内容正文:
第一讲 物质的量 气体摩尔体积
考点一 物质的量 摩尔质量
1.物质的量
(1)概念:表示含有一定数目粒子的集合体。
(2)符号为n,单位是摩尔( mol)。
(3)使用范围:适用于微观粒子或微观粒子的特定组合。
(4)阿伏加德罗常数:指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,NA≈6.02×1023 mol-1。
(5)公式:n=或N=n·NA或NA=。
2.摩尔质量
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
1.气体摩尔体积
2.阿伏加德罗定律
(1)同温、同压下,同体积的任何气体具有相同的分子数或物质的量。
(2)阿伏加德罗定律的推论
同温、同压下
气体的体积之比等于分子数之比:
V1∶V2=N1∶N2
气体的摩尔质量之比等于密度之比:
M1∶M2=ρ1∶ρ2
同温、同体积下
气体的压强之比等于物质的量之比:
p1∶p2=n1∶n2
(3)在同温同压下,22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol ( )
(4)标准状况下,0.5 mol氢气和0.5 mol氧气组成的混合气体的体积约为22.4 L( )
(5)在标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4 L( )
(6)在相同条件下,相同体积的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同,原子个数也相同 ( )
(7)温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同 ( )
(8)等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11 ( )
(9)标准状况下,1 mol氢气所占的体积是0.5 mol氧气所占的2倍 ( )
(10)温度和容积相同的两容器中分别盛有5 mol O2和2 mol N2,则压强之比为5∶2 ( )
(11)标准状况下,1 mol气体的体积约是22.4 L,如果当1 mol气体的体积约是22.4 L时,则该气体所处的状况一定是标准状况( )
考点三 有关阿伏加德罗常数的正误判断
一、气体与状况陷阱
二、“组成和结构”陷阱
1.一定混合物中分子、原子数目的判断
(1)等质量的实验式相同的物质,其含有的原子数相等,例如NO2与N2O4、C2H4与C3H6、O2与O3。
(2)等质量的摩尔质量相同的物质,其含有的分子数相等,例如N2与CO、CO2与N2O、H2SO4与H3PO4。
(3)等物质的量的CO2与SO2中,氧原子数相同。
2.有关物质的组成与化学键结构的关注点
(1)物质的构成
有些物质是由分子构成的,分子又是由原子构成的。有的分子是单原子分子,如稀有气体He、Ne等;有的分子为双原子分子,如Cl2、N2、O2、H2、Br2、I2等;有的分子为多原子分子,如O3、P4、H2O、CH4、CO2等。
(2)物质的微观结构
记特殊物质中所含粒子(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
(3)理解特殊物质中所含的化学键
几种常
考物质
CnH2n+2
P4
(P—P)
Si
(Si—Si)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
每摩尔
含共价
键数目
(3n+1)
NA
6NA
2NA
4NA
1.5NA
2NA
三、氧化还原反应中电子转移的陷阱
1.关注特殊反应
(1)Na2O2与水或CO2反应,产生1 mol O2均转移2 mol电子。
(2)铁与硝酸反应时,常温下在浓硝酸中钝化,溶于足量稀硝酸生成Fe(NO3)3,硝酸不足时生成Fe(NO3)2。
(3)NO2与H2O反应,当1 mol NO2参加反应时,转移电子 mol。
(4)氯气与足量NaOH溶液反应,1 mol Cl2转移1 mol电子;氯气与足量金属反应,1 mol Cl2转移2 mol电子。
2.明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1 mol Na与足量O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1 mol电子;1 mol Mg与足量O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2 mol电子;1 mol Al无论溶于足量盐酸还是足量NaOH溶液,均转移3 mol电子。
3.注意过量问题
