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1课时 物质的量的单位——摩尔
基础过关练
题组一 物质的量的单位——摩尔
1.[2026河南商丘期中]在学习了“物质的量”这一新的物理量之后,下列同学们的讨论结果错误的是 ( )
A.物质的量是一定数目微观粒子的集合体
B.1 mol不同物质所对应的质量是相同的
C.1 mol不同粒子所含的粒子数是相同的
D.学习了物质的量之后,我们就能知道1 g水中大约有多少个水分子
2.[2026湖北鄂东南期中联考]下列叙述错误的是 ( )
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一;
②1 mol任何物质都含有相同数目的原子;
③物质的量与物质的数量、物质的质量是等价的;
④1 mol CO2中含有1 mol碳和2 mol氧。
A.①② B.②③ C.②④ D.①②③④
3.(1)3.01×1023个氧气分子的物质的量是 。
(2)2 mol Na2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是 ,所含的S的物质的量是 ,所含H2O的数目约是 。
(3)一定量的Na2CO3中,碳原子和氧原子的物质的量之比为 。
(4)0.5 mol NaOH中含有电子的物质的量是 , mol Na2CO3中所含Na+数目与0.5 mol NaOH中所含Na+数目相等。
题组二 阿伏加德罗常数
4.[2025陕西榆林期中]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol Na+含有的电子数目为11NA
B.48 g O3含有的氧原子数目为NA
C.1 mol CH4含有的分子数目为NA
D.1 mol H2中含有的质子数目为NA
5.[2025福建厦门月考]现有a g甲烷(CH4),测得其含有氢原子的个数为b,则阿伏加德罗常数的数值可表示为 ( )
A. B. C. D.
题组三 摩尔质量及相关计算
6.(易错题)[2025云南昆明期中]偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能液态燃料,其燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是 ( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60
B.6 g偏二甲肼分子中含有0.1 mol N2
C.1 mol偏二甲肼中的分子数约为6.02×1023个
D.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g/mol
7.[2025湖北十堰月考]在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所,被誉为“天然氧吧”。O-、、都是空气负氧离子。下列说法正确的是 ( )
A.、是同素异形体
B.O2、的摩尔质量相同
C.等物质的量的、含有相同的电子数
D.等质量的O-、、带有相同的电荷数
8.[2025安徽名校联考]回答下列问题。
(1)6.02×1023个CO2与 mol H2的质量相等。
(2)含0.4 mol Cl-的氯化镁是 mol,质量是 g。
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值,已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为 。
(4)8 g甲烷(CH4)是 mol,约含 个甲烷分子。
(5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为 。
(6)在一密闭容器中充入30 g NO和32 g 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 。
能力提升练
题组一 物质的质量、粒子数与物质的量的计算
1.[2026贵州遵义部分学校联考]现有19.7 g某金属碳酸盐RCO3,其中含有的氧元素质量为4.8 g,则R的摩尔质量为 ( )
A.135 g·mol-1 B.137 g·mol-1
C.197 g·mol-1 D.195 g·mol-1
2.[2026上海进才中学期中]现有A、B、C三种化合物,各取20 g相混合,完全反应后,得到9.0 g B、24.5 g C,还有D生成,已知D的相对分子质量为106。现将44.0 g A和22.0 g B反应,能生成D的物质的量为 ( )
A.1.00 mol B.0.5 mol
C.0.275 mol D.0.25 mol
3.[2025山东百师联盟联考]每年10月23日上午6:02到晚上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相似。设NA为阿伏加德罗常数的值,请回答下列问题。
(1)已知a g某气体中含分子数为b,则该气体的摩尔质量为 。
(2)室温下实验测得,胶头滴管每滴下20滴水,体积正好是a mL(水的密度为1 g/mL),则1滴水中含水分子数为 。
(3)一个SO2分子的质量为a g,一个SO3分子的质量为b g,若以氧原子质量的为标准,则SO2的相对分子质量为 (用含a、b的式子表示)。
题组二 阿伏加德罗常数的应用
4.[2025河南郑州一中期中]科学家发现了某种元素的原子,其质量是a g,12C的原子质量是b g,设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
