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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第一章 第3講 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積
[考綱要求] 1.了解物質(zhì)的量單位——摩爾(mol)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度、阿伏加德羅常數(shù)的含義。2.能根據(jù)物質(zhì)的量與微粒(原子、分子、離子等)數(shù)目、氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)之間的相互關(guān)系進行有關(guān)計算。
考點一 物質(zhì)的量 摩爾質(zhì)量
1.物質(zhì)的量
(1)物質(zhì)的量(n)
物質(zhì)的量是表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的物理量,單位為摩爾(mol)。
(2)物質(zhì)的量的規(guī)范表示方法:
(3)阿伏加德羅常數(shù)(NA)
0.012 kg 12C中所含的碳原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù),其數(shù)值約為6.021023,單位為mol-1。
公式:NA=
2.摩爾質(zhì)量
(1)摩爾質(zhì)量是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。單位是gmol-1。公式:M=。
(2)數(shù)值:以gmol-1為單位時,任何粒子的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上都等于該粒子的相對分子(原子)質(zhì)量。
深度思考
1.阿伏加德羅常數(shù)(NA)與6.021023完全相同嗎?
答案 不相同。6.021023是個純數(shù)值沒有任何物理意義,而阿伏加德羅常數(shù)(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子數(shù),它與0.012 kg 12C所含的碳原子數(shù)相同,數(shù)值上約為6.021023。
2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的粒子數(shù)目( )
(2)1 mol任何物質(zhì)都含有6.021023個分子( )
(3)1 mol水中含有2 mol氫和1 mol氧( )
(4)NaOH的摩爾質(zhì)量為40 g( )
(5)1 mol O2的質(zhì)量與它的相對分子質(zhì)量相等( )
(6)1 mol OH-的質(zhì)量為17 gmol-1( )
(7)氖氣的摩爾質(zhì)量(單位gmol-1)在數(shù)值上等于它的相對原子質(zhì)量( )
(8)2 mol H2O的摩爾質(zhì)量是1 mol H2O的摩爾質(zhì)量的2倍( )
(9)1 mol H3PO4與1 mol H2SO4的質(zhì)量相同,溶于水后電離出的陰離子數(shù)目也相同( )
答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)√ (8) (9)
摩爾質(zhì)量與相對原子(分子)質(zhì)量的易混點
1.相對原子(分子)質(zhì)量與摩爾質(zhì)量(以g為單位時)不是同一個物理量,單位不同,只是在數(shù)值上相等。
2.摩爾質(zhì)量的單位為gmol-1,相對原子(分子)質(zhì)量的單位為1。
3.熟記幾組摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì),如①H2SO4和H3PO4(98 gmol-1);②Mg3N2和CaCO3(100 gmol-1);③CO、N2、C2H4(28 gmol-1)。
題組一 有關(guān)分子(或特定組合)中微粒數(shù)的計算
1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下有①0.112 L水?、?.5NA個HCl分子
③25.6 g SO2氣體?、?.2 mol氨氣 ⑤2 mol氦氣?、?.021023個白磷分子,所含原子個數(shù)從大到小的順序為______________________。
答案 ①>⑥>⑤>③>②>④
2.計算或判斷下列電解質(zhì)溶液中的粒子數(shù)目
(1)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含________mol SO,Al3+的物質(zhì)的量__________0.8 mol(填“>”、“<”或“=”)。
答案 1.2 <
解析 n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=30.4 mol=1.2 mol,0.4 mol Al2(SO4)3中含有0.8 mol Al3+,由于在溶液中Al3+水解,故Al3+的物質(zhì)的量小于0.8 mol。
(2)1 L 0.1 molL-1的CH3COOH溶液中,n(CH3COOH)________ 0.1 mol,n(CH3COO-)________ 0.1 mol(填“大于”“小于”或“等于”)。
答案 小于 小于
題組二 通過n==,突破質(zhì)量與微粒數(shù)目之間的換算
3.最近材料科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了首例帶結(jié)晶水的晶體在5 K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報道,該晶體的化學(xué)式為Na0.35CoO21.3H2O。若用NA表示阿伏加德羅常數(shù),試計算12.2 g該晶體中含氧原子數(shù)______________,氫原子的物質(zhì)的量____________mol。
答案 0.33NA 0.26
解析 晶體的摩爾質(zhì)量為122 gmol-1,n==0.1 mol,故氧原子數(shù)目=0.1(2+1.3)NA=0.33NA,n(H)=0.1 mol1.32=0.26 mol。
4.某氯原子的質(zhì)量是a g,12C原子的質(zhì)量是b g,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是( )