如1 mol Fe 中通入1 mol Cl2和足量的Cl2,转移的电子数分别为2 mol和3mol;如向含1 mol FeBr2的溶液中通少量Cl2和通足量Cl2,转移的电子数不一样。
四、突破特殊反应(或隐含反应)设置的陷阱
1.特殊的反应——可逆反应
若反应为可逆反应,则反应物不能完全转化,常考的可逆反应有:
(1)N2+3H22NH3
(2)2SO2+O22SO3
(3)Cl2+H2OHCl+HClO
(4)2NO2N2O4
(5)H2+I22HI
(6)酯化反应及酯的水解反应等。
2.特殊的变化——浓度因素
(1)当足量的MnO2与浓盐酸反应时,随着反应的逐步进行,浓盐酸逐渐转变为稀盐酸,最终导致反应停止。
(2)足量的Cu与浓H2SO4反应过程中,浓硫酸逐渐稀释为稀硫酸,从而使反应终止。
(3)足量的Cu与浓HNO3反应时,随着反应的持续,浓硝酸逐渐变稀,并生成NO2和NO的混合气体。
(4)足量的Zn与浓H2SO4反应过程中,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,同时产生SO2和H2的混合气体。
(5)在常温条件下,铁和铝遇到浓硝酸或浓硫酸时,会发生“钝化”现象。
五、突破电解质溶液中离子变化陷阱
弱电解质
的电离
弱电解质不能完全电离,要注意电离产生的离子的浓度
盐类的
水解
弱碱阳离子、弱酸根离子发生水解,导致相应离子数目发生变化
溶液的
体积
有些题目未告知溶液的体积,不能将溶液体积看作1 L进行计算
(1)注意所给条件是否与电解质的组成有关,如 pH=3的 H2SO3溶液中 c(H+)=10-3 mol·L-1,与电解质组成无关。
(2)多元弱酸根离子发生水解,溶液中阴离子的数目增加;多元弱碱阳离子发生水解,溶液中阳离子数目增加。
(3)求溶液中所含氢、氧原子数目时,不要忽略溶剂水中的氢、氧原子数目。
(7)密闭容器中2a mol NO与a mol O2充分反应,产物的分子数为2aNA ( )
(8)标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA ( )
(9)1 L 0.1 mol·L-1的氨水中有NA个N ( )
(10)向含4 mol HCl的浓盐酸中,加入足量的MnO2,加热,充分反应后,生成NA个Cl2 ( )
(11)用含有1 mol FeCl3的溶液充分反应后得的Fe(OH)3胶体中含有NA个Fe(OH)3胶粒 ( )
(12)48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键的数目为13NA ( )
(13)10 g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NA ( )
(14)2 mol冰醋酸与4 mol乙醇一定条件下充分反应,生成乙酸乙酯的个数为2NA( )
(15)在反应KClO4+8HClKCl+4Cl2↑+4H2O中,每生成4 mol Cl2转移的电子数为8NA ( )
1.(2025·广东省东莞市万江中学、 石龙中学等学校期中)国外宇航员吃着“牙膏和砖块”时,中国宇航员已经在太空泡茶了,茶叶装在特制包装袋中。设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.含有4NA个氢原子的水的质量为36 g
B.标准状况下,NA个H2O分子所占体积为22.4 L
C.宇航员喝茶时注入的2 mol H2O的摩尔质量是36 g·mol-1
D.1mol H2O与金属钠反应失去的电子数为NA
2.下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是 ( )
A.等温等压下,相同体积的O2和O3两种气体中的氧原子数
B.等温等压下,相同体积的C2H4和C2H2、C2H6的混合气体的总原子数
C.温度和压强不同,相同质量的N2O和CO2两种气体的总原子数
D.温度和压强不同时,相同质量的NH3和CH4两种气体中的氢原子数
3.(2025·山西太原期中)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
4.(2025·河北石家庄实验中学月考)在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。试根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系,判断下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)>M(乙),则分子数:甲>乙
B.若M(甲)<M(乙),则气体摩尔体积:甲>乙
C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D.若M(甲)>M(乙),则气体体积:甲<乙
