质的量,不能计算其共价键数目,B错误;C.乙醇和乙酸发生的酯化反应是可逆反应,不能进行到底,生成小于0.1NA的乙酸乙酯,C错误;D.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,所以每生成1 mol乙醇,转移电子的数目为12NA,D正确。]
6.(2025·河北省开学考试)在一密闭刚性容器中由可滑动隔板将容器分为甲乙两部分。现向甲室通入O2,乙室通入1 mol N2,隔板位置如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲乙的分子数之比2∶1
B.甲乙的密度比为8∶7
C.甲乙的质量比为8∶7
D.若向甲室通入H2充分反应后,恢复至室温,隔板停留在2处,则通入的H2物质的量可能为3 mol
解析:C [A项,同温同压下,体积比等于其物质的量之比,物质的量之比等于其分子数之比,A正确;B项,同温同压下,气体的密度比等于其摩尔质量之比,B正确;C项,质量比等于其物质的量之比乘以各自摩尔质量,应为16∶7,C错误;D项,根据体积比可知反应前氧气是2 mol,与氢气反应后,气体剩余0.5 mol,根据2H2+O2===2H2O所以反应的氢气可能为3 mol,D正确。]
7.(2021·湖南卷)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.18 g HO含有的中子数为10NA
B.0.1 mol·L-1HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA
C.2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
D.11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA
解析:D [A项,18 g HO的物质的量为=0.9 mol,1个HO含0+(18-8)=10个中子,则18 g HO含有的中子数为9NA,A错误;B项,未给溶液体积,无法计算,B错误;C项,存在2NO+O2===2NO2,2NO2N2O4,因此2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数小于2NA,C错误;D项,甲烷和氯气在光照下发生取代,1 mol氯气可取代1 mol H,同时产生1 mol HCl分子,标准状况下11.2 L CH4的物质的量为0.5 mol,22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,0.5 mol CH4含4 mol H,最多可消耗4 mol Cl2,因此CH4过量,根据1 mol氯气可取代1 mol H,同时产生1 mol HCl分子可知1 mol Cl2完全反应可得1 mol HCl,根据C守恒,反应后含C物质的物质的量=甲烷的物质的量=0.5 mol,因此11.2 L CH4和22.4 L Cl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA,D正确。]
8.(2025·柳州市高三开学考)用质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制240 mL 1.84 mol·L-1稀硫酸,下列操作正确的是( )
A.将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B.必需的定量仪器有50 mL量筒、250 mL容量瓶和托盘天平
C.量取浓硫酸的体积为25.0 mL
D.先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
解析:C [根据稀释前后溶质质量不变知,配制该稀硫酸需要浓硫酸的体积为V==25.0 mL,C项正确。]
9.已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体
C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯
D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
解析:B [因为NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A项正确;因MgCl2能够水解,水解产生了氢氧化镁和氯化氢,加热水解平衡正向移动,氯化氢易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干得到的固体为氢氧化镁,B项错误;因为Mg(ClO3)2的溶解度受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响变化较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C项正确;反应MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,NaCl因溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D项正确。]
10.下列溶液配制实验的描述不正确的是( )
A.在容量瓶中先加入一定体积的水,再加入浓硫酸配制准确浓度的稀硫酸
B.用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol·L-1)通常需要用量筒和烧杯
C.配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4以防水解
D.用pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的盐酸所需全部玻璃仪器有100 mL容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
解析:A [A.不能在容量瓶中直接稀释浓硫酸,稀释浓硫酸应该在烧杯中进行,A错误;B.若用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸,通常使用量筒和烧杯即可,B正确;C.NH4Fe(SO4)2溶液中铁离子部分水解生成氢氧化铁和氢离子,加入稀硫酸可以抑制铁离子水解,C正确;D.pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的盐酸,必须使用量取液体体积的仪器,如量筒或者酸式滴定管,D正确。]
11.为了避免NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(化学方程式为2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O)。若由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体被V L一定浓度的氢氧化钠溶液完全吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为( )
A. mol·L-1
B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
解析:B [生成物中有NaNO3、NaNO2,由化学式可知n(Na)=n(N),根据原子守恒可知n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)=(a+b+2c) mol,故此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为= mol·L-1。]
12.在一个恒温、恒容密闭容器中,有两个可左右自由滑动的密封隔板(a、b),将容器分成三部分,已知充入的三种气体质量相等,当隔板静止时,容器内气体所占体积如图所示,下列说法中错误的是( )
A.若Y是CH4,则X可能是O2
B.分子数目:N(X)=N(Z)=2N(Y)
C.若X是N2,则Z可能是CO
D.气体密度:2ρ(X)=2ρ(Z)=ρ(Y)
解析:A [由题给信息可知,图中X、Y、Z三部分的压强、温度分别相等,体积V(X)=V(Z)=2V(Y),由阿伏加德罗定律可知,n(X)=n(Z)=2n(Y),所以分子数目N(X)=N(Z)=2N(Y),B项正确;由于三种气体质量相等,根据n=可知,O2的摩尔质量为32 g·mol-1,CH4的摩尔质量为16 g·mol-1,A项错误;N2的摩尔质量为28 g·mol-1,CO的摩尔质量为28 g·mol-1,C项正确;气体的密度和气体的摩尔质量成正比,根据M=可知,三种气体的密度2ρ(X)=2ρ(Z)=ρ(Y),D项正确。]
二、非选择题
13.合成氨工业生产中所用的αFe催化剂的主要成分为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4∶5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时混合物中铁的质量分数为________。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备αFe触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为________,生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下,气体摩尔体积为24 L·mol-1)。
解析:(1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol,根据铁、氧原子物质的量之比得(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,x∶y=2∶1,Fe2+与Fe3+物质的量之比x∶2y=1∶1。(2)根据催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2,可推知,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1。混合物中铁的质量分数为×100%≈72%。(3)由题给信息可知,C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时反应后的混合物中,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,原料480 g Fe2O3的物质的量为3 mol,Fe2O3~2FeO,原料中必须有的Fe2O3参加反应,即1 mol Fe2O3参加反应,理论上要有0.5 mol C反应,即6 g C。生成CO2为0.5 mol,在该条件下体积为12 L。
答案:(1)1∶1 (2)72%
(3)2Fe2O3+C4FeO+CO2↑ (4)6 g 12 L
14.以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图所示。回答下列问题。
(1)欲制备10.7 g NH4Cl,理论上需NaCl______g。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有______、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。
(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为________。
(4)不用其他试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_______________________
________________________________________________________________________。
(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是________________________________________________________________________。
解析:根据氯元素守恒可列关系求m(NaCl)=×58.5 g·mol-1=11.7 g。氯化铵的溶解度随温度变化较大,而硫酸钠在30~100 ℃变化不大,故可用冷却结晶法。但温度不能太低以防硫酸钠析出。所以应大约在33~40 ℃。
答案:(1)11.7 (2)蒸发皿
(3)35 ℃(33~40 ℃都可以)
(4)加热法:取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净
(5)重结晶
学科网(北京)股份有限公司
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