①該氯原子的相對原子質(zhì)量為?、趍 g該氯原子的物質(zhì)的量為 mol?、墼撀仍拥哪栙|(zhì)量是aNA g
④a g該氯原子所含的電子數(shù)為17 mol
A.①③ B.②④ C.①② D.②③
答案 C
解析?、壑心栙|(zhì)量的單位錯誤;由于該氯原子的質(zhì)量是a g,故a g該氯原子所含的電子數(shù)為17,④錯。
有關(guān)微粒數(shù)目比較的思維方法
考點二 氣體摩爾體積 阿伏加德羅定律
1.影響物質(zhì)體積大小的因素
(1)微粒的大小(物質(zhì)的本性)
(2)微粒間距的大小(由溫度與壓強共同決定)
(3)微粒的數(shù)目(物質(zhì)的量的大小)
2.氣體摩爾體積
(1)含義:單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積,符號為Vm,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,Vm約為22.4_Lmol-1。
(2)相關(guān)計算
①基本表達(dá)式:Vm=
②與氣體質(zhì)量的關(guān)系:=
③與氣體分子數(shù)的關(guān)系:=
(3)影響因素:氣體摩爾體積的數(shù)值不是固定不變的,它決定于氣體所處的溫度和壓強。
3.阿伏加德羅定律及其推論應(yīng)用
(1)阿伏加德羅定律:同溫同壓下,相同體積的任何氣體,含有相同數(shù)目的分子(或氣體的物質(zhì)的量相同)。
(2)阿伏加德羅定律的推論(可通過pV=nRT及n=、ρ=導(dǎo)出)
相同條件
結(jié)論
公式
語言敘述
T、p相同
=
同溫、同壓下,氣體的體積與其物質(zhì)的量成正比
T、V相同
=
溫度、體積相同的氣體,其壓強與其物質(zhì)的量成正比
T、p相同
=
同溫、同壓下,氣體的密度與其摩爾質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)成正比
深度思考
1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol O2與1 mol SO3的體積相同( )
(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol氣體的體積約是22.4 L,在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol氣體的體積則一定不是22.4 L( )
(3)22.4 L氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是1 mol,在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定不是1 mol( )
(4)在相同條件下,相同物質(zhì)的量的CO、N2的混合氣體與O2的分子個數(shù)相同,原子個數(shù)也相同( )
(5)在相同條件下,相同物質(zhì)的量的C2H4和C3H6,所含分子個數(shù)相同,原子個數(shù)也相同( )
答案 (1) (2) (3) (4)√ (5)
2.若把1題(5)中的相同“物質(zhì)的量”改成相同“質(zhì)量”,是“分子”個數(shù)相同還是“原子”個數(shù)相同?
答案 原子個數(shù)相同。
3.由阿伏加德羅常數(shù)(NA)和一個水分子的質(zhì)量(m水)、一個水分子的體積(V水)不能確定的物理量是________。
①1摩爾水的質(zhì)量?、?摩爾水蒸氣的質(zhì)量?、?摩爾水蒸氣的體積
答案 ③
解析?、佟ⅱ谥?,1摩爾水或水蒸氣的質(zhì)量都為m水NA;③中,水蒸氣分子間間距比分子直徑大的多,僅由題給條件不能確定1摩爾水蒸氣的體積。
題組一 以“物質(zhì)的量”為中心的計算
1.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),如果a g某氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為p,則b g該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(L)是( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 解法一 公式法:
雙原子分子的物質(zhì)的量= mol,
雙原子分子的摩爾質(zhì)量== gmol-1,
所以b g氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
22.4 Lmol-1= L。
解法二 比例法:
同種氣體其分子數(shù)與質(zhì)量成正比,設(shè)b g氣體的分子數(shù)為N
a g ~ p
b g ~ N
則:N=,雙原子分子的物質(zhì)的量為,所以b g該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 L。
2.某氣體的摩爾質(zhì)量為M gmol-1,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,在一定的溫度和壓強下,體積為V L的該氣體所含有的分子數(shù)為X。則表示的是( )
A.V L該氣體的質(zhì)量(以g為單位)
B.1 L該氣體的質(zhì)量(以g為單位)
C.1 mol該氣體的體積(以L為單位)
D.1 L該氣體中所含的分子數(shù)
答案 B
解析 X除以NA為該氣體的物質(zhì)的量;然后乘以M表示其質(zhì)量;最后除以V為1 L該氣體的質(zhì)量。
題組二 阿伏加德羅定律及推論的應(yīng)用
3.在兩個密閉容器中,分別充有質(zhì)量相等的甲、乙兩種氣體,它們的溫度和密度均相同。根據(jù)甲、乙的摩爾質(zhì)量(M)的關(guān)系判斷,下列說法中正確的是(雙選)( )
A.若M(甲)
乙
B.若M(甲)>M(乙),則氣體摩爾體積:甲<乙
C.若M(甲)乙
D.若M(甲)>M(乙),則氣體的體積:甲<乙
答案 AC
解析 等質(zhì)量的氣體,其摩爾質(zhì)量與物質(zhì)的量(或分子數(shù))成反比,若M(甲)乙,A正確;若M(甲)>M(乙),則物質(zhì)的量:甲<乙,又氣體體積相等,故氣體摩爾體積:甲>乙,B錯誤;同溫同體積同質(zhì)量的氣體或混合氣體,壓強與摩爾質(zhì)量成反比,C正確;由質(zhì)量和密度相等可知氣體體積相等,D錯誤。
4.在一定條件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。