5.(2025·湖北荆州中学期中)用H2O2溶液处理火箭发射场附近废水中偏二甲肼[(CH3)2NNH2]的反应原理为(CH3)2NNH2+8H2O2N2↑+2CO2↑+12H2O,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.6 g (CH3)2NNH2中所含氮原子数目为0.4NA
B.2 L 1 mol·L-1 H2O2溶液中氧原子数目为4NA
C.标准状况下,22.4 L N2中孤电子对数目为2NA
D.反应生成0.5 mol CO2时转移电子数目为2NA
6.(2023·广东广州统考二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol SiHCl3含有Si—Cl键的数目为3NA
B.24 g Mg与稀硫酸完全反应,转移的电子数目为NA
C.1 L 1.0 mol·L-1 NaHSO4溶液含有阴离子的总数为2NA
D.11.2 L NO与11.2 L O2混合后分子的数目为NA
7. (2025·江西卷)乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应为
2
阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是 ( )
A.2.24 L C2H4中σ键的数目为0.5NA
B.0.1 mol HCN中π电子的数目为0.3NA
C.9 g H2O中孤电子对的数目为0.5NA
D. 消耗1 mol O2,产物中sp杂化C原子数目为4NA
8.(2025·湖南长沙南雅中学月考)一定温度下,将一密闭容器用无摩擦、可滑动的两隔板a、b分隔成甲、乙两室,乙室中充入0.4 mol O2,甲室中充入CO2,静止时隔板位置如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.甲室中气体的质量为22.0 g
B.甲室的体积为13.44 L
C.密度之比:甲∶乙=11∶8
D.隔板静止后,将a、b固定,再向甲室中充入0.4 mol CO2,则甲、乙两室的压强之比为2∶1
9.某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为a mol,其中Cu的物质的量分数为 b,将其全部投入c mol的稀硝酸中,加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。
(1)若产生标准状况下NO 4.48 L,则反应转移电子的物质的量为 mol。
(2)若b=0.2,溶液中的Fe3+与Fe2+的物质的量相等,标准状况下产生NO 6.72 L,则c= mol。
10.(2024·北京市顺义区期中)Ⅰ.工业上常用电解NaCl溶液制备NaOH,反应方程式如下:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。回答下列问题:
(1)用500 mL 2 mol·L-1的NaCl溶液进行电解制备NaOH。
①该NaCl溶液中Na+的物质的量是 mol;
②标准状况下,理论上最多能产生Cl2 L;
③该反应中两种气体产物的质量比是 ;
④当NaCl恰好完全反应时,停止电解,把所得溶液稀释到1 L,则所得NaOH溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)写出该反应的离子方程式 。
Ⅱ.(3)对于反应:5CO+Ba(NO3)2N2+BaO+5CO2。
①发生还原反应的物质为 ;
②若有56 g CO参与反应,则反应中转移的电子的物质的量为 mol。
11.(2026·吉林省吉林市田家炳高级中学测试)神舟十九号载人飞船于2024年10月30日成功发射。飞船搭载的是中国研制的长征二号F遥十九运载火箭,采用四氧化二氮(N2O4)和偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂,二者反应生成二氧化碳、水蒸气和氮气。
(1)偏二甲肼的摩尔质量为 。
(2)偏二甲肼与四氧化二氮发生反应: C2H8N2+2N2O4CO2↑+2N2↑+4H2O,N2O4作 (填“氧化剂”或“还原剂”),若反应生成3mol N2,则转移的电子的物质的量为 。
(3)15 g C2H8N2中含有的N原子数为 ,与 g N2O4中含有的N原子数相同。
(4)已知N2、CO2混合气体的质量共12.0 g,在标准状况下的体积为6.72 L,该混合气体的平均摩尔质量为 ,原混合气体中N2和CO2的体积之比为 。
(5)同温同压下,相同体积N2和CO2所含的原子数之比为 ,同温同压下,CO2的密度是N2密度的 倍。
1. (2025·广州卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.1 mol18 O2的中子数比1 mol 16O2的多2NA
