内容正文:
微专题 阿伏加德罗常数及其应用
1.(2025广州八十九中期中)用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.22.4 L N2中含有氮原子数为2NA
B.80 g NaOH溶解在1 L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为2 mol/L
C.在标准状况下,20 L NH3和60 L O2所含分子个数比为1∶3
D.7.8 g Na2O2与足量的CO2反应时转移的电子数为0.2NA
2.()Fe是26号元素。在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L-1的盐酸。NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.反应完全时转移电子数为0.1NA
B.加入的盐酸中Cl-数目为3NA
C.2.8 g 56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成3.36 L气体(标准状况下)
3.(2025安徽蚌埠二中月考)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A.常温常压下,22.4 L Cl2中所含分子数目为NA
B.常温常压下,16 g CH4中所含质子数目为16NA
C.1 mol Mg转化为Mg2+时失去的电子数目为2NA
D.2 mol·L-1 KCl溶液中含有K+数目为2NA
4.(2025广东清远阳山南阳中学期中)用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 mol CO2的体积是22.4 L
B.0.5 mol/L K2SO4溶液中含有K+数为NA
C.2.3 g金属钠在空气中燃烧失去的电子数为0.2NA
D.标准状况下,9.0 g H2O含有的原子数为1.5NA
5.()设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.100 mL 1 mol/L CuSO4溶液中含有氧原子的数目为0.4NA
B.0.3 mol/L MgCl2溶液中Cl-的数目为0.6NA
C.标准状况下,22.4 L CO和N2混合气体中所含原子的数目为2NA
D.11.8 g金属R与足量盐酸反应生成RCl2并放出0.4 g H2,则M(R)=118 g/mol
6.(2025石家庄二中月考)标准状况下,m g气体X和n g气体Y所含分子数相同,下列说法错误的是( )
A.同温同压下,等体积的气体X与气体Y的质量之比为m∶n
B.同温同压下,等质量的气体X与气体Y所含分子的数目之比为n∶m
C.同温同压下,气体X与气体Y的密度之比为n∶m
D.气体X与气体Y的相对分子质量之比为m∶n
7.()已知NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,4.48 L CO2和O2组成的混合气体中含有的氧原子数为0.2NA
B.相同温度和压强下,等质量的CO、CO2气体分子数之比为10∶7
C.1 mol N所含电子数为10NA
D.标准状况下,11.2 L Cl2溶于水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA
8.(2025重庆一中期中)工业上用氯化铜作催化剂,使空气中的O2氧化HCl气体制备氯气:4HCl+O2 2H2O+2Cl2。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.25 ℃、101 kPa时,22.4 L O2所含原子数为2NA
B.该反应生成1.8 g H2O,转移电子数为0.2NA
C.0.5 mol/L CuCl2溶液中含有Cl-数目为NA
D.1 mol Cl2溶于水,转移电子数等于NA
9.()设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的个数为( )
①过氧化钠与水反应,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
②11.2 L O2、SO2混合气体含有的氧原子数为NA
③1 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有的Na+的数目为2NA
④将100 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液滴于沸水中可制得Fe(OH)3胶体,其胶粒数为0.01NA
⑤常温常压下,7.1 g氯气中含分子数为0.1NA
⑥标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
⑦两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑧同温同压下,气体的密度与气体的摩尔质量成正比
A.3 B.4 C.5 D.6
10.(2025贵州部分学校期末)某工厂利用含SO2的烟气处理含Na2Cr2O7的废水,在脱硫的同时制备Cr2O3,具体流程如图所示。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1 L含0.2 mol·L-1 Na2Cr2O7的废水中氧原子数目与0.2 mol Mn2O7中所含氧原子数目相等
B.每处理0.1 mol Cr2,消耗SO2的体积为6.72 L