(1)若所得混合氣體對H2的相對密度為d,則混合氣體的物質(zhì)的量為________。NH4HCO3的摩爾質(zhì)量為________(用含m、d的代數(shù)式表示)。
(2)所得混合氣體的密度折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況為ρ gL-1,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為________________。
(3)在該條件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)分別為a%、b%、c%,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為__________________。
答案 (1) mol 6d gmol-1 (2)22.4ρ gmol-1
(3)17a%+44b%+18c%
求氣體的摩爾質(zhì)量M的常用方法
1.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度ρ:M=ρ22.4(gmol-1);
2.根據(jù)氣體的相對密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D;
3.根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量(m)和物質(zhì)的量(n):M=m/n;
4.根據(jù)一定質(zhì)量(m)的物質(zhì)中微粒數(shù)目(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA):M=NAm/N;
5.對于混合氣體,求其平均摩爾質(zhì)量,上述計算式仍然成立;還可以用下式計算:=a%+b%+c%……,a%、b%、c%指混合物中各成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積
分?jǐn)?shù))。
考點三 突破阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)用的“六個”陷阱
題組一 氣體摩爾體積的適用條件及物質(zhì)的聚集狀態(tài)
1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)2.24 L CO2中含有的原子數(shù)為0.3NA()
(2)常溫下11.2 L甲烷氣體含有的甲烷分子數(shù)為0.5NA()
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L己烷中含共價鍵數(shù)目為19NA()
(4)常溫常壓下,22.4 L氯氣與足量鎂粉充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA()
(xx新課標(biāo)全國卷,9D)
(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L HF含有的HF分子數(shù)為0.1NA()
抓“兩看”,突破陷阱
一看“氣體”是否處在“標(biāo)準(zhǔn)狀況”。
二看“標(biāo)準(zhǔn)狀況”下,物質(zhì)是否為“氣體”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不為氣體)。
題組二 物質(zhì)的量或質(zhì)量與狀況
2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)常溫常壓下,3.2 g O2所含的原子數(shù)為0.2NA(√)
(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,18 g H2O所含的氧原子數(shù)目為NA(√)
(3)常溫常壓下,92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子總數(shù)為6NA(√)
(xx新課標(biāo)全國卷,9C)
排“干擾”,突破陷阱
給出非標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的物質(zhì)的量或質(zhì)量,干擾學(xué)生正確判斷,誤以為無法求解物質(zhì)所含的粒子數(shù),實質(zhì)上,此時物質(zhì)所含的粒子數(shù)與溫度、壓強等外界條件無關(guān)。
題組三 物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)
3.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)在常溫常壓下,32 g 18O2中含有2NA氧原子()
(2)17 g —OH與17 g OH-所含電子數(shù)均為10NA()
(3)相同質(zhì)量的N2O4與NO2中所含原子數(shù)目相同(√)
(4)m g CO與N2的混合氣體中所含分子數(shù)目為NA(√)
(5)4.5 g SiO2晶體中含有的硅氧鍵的數(shù)目為0.3NA(√)
(6)30 g甲醛中含共用電子對總數(shù)為4NA(√)
記“組成”,突破陷阱
1.記特殊物質(zhì)中所含微粒的數(shù)目,如Ne、D2O、18O2、—OH、OH-等。
2.記最簡式相同的物質(zhì),如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。
3.記摩爾質(zhì)量相同的物質(zhì),如N2、CO、C2H4等。
題組四 電解質(zhì)溶液中粒子數(shù)目的判斷
4.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)0.1 L 3.0 molL-1的NH4NO3溶液中含有的NH的數(shù)目為0.3NA()
(2)等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaCl和KCl溶液中,陰、陽離子數(shù)目之和均為2NA()
(3)0.1 molL-1的NaHSO4溶液中,陽離子的數(shù)目之和為0.2NA()
(4)25 ℃時,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.2NA()
審準(zhǔn)“題目”,突破陷阱
1.是否有弱離子的水解;
2.是否指明了溶液的體積;