B. 1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C. 在1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1NA
D. 标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
2.(2025·天津卷)利用反应NaClO+2NaN3+2CH3COOHNaCl+2CH3COONa +H2O+3N2↑可处理NaN3。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol 中含有的电子数目为21NA
B.消耗1 mol NaClO,生成N2的体积为67.2 L
C.处理6.5 g NaN3,至少需要NaClO 0.05 mol
D.处理1 mol NaN3,反应转移的电子数目为2NA
3. (2024·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.26 g H-C≡C-H中含有σ键的数目为3NA
B.1 L 1 mol·L-1 NH4NO3溶液中含N的数目为NA
C.1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为3NA
D.Na与H2O反应生成11.2 L H2,转移电子数目为NA
4.(2023·上海卷)常温常压下,下列物质的物理量中前者是后者两倍的是 ( )
A.28 g28Si和28 g14N中所含的中子数
B.2.24 L SO2和2.24 L N2原子数
C.1 mol SO2和2 mol O2的密度
D.0.1 mol·L-1 H2SO4和0.1 mol·L-1 CH3COOH的c(H+)
5.(2023·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及NaCl、NH4Cl和NaHCO3等物质。下列叙述正确的是( )
A.1 mol NH4Cl含有的共价键数目为5NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为2NA
C.体积为1 L的1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,HC数目为NA
D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物中质子数为28NA
6.(2021·山东卷)X、Y均为短周期金属元素,同温同压下,0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1 L;0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2 L。下列说法错误的是( )
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为
D.由一定能确定产物中X、Y的化合价
7.(2023·重庆卷)已知反应:2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O,NA为阿伏加德罗常数的值,若消耗44.8 L(标准状况)F2,下列叙述错误的是 ( )
A.转移的电子数为4NA
B.生成的NaF质量为84 g
C.生成的氧化产物分子数为2NA
D.生成的H2O含有孤电子对数为2NA
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专题二 物质的量 气体摩尔体积
第一讲 物质的量 气体摩尔体积
知识点清单
考点一 物质的量 摩尔质量
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)×
考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)×
(8)√ (9)√ (10)√ (11)×
考点三 有关阿伏加德罗常数的正误判断
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)×
(8)× (9)× (10)× (11)× (12)√ (13)× (14)×
(15)×
模拟训练
1.A 【解析】 含有4NA个氢原子的水物质的量为2 mol,质量=2 mol×18 g·mol-1=36 g,A正确;标准状况下,NA个H2O分子物质的量为1 mol,但水不是气体,不能由此计算体积,B错误;摩尔质量在数值上等于相对分子质量,因此2 mol H2O的摩尔质量是18 g·mol-1,C错误;2Na+2H2O2NaOH+H2↑,1 mol H2O与金属钠反应得到的电子数为NA,D错误。