C.该废水处理工业中若用FeSO4·7H2O(氧化产物为Fe3+)替换SO2,则理论所需FeSO4·7H2O与SO2的质量之比为139∶16
D.若转移电子数为3NA,则生成Cr2O3的物质的量为1 mol
11.()Ⅰ.现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体,在标准状况下其体积为13.44 L,回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为 。
(2)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的相对分子质量为 。
②气球中收集到的气体中,电子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为 L。
Ⅱ.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(3)0.5 mol NaOH中含有的电子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值),在 mol Na2CO3中所含Na+数与上述0.5 mol NaOH所含Na+数相等。
(4)现有14.4 g CO、CO2和C2H4的混合气体,在标准状况下体积为8.96 L。则混合气体中CO2的体积分数为 。
(5)物质A在一定温度下发生分解反应A(s) B(s)+C(g)+4D(g),若测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍,且当所生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时,所得B的质量为30.4 g,A的摩尔质量为 。
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微专题 阿伏加德罗常数及其应用
1.C 未指明气体所处的状态,无法完成相关计算,A错误;n(NaOH)==2 mol,c(NaOH)=,由于溶液体积不是1 L,故所得溶液中NaOH浓度不是2 mol/L,B错误;同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,也等于分子数之比,故NH3、O2的分子数之比为20∶60=1∶3,C正确;7.8 g过氧化钠的物质的量为0.1 mol,过氧化钠与二氧化碳发生歧化反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,每消耗2 mol过氧化钠转移2 mol电子,故消耗0.1 mol过氧化钠转移的电子数为0.1NA,D错误。
2.A 2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol,100 mL 3 mol·L-1盐酸中HCl的物质的量为0.3 mol,盐酸过量,Fe完全溶解生成Fe2+,转移电子数为0.1NA,A项正确;加入的盐酸中Cl-的物质的量为0.3 mol,即Cl-数目为0.3NA,B项错误;56Fe的质子数为26、中子数为30,2.8 g 56Fe的物质的量为0.05 mol,含有的中子数为1.5NA,C项错误;反应生成H2的物质的量为0.05 mol,在标准状况下的体积为1.12 L,D项错误。
3.C 常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 L·mo,因此22.4 L Cl2的物质的量不是1 mol,其所含分子数目不是NA,A错误;1个CH4分子中含有10个质子,常温常压下,16 g CH4的物质的量为=1 mol,则16 g CH4所含质子的物质的量为10 mol,数目为10NA,B错误;Mg原子失去2个电子转化为Mg2+,1 mol Mg转化为Mg2+时失去电子的物质的量为2 mol,数目为2NA,C正确;未注明体积,无法计算KCl溶液中含有K+的数目,D错误。
4.D 未注明CO2所处状况,无法确定其体积,A项错误;缺少溶液的体积,无法计算K+的物质的量,故无法计算K+的数目,B项错误;2.3 g金属钠的物质的量为0.1 mol,在空气中燃烧生成Na2O2,失去电子的物质的量为0.1 mol,故失去的电子数为0.1NA,C项错误;9.0 g H2O的物质的量为0.5 mol,所含原子的物质的量为1.5 mol,故含有的原子数为1.5NA,D项正确。
5.C 100 mL 1 mol/L CuSO4溶液中溶质CuSO4的物质的量是0.1 mol,其含有0.4 mol O原子,溶剂水分子中也含有O原子,则该溶液中含有O原子的数目大于0.4NA,A错误;缺少溶液体积,不能计算溶液中Cl-的数目,B错误;标准状况下,22.4 L CO和N2混合气体中所含气体分子的物质的量是1 mol,二者都是双原子分子,则1 mol混合气体中含有原子的数目为2NA,C正确;根据题意,金属R与盐酸发生反应R+2HCl RCl2+H2↑,0.4 g H2的物质的量是0.2 mol,则11.8 g金属R的物质的量也是0.2 mol,R的摩尔质量M(R)==59 g/mol,D错误。
6.C 标准状况下,m g气体X和n g气体Y所含分子数相同,即物质的量相同、体积相同,故同温同压下,等体积的气体X与气体Y的质量之比为m∶n,A正确;气体X与气体Y的摩尔质量之比为m∶n,则等质量的气体X与气体Y所含分子数之比等于∶=n∶m,B正确;由阿伏加德罗定律可推出同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,即气体X与气体Y的密度之比为m∶n,C错误;相对分子质量之比等于摩尔质量之比,则气体X与气体Y的相对分子质量之比为m∶n,D正确。