3.所給條件是否與電解質(zhì)的組成有關(guān),如pH=1的H2SO4溶液c(H+)=0.1 molL-1,與電解質(zhì)的組成無關(guān);0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=0.1 molL-1,與電解質(zhì)的組成有關(guān)。
題組五 阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用與“隱含反應(yīng)”
5.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定條件下充分反應(yīng)后,混合物的分子數(shù)為2NA()
(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L NO2氣體中所含分子數(shù)目為NA()
(3)100 g 17%的氨水,溶液中含有的NH3分子數(shù)為NA()
(4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1 mol Cl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA()
記“隱含反應(yīng)”,突破陷阱
1.2SO2+O22SO3
2NO2N2O4
N2+3H22NH3
2.Cl2+H2OHCl+HClO
3.NH3+H2ONH3H2ONH+OH-
題組六 氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的判斷
6.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)5.6 g鐵粉與硝酸反應(yīng)失去的電子數(shù)一定為0.3NA()
(2)0.1 mol Zn與含0.1 mol HCl的鹽酸充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA()
(3)1 mol Na與足量O2反應(yīng),生成Na2O和Na2O2的混合物,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA(√)
(4)1 mol Na2O2與足量CO2充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA()
(5)向FeI2溶液中通入適量Cl2,當(dāng)有1 mol Fe2+被氧化時,共轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目為NA()
(6)1 mol Cl2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為2NA()
“分類”比較,突破陷阱
1.同一種物質(zhì)在不同反應(yīng)中氧化劑、還原劑的判斷。
如(1)Cl2和Fe、Cu等反應(yīng),Cl2只作氧化劑,而Cl2和NaOH反應(yīng),Cl2既作氧化劑,又作還原劑。
(2)Na2O2與CO2或H2O反應(yīng),Na2O2既作氧化劑,又作還原劑,而Na2O2與SO2反應(yīng),Na2O2只作氧化劑。
2.量不同,所表現(xiàn)的化合價不同。
如Fe和HNO3反應(yīng),F(xiàn)e不足,生成Fe3+,F(xiàn)e過量,生成Fe2+。
3.氧化劑或還原劑不同,所表現(xiàn)的化合價不同。
如Cu和Cl2反應(yīng)生成CuCl2,而Cu和S反應(yīng)生成Cu2S。
4.注意氧化還原的順序。
如向FeI2溶液中通入Cl2,首先氧化I-,再氧化Fe2+,所以上述題(5)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目大于NA。
探究高考 明確考向
廣東五年高考
1.(xx廣東理綜,10)設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。下列說法正確的是( )
A.1 mol甲苯含有6nA個C—H鍵
B.18 g H2O含有10nA個質(zhì)子
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L氨水含有nA個NH3分子
D.56 g鐵片投入足量濃H2SO4中生成nA個SO2分子
答案 B
解析 解有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)的題一般分為三步,第一步為宏觀量之間的轉(zhuǎn)換,即將質(zhì)量和體積轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量;第二步為微觀量之間的轉(zhuǎn)換,即判斷1分子該物質(zhì)所含的微粒數(shù);第三步為宏觀量和微觀量的對應(yīng),即一定物質(zhì)的量的該物質(zhì)含有的微粒數(shù)。A項,第一步,題目中直接給出物質(zhì)的量,所以不用轉(zhuǎn)換;第二步,甲苯的分子式為C7H8,因此1分子甲苯中含有8個C—H鍵;第三步,1 mol甲苯中含有8nA個C—H鍵,錯誤。B項,第一步,18 g水的物質(zhì)的量為1 mol;第二步,1個水分子中含有10個質(zhì)子;第三步,1 mol水分子中含有10nA個質(zhì)子,正確。C項,由于氨水為液態(tài),因此無法確定其物質(zhì)的量,錯誤。D項,常溫下鐵片投入濃H2SO4中發(fā)生鈍化,56 g鐵片即1 mol鐵不可能生成nA個SO2分子,錯誤。
2.(xx廣東理綜,11)設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( )
A.常溫下,4 g CH4含有nA個C—H共價鍵
B.1 mol Fe與足量的稀HNO3反應(yīng),轉(zhuǎn)移2nA個電子
C.1 L 0.1 molL-1 NaHCO3溶液中含有0.1nA個HCO
D.常溫常壓下,22.4 L的NO2和CO2混合氣體含有2nA個O原子
答案 A