2.C 【解析】 A项,等温等压下,相同体积的O2和O3的物质的量相等,但O2和O3各分子含有的原子数目分别为2、3,故所含原子数目不相等,A错误;B项,同温同压下,相同体积的C2H4和C2H2、C2H6的物质的量相等,但C2H4和C2H2、C2H6各分子含有的原子数目分别为6、4、8,故所含原子数目不相等,B错误;C项,N2O和CO2的摩尔质量都是44 g·mol-1,二者质量相同,物质的量相同,都是3原子分子,含有原子总数相等,C正确;D项,NH3和CH4的质量相同,CH4的物质的量更大,NH3和CH4分子所含H原子数目分别为3、4,所含H原子数目不相等,D错误;故选C。
3.D 【解析】 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30 g·mol-1和54 g·mol-1,都大于空气的29 g·mol-1,故三个气球放在空气中,有两个往下沉,D错误;故选D。
4.C 【解析】 A项,根据n=,若M(甲)>M(乙),则n(甲)<n(乙),则气体的分子数:甲<乙,A错误;B项,根据n=,若M(甲)<M(乙),则n(甲)>n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,气体摩尔体积Vm=,则气体摩尔体积:甲<乙,B错误;C项,根据n=,若M(甲)<M(乙),则n(甲)>n(乙),气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,温度相同,由PV=nRT可知,气体的压强:甲>乙,C正确;D项,气体的密度、质量相等,甲、乙两种气体的体积相等,D错误;故选C。
5.C 【解析】 A.6 g (CH3)2NNH2物质的量为=0.1 mol,所含氮原子数目为0.1 mol×2×NA mol-1=0.2NA,故A错误;B.2 L 1 mol·L-1 H2O2物质的量为2 L×1 mol·L-1=2 mol,含4 mol O原子,溶液中水分子还含有氧原子,则溶液中氧原子数目大于4NA,故B错误;C.标准状况下,22.4 L N2物质的量为=1 mol,N2电子式为∶N︙︙N∶,所以含有的孤电子对数为2NA,故C正确;D.该反应中只有过氧化氢中O元素化合价降低,由-1价降低至-2价,生成2 mol二氧化碳时转移16 mol电子,则生成0.5 mol CO2时转移电子数目为4NA,故D错误;故答案选C。
6.A 【解析】 A.1个SiHCl3中含有3个Si—Cl键,故1 mol SiHCl3含有Si—Cl键的数目为3NA,故A正确;B.24 g Mg的物质的量为1 mol,Mg失去2个电子转化为Mg2+,故1 mol Mg与稀硫酸完全反应,转移的电子数目为2NA,故B错误;C.NaHSO4水溶液完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子,1 L 1.0 mol·L-1 NaHSO4溶液含有溶质为1 mol,故含有阴离子的总数为NA,故C错误;D.没有标明为标准状况,故无法计算气体分子数,故D错误;故选A。
7.D 【解析】 2.24 L C2H4未指明标准状况,无法确定其物质的量,A错误;HCN结构式为H—C≡N,C≡N三键含2个π键,每个π键2电子,故每个HCN分子含4个π电子,0.1 mol HCN含0.4NAπ电子,B错误;H2O中心原子孤电子对数为=2,9 g H2O为=0.5 mol,0.5 mol水含1 NA孤电子对,C错误;该反应中消耗1 mol O2生成2 mol HCN和2 mol CO2。HCN中C为sp杂化(2个σ键),CO2中C为sp杂化(2个σ键),共4 mol sp杂化C原子,数目为4NA,D正确。
8.C 【解析】 根据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,由题干图示信息可知,V(CO2)∶V(O2)=3∶2,则n(CO2)∶N(O2)=3∶2,解得n(CO2)=0.6 mol。由分析可知,甲室中气体的物质的量为0.6 mol,则质量为0.6 mol× 44 g·mol-1=26.4 g,A错误;由分析可知,甲室中气体的物质的量为0.6 mol,但题干未告知气体所处的状态,即无法计算甲室的体积,B错误:根据阿伏伽德罗定律即推论可知,同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,故密度之比:甲∶乙=44∶32=11∶8,C正确;由分析可知,甲室中已经有0.6 mol CO2,乙室中有0.4 mol O2,隔板静止后,将a、b固定,即乙室压强不变,再向甲室中充入0.4 mol CO2,则甲室压强变为原来的:=倍,故甲、乙两室的压强之比为∶1=5∶3,D错误。