7.C 1个CO2和1个O2中都含有2个O,标准状况下,4.48 L CO2和O2组成的混合气体的物质的量为0.2 mol,含有的氧原子数为0.4NA,故A错误;等质量的CO、CO2气体分子数之比为∶=11∶7,故B错误;1个N中含有10个电子,1 mol N所含电子数为10NA,故C正确;标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,Cl2溶于水后,溶液中含氯元素的微粒有Cl2、Cl-、ClO-和HClO,根据氯原子守恒可知,2n(Cl2)+n(Cl-)+n(ClO-)+n(HClO)=0.5 mol×2=1 mol,故D错误。
8.B 常温常压下,气体摩尔体积不等于22.4 L/mol,因此22.4 L O2的物质的量并不等于1 mol,所含原子数不等于2NA,A错误;1.8 g水的物质的量为=0.1 mol,该反应中O2中氧元素从0价降低到-2价,则有O2~2H2O~4e-,每生成0.1 mol H2O,转移0.2 mol电子,即转移电子数为0.2NA,B正确;缺少溶液体积,不能计算微粒的数目,C错误;Cl2与水的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故1 mol氯气溶于水转移的电子数小于NA,D错误。
9.A 过氧化钠与水发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,生成1 mol氧气,转移2 mol电子,则生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA,①正确;没有给出气体所处状况,不能计算气体的物质的量,②错误;没有给出溶液体积,无法计算微粒数目,③错误;胶体粒子是由一定数目小分子或离子组成的集合体,故Fe(OH)3胶粒数小于0.01NA,④错误;常温常压下,7.1 g氯气中含分子数为×NA mol-1=0.1NA,⑤正确;标准状况下,H2O不是气体,⑥错误;两种物质的物质的量相同,但它们在标准状况下的体积不一定相同,⑦错误;同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比,⑧正确;故选A。
10.C 1 L含0.2 mol·L-1 Na2Cr2O7的废水中,Na2Cr2O7的物质的量为0.2 mol,废水中氧原子包括Na2Cr2O7和H2O中含有的氧原子,氧原子数大于1.4NA,即大于0.2 mol Mn2O7中所含氧原子数,A错误;没有给出气体所处状况,不能计算气体的体积,B错误;每处理1 mol Cr2,Cr共得到6 mol电子,氧化还原反应中,得失电子总数相等,若与FeSO4·7H2O反应,需要6 mol FeSO4·7H2O,若与SO2反应,需要3 mol SO2,则理论所需FeSO4·7H2O与SO2的质量之比为(6 mol×278 g·mol-1)∶(3 mol×64 g·mol-1)=139∶16,C正确;反应中,Cr元素的化合价由+6降低到+3,若转移电子数为3NA,则生成Cr2O3的物质的量为 mol=0.5 mol,D错误。
11.答案 (1)36 g·mol-1 (2)①28 ②4.2NA ③6.72 (3)10NA 0.25 (4)50% (5)252 g·mol-1
解题思路 (1)该混合气体的物质的量为=0.6 mol,该混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。(2)①将混合气体依次通过题给装置,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,再经浓硫酸干燥,得到的气体为CO,即气球中收集到的气体为CO,相对分子质量为28。②设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,可列式:x+y=0.6,28x+44y=21.6,联立二式,解得x=y=0.3,0.3 mol CO含有的电子数为0.3 mol×(6+8)×NA mol-1=4.2NA。③气球的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。(3)0.5 mol NaOH中含有的电子数为0.5 mol×(11+8+1)×NA mol-1=10NA;0.5 mol NaOH中含有0.5 mol Na+,其与0.25 mol Na2CO3中所含Na+数相等。(4)由于CO和C2H4的摩尔质量相等,可将混合气体看成只由CO和CO2组成,设CO和CO2的物质的量分别为m mol、n mol,列式:28m+44n=14.4,m+n=,解得m=n=0.2,则混合气体中CO2的体积分数为×100%=50%。(5)生成的气体在标准状况下的体积为22.4 L时,气体的物质的量为1 mol,根据A(s) B(s)+C(g)+4D(g)可知生成C和D的物质的量之比为1∶4,则C的物质的量为0.2 mol,消耗A(s)的物质的量为0.2 mol;测得生成的气体的质量是同温同压下相同体积氢气的10倍,则生成的气体的质量等于1 mol氢气质量的10倍,即1 mol×2 g·mol-1×10=20 g,根据质量守恒定律,参加反应的A的质量为20 g+30.4 g=50.4 g,故A的摩尔质量为=252 g·mol-1。
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