解析 特別注意反應(yīng)物的量對Fe與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)物的影響。A項4 g CH4的物質(zhì)的量為n(CH4)==0.25 mol,1個CH4分子含有4個C—H鍵,則0.25 mol CH4含有1 mol(即nA個)C—H共價鍵;B項Fe與足量稀HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)3,1 mol Fe反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移3 mol(即3nA個)電子;C項n(NaHCO3)=0.1 molL-11 L=0.1 mol,但HCO發(fā)生水解和微弱電離,則1 L該溶液中含有HCO的物質(zhì)的量小于0.1 mol(即個數(shù)少于0.1nA);D項常溫常壓下,22.4 L的NO2和CO2混合氣體的物質(zhì)的量并非1 mol,含有的O原子也不是2nA個。
3.(xx廣東理綜,8)設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( )
A.16 g CH4中含有4nA個C-H鍵
B.1 molL-1NaCl溶液含有nA個Na+分子
C.1 mol Cu和足量稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生nA個NO分子
D.常溫常壓下,22.4 L CO2中含有nA個CO2分子
答案 A
解析 甲烷分子中含有4個C-H鍵,16 g(即1 mol)甲烷中所含的C-H鍵為4nA個,A項正確;B項中因NaCl溶液的體積未知,故無法確定Na+的個數(shù);由離子反應(yīng)方程式3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,C項錯誤;常溫常壓下,22.4 L CO2不是1 mol,故D項錯誤。
各省市兩年高考
1.(xx江蘇,6)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.1.6 g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0.1NA
B.0.1 mol丙烯酸中含有雙鍵的數(shù)目為0.1NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L苯中含有分子的數(shù)目為0.5NA
D.在過氧化鈉與水的反應(yīng)中,每生成0.1 mol氧氣,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA
答案 A
解析 A項,O2和O3都是由O元素組成的,1.6 g混合氣體含有O原子的物質(zhì)的量為=0.1 mol,即0.1NA;B項,丙烯酸的結(jié)構(gòu)簡式為,分子中含有C===C鍵和C===O鍵,因此0.1 mol丙烯酸中含有0.2NA個雙鍵;C項,標(biāo)準(zhǔn)狀況下苯為液體,11.2 L苯中的物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于0.5 mol,所含分子數(shù)遠(yuǎn)大于0.5NA;D項,過氧化鈉與水的反應(yīng)為2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,其中O元素發(fā)生自身的“歧化反應(yīng)”,由-1價變?yōu)?價和-2價,生成1 mol O2時,轉(zhuǎn)移2 mol電子,因此生成0.1 mol O2時,轉(zhuǎn)移0.2NA個電子。
2.(xx四川理綜,5)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.高溫下,0.2 mol Fe與足量水蒸氣反應(yīng),生成的H2分子數(shù)目為0.3NA
B.室溫下,1 L pH=13的NaOH溶液中,由水電離的OH-離子數(shù)目為0.1NA
C.氫氧燃料電池正極消耗22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時,電路中通過的電子數(shù)目為2NA
D.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反應(yīng)中,生成28 g N2時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3.75NA
答案 D
解析 A項,鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,0.2 mol Fe生成H2的分子數(shù)約為0.27NA,該項錯誤;B項,該NaOH溶液中OH-總共有0.1NA,但OH-主要來自于NaOH電離,水電離出很少的OH-,該項錯誤;C項,氫氧燃料電池正極上反應(yīng)的物質(zhì)為O2,當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L O2時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA,該項錯誤;D項,根據(jù)反應(yīng)方程式可知,反應(yīng)中只有N元素化合價發(fā)生改變,生成8 mol氮原子(4 mol N2)中有5 mol來自NH,有3 mol來自NO,故反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為15 mol,則生成28 g(1 mol)N2時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3.75NA,該項正確。
3.(xx大綱全國卷,7)NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( )
A.1 mol FeI2與足量氯氣反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
B.2 L 0.5 molL-1硫酸鉀溶液中陰離子所帶電荷數(shù)為NA
C.1 mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA
D.丙烯和環(huán)丙烷組成的42 g混合氣體中氫原子的個數(shù)為6NA
答案 D
解析 A項,1 mol FeI2與足量的Cl2反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 3 mol,錯誤;B項,2 L 0.5 molL-1 K2SO4溶液中SO帶的負(fù)電荷數(shù)為2NA,溶液中的陰離子還有OH-,故陰離子所帶電荷數(shù)大于2NA,錯誤;C項,1 mol Na2O2固體中含有離子總數(shù)為3NA,錯誤;D項,丙烯(C3H6)和環(huán)丙烷(C3H6)互為同分異構(gòu)體,故42 g即1 mol該混合物含有H原子數(shù)為6NA,正確。
