


第1讲 物质的量和气体的摩尔体积-2022年高考化学一轮复习名师精讲练
展开一、物质的量
1.物质的量(n)
(1)概念:是用来表示一定数目粒子集合体的物理量,其单位为摩尔,符号为ml。
(2) 物质的量是一个专用名词,在表述时不可增减,不能将其理解成“物质的数量”或“物质的质量”。
(3)使物质的量的单位是摩尔,只用于表示微观粒子的多少,不适合表示宏观物质。用摩尔必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。
温馨提示:在化学方程式中,化学计量数不仅表示反应物和生成物之间微粒个数的关系,还可表示反应物和生成物之间的物质的量的关系。如2H2+O2===2H2O,既可以理解成2个氢分子与1个氧分子反应生成2个水分子,也可以说2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水。在化学方程式中,化学计量数之比等于微粒数之比,也等于物质的量之比。
2.阿伏加德罗常数(NA)
(1)国际上规定,1ml任何微粒所含有的微粒数与0.012kg12C所含有的碳原子数相等。实验表明,0.012kg12C所含的碳原子数约为6.02×1023,6.02×1023ml-1为阿伏加德罗常数。
(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的换算关系是n=N/NA。
温馨提示:阿伏加德罗常数与6.02×1023不能等同,阿伏加德罗常数不是一个纯数,它有单位,其单位为“ml-1”,而6.02×1023只是一个近似值,它无单位。
3.摩尔质量(M)
(1)概念:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,常用单位为g/ml(或g·ml-1)。
(2)物质的量(n)、摩尔质量(M)与物质的质量(m)之间的换算关系为n=m/M。
温馨提示:摩尔质量是从物质的量和质量引申出的一个物理量,摩尔质量以g·ml-1为单位时,在数值上与被描述物质的相对分子(或原子)质量相等,但前者有单位,后者是相对值,可以认为单位为1,所以不能将摩尔质量与相对分子(或原子)质量等同来理解。
例题1、下列关于物质的量、摩尔质量的叙述中正确的是 。
①0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子
②48 g O3气体含有6.02×1023个O3分子
③氢氧化钠的摩尔质量是40g
④2ml水的摩尔质量是1ml水的摩尔质量的2倍
⑤1 ml任何物质都含有6.02×1023个分子
⑥1 ml Ne含有6.02×1024个电子
⑦标准状况下,22.4LCHCl3中含有的氯原子数目为3NA
⑧1ml Na2O2 固体中含离子总数为4 NA
⑨0.5ml/LCuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
⑩1L 0.5 ml/L Na2CO3溶液中含有的CO32-数目为0.5NA
二、气体摩尔体积
1.影响物质体积的因素
影响物质体积的因素有粒子数目的多少,粒子大小,粒子间距离。在粒子数目相同的情况下,固体、液体的体积大小主要由粒子本身大小决定,气体体积主要由粒子间距离决定,而气体的粒子间距离又由温度和压强决定。
2.气体摩尔体积
(1)一定温度和压强下,1ml的气体所占的体积,符号为Vm,单位为L·ml-1,标准状况下(0℃、101kPa),气体摩尔体积约为22.4L·ml-1。
(2)物质的量和气体摩尔体积之间的关系为n=V/Vm。
温馨提示:理解此概念时应注意是气态物质;物质的量为1ml;0℃和1.01×105Pa(标准状况);22.4L体积是近似值;Vm的单位为L·ml-1或m3·ml-1。
3.阿伏加德罗定律
(1)定义:在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。
(2)应用:
①标准状况下气体的体积(L)=22.4ml/L×物质的量(ml)气体摩尔质量(g/ml)=22.4ml/L×标准状况下气体的密度(g/L).
②同温同压下任何气体的体积比等于其分子个数之比,也等于其物质的量之比.
③同温同压下任何气体的密度比等于其相对分子质量之比,也等于同体积的质量之比.