9.【答案】 (1)0.6 (2)1.2
【分析】 某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为a mol,其中Cu的物质的量分数为b,则n(Cu)=ab mol,n(Fe)=(a-ab) mol。
【解析】 (1)若产生标准状况下NO 4.48 L,即=0.2 mol,N由HNO3→NO,由+5价→+2价,得0.2 mol×(5-2)=0.6 mol,NO是唯一的还原产物,则转移电子的物质的量=得电子物质的量=0.6 mol;
(2)b=0.2,即n(Cu)=0.2a mol,n(Fe)=0.8a mol,溶液中的Fe3+与Fe2+的物质的量相等,即各为0.4a mol,则Fe失电子0.4a mol×3+0.4a mol×2=2a mol,Cu失电子0.2a mol×2=0.4a mol,共失电子(2a+0.4a) mol=2.4a mol;
标准状况下产生NO 6.72 L,则失电子=×(5-2)=0.9 mol,被还原的HNO3的物质的量为0.3 mol;因为得失电子守恒,则2.4a mol=0.9 mol,解得a=0.375 mol,即n(Cu)=0.2×0.375 mol=0.075 mol,n(Fe)=0.8×0.375 mol=0.3 mol,则所得溶液n[Cu(NO3)2]=0.075 mol,n[Fe(NO3)2]=0.4×0.375 mol=0.15 mol,n[Fe(NO3)3]=0.4×0.375 mol=0.15 mol,则显酸性的硝酸的物质的量为0.15 mol×3+0.15 mol×2+0.075 mol×2=0.9 mol;则硝酸的物质的量=0.3 mol+0.9 mol=1.2 mol,即c=1.2。
10.【答案】 (1)1 11.2 2∶71 1
(2)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (3)Ba(NO3)2 4
【解析】 (1)500 mL 2 mol·L-1的NaCl溶液中NaCl的物质的量为1 mol;①1 mol NaCl中Na+的物质的量是1 mol;②根据2NaCl~Cl2,则1 mol NaCl产生氯气分子0.5 mol,标况下体积为11.2 L;③根据2 NaCl~H2~Cl2,则1 mol NaCl产生氢气与氯气的物质的量之比为1∶1,质量之比为2∶71;④根据2NaCl~2NaOH,则1 mol NaCl产生NaOH的物质的量为1 mol,停止电解,把所得溶液稀释到1 L,则所得NaOH溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1。(2)将:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑改写为离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。(3)①根据5CO+Ba(NO3)2N2+BaO+5CO2,化合价降低的元素为N,则发生还原反应的物质为Ba(NO3)2;②根据5CO~5CO2~10e-,若有56 g CO参与反应,即2 mol CO,则反应中转移的电子的物质的量为4 mol。
11.【答案】(1)60 g·mol-1 (2)氧化剂 16 mol (3)0.5 mol(或 3.01×1023) 23 (4)40 g·mol-1 1∶3 (5)2∶3
【解析】 (4)平均摩尔质量:标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L·mol-1。混合气体体积6.72 L,总物质的量==0.3 mol。总质量12.0 g,平均摩尔质量M平均==40 g·mol-1。体积比:同温同压下,体积比等于物质的量比。设N2物质的量为x mol,CO2为y mol。方程组:x+y=0.3、28x+44y=12.0
代入y=0.3-x∶28x+44(0.3-x)=12.0,简化得28x+13.2-44x=12.0,即-16x=-1.2,解得x=0.075,y=0.225。体积比x∶y=0.075∶0.225=1∶3。
(5)原子数之比:同温同压下相同体积,N和CO,物质的量相同(设为1mol)。N分子含2个原子,原子数2 mol;CO2分子含3个原子,原子数3 mol。原子数之比=2∶3。密度倍数:同温同压下,密度 与摩尔质量M成比(公式ρ=,p、T 相同,p与M成正比)。CO2 摩尔质量44 g·mol-1,N2为 28 g·mol-1。故CO2密度是 N2的=倍。
真题突破