4.(xx上海,15)NA代表阿伏加德羅常數(shù)。已知C2H4和C3H6的混合物的質(zhì)量為a g,則該混合物 ( )
A.所含共用電子對數(shù)目為(a/7+1)NA
B.所含碳?xì)滏I數(shù)目為aNA/7
C.燃燒時消耗的O2一定是33.6a/14 L
D.所含原子總數(shù)為aNA/14
答案 B
解析 1個C2H4分子中含共用電子對數(shù)目為6對,碳?xì)滏I數(shù)目為4個,1個C3H6分子中含共用電子對數(shù)目為9對,碳?xì)滏I數(shù)目為6個,則A錯誤(應(yīng)該為3aNA/14);C項沒有說明氧氣處于標(biāo)況;D項含原子總數(shù)為3aNA/14,因此選B。
5.(xx江蘇,7)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.1 L 1 molL-1的NaClO溶液中含有ClO-的數(shù)目為NA
B.78 g苯含有C===C雙鍵的數(shù)目為3NA
C.常溫常壓下,14 g由N2與CO組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.72 L NO2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA
答案 C
解析 A項,由于ClO-水解,ClO-數(shù)目小于NA,錯誤;B項,苯分子中無碳碳雙鍵,錯誤;C項,N2和CO的摩爾質(zhì)量均為28 gmol-1,均為雙原子分子,14 g混合氣體的物質(zhì)的量為0.5 mol,原子數(shù)為NA,正確;D項,由反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,3 mol NO2
參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,則0.3 mol NO2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.2NA,錯誤。
6.(xx新課標(biāo)全國卷Ⅱ,9)N0為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( )
A.1.0 L 1.0 molL-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2N0
B.12 g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個數(shù)為0.5N0
C.25 ℃時pH=13的NaOH溶液中含有OH-的數(shù)目為0.1N0
D.1 mol的羥基與1 mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為9N0
答案 B
解析 A項忽視了NaAlO2溶液中的水,錯;B項中每個碳原子被3個六元環(huán)共用,則每個六元環(huán)占有的碳原子數(shù)=16=2個,12 g石墨烯含六元環(huán)的物質(zhì)的量==0.5 mol,正確;C項沒有告訴溶液的體積,無法計算,錯;D項中OH-是10電子微粒,所含電子數(shù)為10N0,錯。
練出高分
一、單項選擇題
1.某種元素原子的質(zhì)量是a g,12C的原子質(zhì)量是b g,NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是( )
A.由已知信息可得NA=
B.W g該原子的物質(zhì)的量一定是mol
C.W g該原子中含有個該原子
D.該原子的摩爾質(zhì)量是aNA g
答案 D
解析 一個12C的真實質(zhì)量為b g,NA個12C的質(zhì)量為12 g,A項正確;該原子的摩爾質(zhì)量為aNA gmol-1,W g該原子的物質(zhì)的量為 mol,B項正確;D項,摩爾質(zhì)量的單位是gmol-1,故D項錯誤。
2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有:①6.72 L CH4,②3.011023個HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列對這四種氣體的描述正確的是( )
a.體積②>③>①>④
b.密度②>③>④>①
c.質(zhì)量②>③>①>④
d.氫原子個數(shù)①>③>④>②
A.a(chǎn)bc B.bcd C.a(chǎn)bd D.a(chǎn)bcd
答案 D
解析 先把題中提供的量都分別轉(zhuǎn)化為各物質(zhì)的物質(zhì)的量,然后再比較它們的體積、密度等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L CH4的物質(zhì)的量為0.3 mol,3.011023個HCl分子的物質(zhì)的量為0.5 mol,13.6 g H2S的物質(zhì)的量為0.4 mol,然后進行比較即可得出結(jié)論。
3.(xx大綱全國卷,8)下列關(guān)于同溫同壓下的兩種氣體12C18O和14N2的判斷正確的是 ( )
A.體積相等時密度相等
B.原子數(shù)相等時具有的中子數(shù)相等
C.體積相等時具有的電子數(shù)相等
D.質(zhì)量相等時具有的質(zhì)子數(shù)相等
答案 C
解析 根據(jù)阿伏加德羅定律并結(jié)合微粒間相互關(guān)系逐一分析。A項根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下,同體積的任何氣體含有相同的分子數(shù),即氣體的物質(zhì)的量相同,但由于12C18O與14N2的摩爾質(zhì)量不相等,故質(zhì)量不相等,密度也不相等;B項二者都是雙原子分子,原子數(shù)相等時二者的物質(zhì)的量相等,二者所含中子數(shù)不相等,1個12C18O分子含有16個中子,1個14N2分子含有14個中子;C項同溫同壓下,同體積的氣體的物質(zhì)的量相等,且1分子12C18O與14N2中均含有14個電子,故12C18O與14N2具有的電子數(shù)相等;D項12C18O與14N2質(zhì)子數(shù)相等,質(zhì)量相等時二者物質(zhì)的量不相等,含有的質(zhì)子數(shù)也不相等。
4.在下列條件下,兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是( )
A.同密度、同壓強的N2和C2H4
B.同溫度、同體積的O2和N2
C.同體積、同密度的C2H4和CO