= 4 \* GB3 ④在温度和体积一定时,气体的压强与物质的量成正比;若温度和压强一定时,气体的体积与物质的量成正比。
⑤在温度与气体的物质的量一定时,其气体的压强与体积成反比。
例题2、NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 。
①常温常压下,11.2L氧气所含的原子数为NA
②等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA
③常温常压下,4.6g NO2气体含有1.81×1023个NO2分子
④常温下,11.2L甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA
⑤14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA
⑥2.24LCO2中含有的原子数为0.3NA
⑦NA个一氧化碳分子和0.5ml甲烷的质量比为7:4
⑧35.5gCl2参加氧化还原反应,转移的电子数可能为NA
⑨15.6gNa2O2与过量CO2反应时,转移的电子数为0.4NA
【指点迷津】有关阿伏加德罗常数试题的设陷方式
1、状态条件:考查气体时经常给出非标准状况(如常温常压)下的气体体积,这就不能直接用“22.4L/ml”进行计算。
2、物质的状态:考查气体摩尔体积时,命题者常用在标准状况下一些易混淆的液体或固体作“气体”来设问,迷惑考生。如标准状况下,水(液态)、SO3(固态)、CCl4(液态)、甲苯(液态)、戊烷(液态)等。这样也不能应用“22.4L/ml”进行计算。
3、物质的组成和结构:考查包括原子、分子(含有机物和无机物)等各种粒子变换或转化关系、分子结构(所含质子数、电子数、中子数、化学键数等)。如CO2、H2S等分子中的共用电子对数目。
4、氧化还原反应:考查指定物质参加氧化还原反应时,常设置氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移数目方面的陷阱。特别要注意一些常见歧化反应电子转移的情况,如Na2O2+CO2(或H2O)、Cl2+NaOH(或H2O)、NO2+H2O等。
5、电解质溶液:考查电解质溶液中微粒数目或浓度时,常涉及弱电解质的电离、盐类水解、化学平衡等方面的陷阱。解题时要认真审题,充分挖掘这一隐含条件。
6、同位素的影响:考查同位素原子质子数、电子数分别相同,但中子数不同,引起其质量数、相对原子质量不同,也经常以此为出题点来迷惑考生。如果不注意H、D的区别,按H2O的摩尔质量计算,其结果显然是错误的。
三、物质的量应用于化学方程式的计算
物质的量架起了宏观物质的量如质量、体积等与微观粒子数目之间的关系,尤其巧妙的是,利用0.012kg12C中所含的碳原子数作为计量标准,与相对原子质量的计量标准——1/1212C的质量统一在了一起,使得物质的摩尔质量在用g·ml-1做单位时在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量,大大地方便了计算和计量。又由于物质的量与粒子的个数成正比,因此,利用化学方程式计算时各物质的化学计量数、各物质的粒子数、各物质的物质的量成正比,可以直接列在化学方程式中进行计算。
1.化学方程式在量方面的含义:化学方程式可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系,即化学计量数之比等于反应中各物质的化学计量数之比。
2.根据方程式计算的基本步骤
(1)根据题意写出配平的化学方程式。
(2)求出已知物和未知物的物质的量(有时可用质量、体积等表示,分别写在化学方程式中有关的化学式下面)。
(3)把已知和待求的量[用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数x、y等表示]分别写在化学方程式中有关化学式的下面。
(4)将有关的量列出比例式,求出待求的量。
例题3、(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 ml·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值 (列出计算过程)。
(2)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c ml·L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2+ + H2Y2-=CuY2-+ 2H+,写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω= _____________________________。
(3)硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定: = 1 \* GB3 ①准确称取1.7700g样品,配制成100ml溶液A 。 = 2 \* GB3 ②准确量取25.00 ml溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g 。 = 3 \* GB3 ③准确量取25.00 ml溶液A,加入适量稀硫酸酸化后,用0.02000 ml·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00 ml。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:2MnO4―+5H2O2+6H+=4Mn2++8H2O+5O2↑,通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
【课时作业】
1.下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是( )