1.D 【解析】 O的中子数为10O的中子数为8,每个O2分子含2个O原子,1 mol O2比1 moO2多4NA个中子,A错误;Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,1 mol Fe生成 mol H2,数目为 NA,B错误;N在水中会水解,溶液中N的数目小于0.1 NA,C错误;1 mol Cl2与H2反应生成2 mol HCl,形成2 mol H—Cl键,共价键数目为2NA,D正确。
2.C 【解析】 离子的电子数为3×7+1=22,则1 mol 离子含有的电子数为1 mol×22×NA mol-1=22NA,A错误;未明确是否为标准状况,无法计算消耗1 mol次氯酸钠时,生成氮气的体积,B错误;由方程式可知,反应消耗2 mol NaN3时,消耗次氯酸钠的物质的量为1 mol,则处理6.5 g NaN3时,至少需要次氯酸钠的物质的量为×=0.05 mol,C正确;由方程式可知,反应消耗2 mol NaN3时,转移电子的物质的量为2 mol,处理1 mol NaN3时,转移电子的数目为1 mol×2×NA mol-1=NA,D错误。
3.A 【解析】 26 g C2H2的物质的量为1 mol,一个C2H2分子中含有3个σ键,故26 g C2H2中含有σ键的数目为3NA,A正确;N在水溶液中发生水解,1 L 1 mol·L-1NH4NO3溶液中含N的数目小于NA,B错误;CO和H2均由分子构成,1 mol CO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;Na与H2O反应生成11.2 L H2,由于未给出气体所处的状态,无法求出生成气体的物质的量,也无法得出转移电子数目,D错误。
4.C 【解析】 A.28 g 28Si是1 mol 28Si,质子数为14NA,中子数14NA,28 g 14N是2 mol 14N,质子数为2×7NA=14NA,中子数为2×7NA=14NA,A不符合;B.常温常压下2.24 L SO2和2.24 L N2分子数为1∶1,原子数之比为3∶2,B不符合;C.1 mol SO2和2 mol O2的密度之比等于分子的摩尔质量之比,与物质的量无关,密度之比等于64∶32=2∶1,C符合;D.硫酸为强电解质,能完全电离,醋酸为弱电解质,不能完全电离,故0.1 mol·L-1H2SO4和0.1 mol·L-1 CH3COOH的c(H+)之比大于2∶1,D不符合;故答案为C。
5.D 【解析】 A.铵根中存在4个N—H共价键,1 mol NH4Cl含有的共价键数目为4NA,A错误;B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1 mol NaHCO3完全分解,得到0.5 mol CO2分子,B错误;C.NaHCO3Na++HC,HC会发生水解和电离,则1 mol NaHCO3溶液中HC数目小于1NA,C错误;D.NaCl和NH4Cl的混合物中含1 mol Cl-,则混合物为1 mol,质子数为28NA,D正确;故答案为D。
6.D 【解析】 A.同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,故A正确;B.X、Y反应过程中消耗酸的物质的量之比为,因==,因此=,故B正确;C.产物中X、Y化合价之比为,由B项可知=,故C正确;D.因短周期金属单质与盐酸或稀硫酸反应时,生成的盐中金属元素化合价有+1、+2、+3三种情况,因此存在a=1,2,3,b=0.5,1的多种情况,由=可知,当a=1,b=0.5时,=1,当a=2,b=1时,=1,两种情况下X、Y的化合价不同,因此根据可能无法确定X、Y的化合价,故D错误;综上所述,错误的D项,故答案为D。
7.C 【解析】 A.反应:2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O中F的化合价由0转化为-1,O的化合价由-2变为+2,转移电子数为4e-,若消耗44.8 L(标准状况)F2即=2 mol,故转移的电子数为4NA,A正确;B.根据反应:2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O,每消耗2 mol F2生成的2 mol NaF质量为2 mol×42 g·mol-1=84 g,B正确;C.根据反应:2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O可知反应生成的氧化产物为OF2,每消耗2 mol F2生成的氧化产物OF2分子数为NA,C错误;D.根据反应:2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O可知,每消耗2 mol F2生成H2O的物质的量为1 mol,又知1个H2O中含有2对孤电子对,即生成的H2O含有孤电子对数为2NA,D正确;故答案为C。
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