D.同壓強、同體積的O2和N2
答案 C
解析 同溫同壓下,同體積的氣體分子數(shù)相等,所以,A、B、D錯誤;C項,密度乘以體積等于質(zhì)量,C2H4和CO的相對分子質(zhì)量都是28,所以,等質(zhì)量時兩者物質(zhì)的量相等,分子數(shù)也相等。
5.由14CO和12CO組成的混合氣體與同溫同壓下空氣的密度相等(空氣的平均相對分子質(zhì)量為29),則下列關(guān)系正確的是( )
A.混合氣體中,12CO占有的體積大于14CO占有的體積
B.混合氣體中,12CO與14CO分子個數(shù)之比為1∶2
C.混合氣體中,12CO與14CO質(zhì)量之比為15∶14
D.混合氣體中,12CO與14CO密度之比為14∶15
答案 D
解析 本題考查了阿伏加德羅定律,意在考查學(xué)生對阿伏加德羅定律的理解及計算能力。由pV=nRT=RT得pM=ρRT,同溫同壓下,密度相等,則摩爾質(zhì)量相等,設(shè)混合氣體中14CO為x mol,12CO為y mol,則=29,解得x∶y=1∶1,12CO和14CO的物質(zhì)的量之比為1∶1,A、B項錯誤;12CO和14CO的質(zhì)量之比為28∶30,即14∶15,C項錯誤;體積相同時,密度之比等于其質(zhì)量之比,D項正確。
6.設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L己烷中,分子數(shù)為0.1NA
B.22.4 L Cl2含有Cl—Cl鍵數(shù)為NA
C.常溫常壓下16 g O2和O3混合氣體中,氧原子數(shù)為NA
D.7.8 g Na2O2與足量水反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA
答案 C
解析 A項,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,己烷為液體;B項,沒有指明Cl2所處的狀況;D項,Na2O2既是氧化劑,又是還原劑,應(yīng)轉(zhuǎn)移電子0.1NA。
7. NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( )
A.常溫下,9 g H2O中含NA個O—H鍵
B.1 mol Fe2+與足量稀硝酸反應(yīng),轉(zhuǎn)移3NA個電子
C.常溫常壓下,22.4 L SO2和O2的混合氣體中含2NA個氧原子
D.0.1 molL-1KAl(SO4)2溶液中含0.2NA個SO
答案 A
解析 B項,F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+,應(yīng)轉(zhuǎn)移NA個電子;C項,氣體不是處在標(biāo)準(zhǔn)狀況;D項,沒有指明溶液的體積。
8.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.0.1 mol N2與足量的H2反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是0.6NA
B.常溫下,0.1 molL-1 NH4NO3溶液中含有的氮原子數(shù)是0.2NA
C.常溫常壓下,3.2 g O2和3.2 g O3所含氧原子數(shù)都是0.2NA
D.2.24 L CO和CO2的混合氣體中所含的碳原子數(shù)為0.1NA
答案 C
解析 A項,N2和H2的反應(yīng)是可逆反應(yīng);B項,沒有指明NH4NO3溶液的體積;D項,沒有指明氣體所處的狀況。
9.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.常溫下,30 g的2丙醇中含有羥基的數(shù)目為0.5NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L乙炔中含有共用電子對的數(shù)目為1.5NA
C.1 molL-1的碳酸鈉溶液中含有CO的數(shù)目小于NA
D.常溫下,1 mol O2和O3的混合氣體中含有氧原子的數(shù)目為2.5NA
答案 A
解析 B項,應(yīng)含有共用電子對5NA=2.5NA;C項,沒有指明溶液的體積;D項,O2和O3并不一定等量混合,混合氣體中氧原子數(shù)目應(yīng)在2NA到3NA之間。
二、雙項選擇題
10.設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( )
A.17 g H2O2含有O—H鍵的數(shù)目為nA
B.常溫常壓下,22.4 L乙烷中含共價鍵的數(shù)目為7nA
C.56 g鐵片與足量濃硫酸充分反應(yīng),生成nA個SO2
D.常溫下,1 L 0.1 molL-1 AlCl3溶液中含Al3+數(shù)小于0.1nA
答案 AD
解析 選項B,氣體摩爾體積與溫度、壓強有關(guān),在常溫常壓下22.4 L乙烷氣體的物質(zhì)的量小于1 mol,則CH3CH3分子中含有共價鍵的數(shù)目小于7nA;選項C,常溫下,鐵片遇到濃硫酸會發(fā)生鈍化,在加熱時發(fā)生反應(yīng)2Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O;選項D,AlCl3為強酸弱堿鹽,Al3+會發(fā)生水解,常溫下,1 L 0.1 molL-1 AlCl3溶液中含Al3+數(shù)小于0.1nA。
11. NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( )
A.1 mol Cl2參加的任何反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)都是2NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 mL水中含有的分子數(shù)目約為1.24NA
C.常溫常壓下,29 g乙基(—C2H5)所含電子數(shù)為13NA
D.0.2 mol Na2O2中含有離子總數(shù)為0.6NA
答案 BD
解析 A項,1 mol Cl2若全部作氧化劑,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,若和NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)移NA電子,和水反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA;B項,NAmol-1≈1.24 NA;C項,應(yīng)為17 NAmol-1=17NA;D項,一個Na2O2中含有2個Na+,1個O,所以含有的離子總數(shù)為0.6NA。
12. NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法不正確的是( )
A.將1 mol NH4NO3溶于一定濃度的稀氨水中,溶液呈中性,若不考慮揮發(fā),溶液中一定含有NA個NH
B.1 molL-1 CH3COOH與1 molL-1 CH3COONa溶液等體積混合,溶液中CH3COOH和CH3COO-的總數(shù)為2NA
C.常溫常壓下,3.6 g H2O中含有電子數(shù)為NA
D.含有2NA個氧原子的氧氣與臭氧的混合氣體的質(zhì)量為32 g
答案 BC
解析 A項,根據(jù)電荷守恒,NH的物質(zhì)的量等于NO的物質(zhì)的量;B項,沒有指明混合溶液的體積;C項,10NAmol-1=2NA;D項,質(zhì)量為16 gmol-12 mol=32 g。
三、非選擇題
13.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下15 g CO與CO2的混合氣體,體積為11.2 L。則:
(1)混合氣體的密度是
________________________________________________________________________。
(2)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是
________________________________________________________________________。
(3)CO2和CO的體積之比是
________________________________________________________________________。
(4)CO的體積分?jǐn)?shù)是
________________________________________________________________________。
(5)CO2和CO的質(zhì)量之比是
________________________________________________________________________。
(6)CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
________________________________________________________________________。
(7)混合氣體中所含氧原子的物質(zhì)的量是
________________________________________________________________________。
(8)混合氣體中所含碳原子的物質(zhì)的量是
________________________________________________________________________。
答案 (1)1.339 gL-1 (2)30 gmol-1 (3)1∶7 (4)87.5% (5)11∶49 (6)81.7% (7)0.562 5 mol (8)0.5 mol
解析 (1)密度=質(zhì)量/體積=15 g/11.2 L≈1.339 gL-1。
(2)解法一:n==0.5 mol,M=m/n=15 g/0.5 mol=30 gmol-1。
解法二:M=ρVm=1.339 gL-122.4 Lmol-1=30 gmol-1。
(3)根據(jù)阿伏加德羅定律:體積之比=物質(zhì)的量之比,最簡單的方法是用十字交叉法計算:
30CO2 CO14
n(CO2)/n(CO)=1/7。
(4)CO的體積分?jǐn)?shù)=CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=100%=87.5%。
(5)===11∶49。
(6)CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=100%≈81.7%。
(7)n(O)=2n(CO2)+n(CO)=20.5 mol1/8+0.5 mol7/8=0.562 5 mol。
(8)n(C)=n(CO2)+n(CO)=0.5 mol。
14.在120 ℃時分別進行如下四個反應(yīng):
A.2H2S+O2===2S↓+2H2O
B.2H2S+3O2===2SO2+2H2O
C.C2H4+3O2―→2CO2+2H2O
D.C4H8+6O2―→4CO2+4H2O
(1)若反應(yīng)在容積固定的密閉容器內(nèi)進行,反應(yīng)前后氣體密度(d)和氣體總壓強(p)同時符合關(guān)系式d前=d后和p前>p后的是________;符合關(guān)系式d前=d后和p前=p后的是________(填反應(yīng)代號)。
(2)若反應(yīng)在壓強恒定、容積可變的密閉容器內(nèi)進行,反應(yīng)前后氣體密度(d)和氣體體積(V)同時符合關(guān)系式d前>d后和V前<V后的是________;符合關(guān)系式d前>d后和V前>V后的是________(填反應(yīng)代號)。
答案 (1)B C (2)D A
解析 (1)若反應(yīng)在容積固定的容器內(nèi)進行,反應(yīng)前后d前=d后,說明反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,符合要求的反應(yīng)是B、C、D。p前>p后,則表明反應(yīng)后氣體的分子數(shù)是減小的,符合要求的是反應(yīng)B;p前=p后,則表明反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)是不變的,只有反應(yīng)C符合。(2)若反應(yīng)在壓強恒定、容積可變的密閉容器內(nèi)進行,反應(yīng)前后d前>d后且V前<V后,在氣體總質(zhì)量不變的前提下,則表明氣體的分子數(shù)是增大的,由于分子數(shù)的增多,導(dǎo)致了容器體積的增大,從而造成密度的減小,符合題意的是反應(yīng)D;反應(yīng)前后V前>V后,表明反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),體積減小后,仍是d前>d后,說明氣體的質(zhì)量減小,符合題意的是反應(yīng)A。
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