①该原子的摩尔质量是aNA
②w g该原子的物质的量一定是 mol
③w g该原子的数目是
④由已知信息可得:NA=
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
5.[2026山西长治太行中学月考]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.0.1 mol FeCl3完全与水反应可得Fe(OH)3胶粒的数目为NA
B.168 g NaHCO3受热分解产生CO2分子的数目为2NA
C.1 mol Cl2与足量Fe完全反应,转移的电子数为3NA
D.物质的量之和等于1 mol的Na2O和Na2O2混合物中含有的离子总数为3NA
6.[2025陕西西安一中月考]设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 ( )
A.1 mol Na和足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子数为2NA
B.46 g NO2和N2O4的混合气体中所含原子数为3NA
C.氯气与水反应时,每生成1 mol HCl,转移电子数为NA
D.反应K2H3IO6+9HI 2KI+4I2+6H2O生成25.4 g I2(I2的相对分子质量为254)时,转移电子的数目为0.175NA
创新题型
创新点 从漂白粉的表示形式考查粒子数的计算
7.[2026山东烟台期中]设NA为阿伏加德罗常数的值,漂白粉可表示为CaCl2·Ca(ClO)2·xH2O,摩尔质量为a g·mol-1。下列说法正确的是 ( )
A.a g漂白粉中含Cl-的个数为4NA
B.制备a g漂白粉需反应Cl2的分子数为2NA
C.一定质量的漂白粉在空气中久置,氯原子物质的量一定不变
D.取a g漂白粉与足量浓盐酸反应,得到Cl2的分子数为4NA
答案与分层梯度式解析
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第1课时 物质的量的单位——摩尔
基础过关练
1.B 物质的量用于定量描述微观粒子(如原子、分子、离子等),表示含有一定数目粒子的集合体,A正确;1 mol不同粒子中所含的粒子数是相同的,均约为6.02×1023,由于不同物质的摩尔质量可能相同也可能不同,故1 mol不同物质的质量可能相同也可能不同,B错误、C正确;根据n=、n=,两式联立可计算1 g水中大约含有的水分子数目,D正确。
2.D 摩尔是物质的量的单位,不是基本物理量,①错误;物质可以由分子、原子、离子等构成,1 mol物质不一定含相同数目的原子,②错误;物质的量、数量、质量可通过公式转换,但它们的单位与概念不同,不等价,③错误;物质的量用于定量描述微观粒子,1 mol CO2中含1 mol碳原子和2 mol氧原子,题干未明确“碳”和“氧”为原子,④错误。
3.答案 (1)0.5 mol (2)4 mol 2 mol 1.204×1025 (3)1∶3 (4)10 mol 0.25
解析 (1)根据n=可得,3.06×1023个氧气分子的物质的量为=0.5 mol。
(2)每个Na2SO4·10H2O中含有Na+、S、H2O的数目分别为2、1、10,故2 mol Na2SO4·10H2O中所含Na+、S的物质的量分别是4 mol、2 mol,含H2O的数目约为2 mol×10×6.02×1023 mol-1=1.204×1025。
(4)每个NaOH所含电子数目为20,故0.5 mol NaOH中含10 mol电子。0.5 mol NaOH中所含Na+数目约为3.01×1023,0.25 mol Na2CO3中所含Na+数目约为3.01×1023。
4.C “见量化摩”,首先将所给物理量转化为物质的量→分析所给微粒与所问微粒的关系,计算所问微粒的物质的量→用NA表示所问微粒的数目(解题技法)。1个Na+含有10个电子,1 mol Na+含有的电子数目为10NA,A错误;48 g O3的物质的量为1 mol,1 mol O3含有的氧原子数目为3NA,B错误;1 mol CH4含有的分子数目为NA,C正确;1个H原子含有1个质子,1 mol H2中含有的质子数目为2NA,D错误。
5.D 设NA为阿伏加德罗常数的值。解法一:a g甲烷为 mol,分子中含氢原子个数为×4 mol×NA mol-1=b,则NA=。
解法二:根据正比关系=,可求得NA=。
6.C 摩尔质量的单位是g/mol(易错点),偏二甲肼的摩尔质量为60 g/mol,A错误;偏二甲肼分子中不含N2,B错误;1 mol偏二甲肼中的分子数约为6.02×1023个,C正确;6.02×1023个偏二甲肼分子的物质的量为1 mol,质量为1 mol×60 g/mol=60 g,D错误。
易错分析 不要混淆质量和摩尔质量的单位,质量的常用单位是g或kg,摩尔质量的常用单位是g/mol,且摩尔质量是定值,不随物质的量的变化而变化。
7.B 由同种元素组成的不同单质互为同素异形体,、均为阴离子,不是单质,二者不互为同素异形体,A错误;O2、的摩尔质量相同,均为32 g/mol,B正确;1个、1个中电子数分别为17、25,则等物质的量的、含有的电子数不同,C错误;等物质的量的O-、、带有相同的电荷数,O-、、的摩尔质量依次为16 g/mol、32 g/mol和48 g/mol,则等质量的O-、、的物质的量不同,所带的电荷数不同,D错误。
8.答案 (1)22 (2)0.2 19 (3)bNA g·mol-1
(4)0.5 3.01×1023 (5)5∶4 (6)1∶3
解析 (1)6.02×1023个CO2的物质的量为=1 mol,其质量为1 mol×44 g·mol-1=44 g,44 g H2的物质的量为=22 mol。
(2)1 mol MgCl2中含有2 mol Cl-,则含0.4 mol Cl-的氯化镁的物质的量为0.2 mol,其质量为0.2 mol×95 g·mol-1=19 g。
(3)M=一个分子的质量(或一个原子的质量)×NA。
(4)8 g CH4的物质的量为=0.5 mol,约含甲烷分子的数目为0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023。
(5)设SO2和SO3质量均为m,则SO2和SO3物质的量之比为∶=5∶4。
(6)n(NO)==1 mol,n(O2)==1 mol;化学反应前后原子守恒,充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比为N(N)∶N(O)=n(N)∶n(O)=1 mol∶(1+2) mol=1∶3。
能力提升练
1.B 已知碳酸盐RCO3的质量为19.7 g,其中氧元素质量为4.8 g,则n(O)==0.3 mol→n(RCO3)=0.1 mol,RCO3的摩尔质量为=197 g·mol-1,故R的摩尔质量为(197-12-16×3)g·mol-1=137 g·mol-1。
2.B 根据题意,20 g A完全反应,参加反应的B为20 g-9 g=11 g,生成的C为24.5 g-20 g=4.5 g,由质量守恒定律(解题技法)可知生成的D为20 g+11 g-4.5 g=26.5 g。根据20 g A~11 g B~26.5 g D,可知22.0 g B完全反应需要40.0 g A,则生成53 g D,故n(D)==0.5 mol。
3.答案 (1)NA g/mol (2)NA (3)
解析 (1)a g某气体中含分子数为b,则该气体为 mol,其摩尔质量为=NA g/mol。
(2)1滴水的质量为a g×,含有= mol水分子,含水分子数为NA。
(3)一个SO2分子的质量为a g,一个SO3分子的质量为b g,则一个氧原子质量为(b-a) g,若以氧原子质量的为标准,则SO2的相对分子质量为=。
4.B ①摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量,常用的单位是g/mol,根据摩尔质量概念可知,该原子的摩尔质量是aNA g/mol,错误;②该原子的摩尔质量是aNA g/mol,则w g该原子的物质的量一定是 mol,正确;③w g该原子的数目是=,正确;④该原子的相对原子质量为=,结合①分析,则=aNA,NA=,错误。
5.D Fe(OH)3胶粒是多个Fe(OH)3的聚集体,0.1 mol FeCl3完全与水反应产生的胶粒数目小于0.1NA,A错误;168 g NaHCO3的物质的量为2 mol,受热分解反应为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,2 mol NaHCO3分解产生1 mol CO2,分子数目为NA,B错误;1 mol Cl2与足量Fe完全反应生成FeCl3,Cl2中Cl元素由0价降至-1价,1 mol Cl2完全反应转移2 mol电子,转移的电子数为2NA,C错误;Na2O中离子为Na+和O2-(1 mol Na2O中共含有3 mol离子),Na2O2中离子为Na+和(1 mol Na2O2中共含有3 mol离子),混合物总物质的量为1 mol时,离子总数为3NA,D正确。
6.A 1个Na失去1个电子转化为Na+,故1 mol Na和足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子数为NA,A错误;46 g NO2和N2O4的混合气体中n(N)∶n(O)=1∶2,则所含原子数为×3×NA mol-1=3NA,B正确;氯气与水反应为Cl2+H2O HCl+HClO,Cl元素由0价转化为-1价时,每生成1 mol HCl,转移电子数为NA,C正确;K2H3IO6中碘元素化合价为+7价,反应K2H3IO6+9HI 2KI+4I2+6H2O每生成4 mol I2转移7 mol电子,生成25.4 g即=0.1 mol I2时,转移电子的数目为0.1×NA=0.175NA,D正确。
归纳总结 应用NA时的注意事项
(1)准确认识相关概念。阿伏加德罗常数(NA)的单位是mol-1(不是纯数值),通常用6.02×1023 mol-1表示。
(2)解答时要看准题目要求,灵活运用,规避陷阱。
陷阱一:单质组成。气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。
陷阱二:粒子种类。粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。
7.B 漂白粉中仅CaCl2中含有Cl-,a g漂白粉中含2 mol Cl-,数目为2NA,A错误;a g漂白粉的物质的量为1 mol,根据氯原子守恒,制备1 mol漂白粉需2 mol Cl2,Cl2的分子数为2NA,B正确;一定质量的漂白粉在空气中久置时,Cl-与ClO-、CO2、H2O可能反应生成Cl2逸出,导致氯原子物质的量减小,C错误;1 mol漂白粉含2 mol Cl-和2 mol ClO-,与足量浓盐酸反应生成2 mol Cl2(Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O),得到Cl2的分子数为2NA,D错误。
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