A.6.02×1023叫做阿伏加德罗常数
B.0.012kg12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值
C.含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔
D.1摩尔氯含有6.02×1023个氯分子
2.1 ml CO和1 ml CO2具有相同的( )
①分子数 ②原子数 ③C原子数 ④O原子数
A.②④ B.①③ C.①④ D.①②
3.草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )
A.45g草酸中含有1.204×1024个氧原子
B.1ml草酸中含有6.02×1023个分子
C.草酸的摩尔质量是90g/ml
D.1ml草酸在标准状况下的体积约为22.4L
4.科学家最近合成了一种新型分子,它由4个氧原子构成,液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。下列说法正确的是
A.摩尔质量是64gB.它是一种新的化合物
C.它是由氧元素组成的一种单质D.1ml该分子中含有2NA个氧分子
5.下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是( )
A.温度和压强不同,相同质量的一氧化二氮和二氧化碳两种气体的总原子数
B.等温等压下,相同体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的总原子数
C.等温等压下,相同体积的氧气和臭氧两种气体中的氧原子数
D.相同物质的量、不同体积的氨气和甲烷两种气体中的氢原子数
6.关于SO2气体的叙述中,正确的是( )
A.SO2的摩尔质量是64 g
B.1ml SO2中所含分子数约为6.02×1023
C.1 ml SO2的质量是64 g·ml-1
D.25℃,1.01×105Pa下,1 ml SO2的体积为22.4 L
7.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.等体积的CO2和CO,分子数目均为NA
B.常温下pH=12的NaOH溶液中,水电离出的氢离子数为10-12NA
C.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后,气体分子数为2NA
D.H2O(g)通过足量Na2O2(s)充分反应,固体增重bg时,反应中转移的电子数为bNA/2
8.氢气的摩尔质量为M g·ml-1,密度是ρ g·L-1,阿伏加德罗常数为NA,则下列表述正确的是
A.单位体积中所含氢气分子数目 B.单位质量中所含氢气分子数目为ρ·NA
C.单个氢气分子的质量为gD.单个氢气分子占有的体积为L
9.以天然气为原料经由合成气(CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH3OH的反应转化关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.用1 ml CH4理论上能生产标准状况下CH3OH 22.4 L
B.等物质的量的CH3OH和CH4,CH3OH的质子数比CH4多8NA
C.44 g CO2气体和44 g CH4与CO的混合气体,所含C原子数均为NA
D.用CH4制备合成气的反应中,若生成1 ml CO,反应转移电子数为3NA
10.设NA为阿伏加德罗常数,下列有关说法正确的是( )
A.0.5ml羟基中所含电子数为5NA
B.标况下,11.2LCHCl3中,共用电子对的数目为2NA
C.2.8g的乙烯和丙烯(C3H6)中含有的碳原子数为0.2NA
D.1ml苯乙烯()分子中含有碳碳双键的个数为4NA
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的有几个
①1mlN2与4mlH2反应生成的NH3分子数为2NA;
②标准状况下,体积为22.4L的SO3中含3NA个氧原子;
③1mlC10H22分子中共价键总数为31NA;
④60g二氧化硅晶体中含有的分子数目为NA;
⑤1ml/LNaOH溶液中含有Na+数目为NA;
⑥1mlD2O含10NA个电子;
⑦2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA。
A.2B.3C.4D.5
12.NA为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是( )
A.1mlC10H22分子中共价键总数为31NA个
B.0.1mlCH4中含有NA个电子
C.标准状况下,22.4LCHCl3含有氯原子数目为3NA个
D.标准状况下,1.12L16O2和1.12L18O2均含有0.1NA个氧原子
13.某实验小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应(已知硅与稀硫酸不反应),测定通常状况(20℃,101 kPa)下的气体摩尔体积。拟选用下列实验装置完成实验:
(1)该小组同学必须选用的装置依次连接的合理顺序为A、_____________。
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,开始时稀硫酸能滴人锥形瓶中,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中,其原因是_________。
(3)金属铝与稀硫酸反应的离子方程式为_________________。
(4)实验结束时,测量实验中生成H2体积的操作方法是_______________。
(5)实验中准确测得3个数据:实验前铝硅合金的质量m1g,实验后残留固体的质量m2g,实验后量筒中液面读数为V ml。。则通常状况下气体摩尔体积Vm=____L·ml-l。若合金中含少量铜,则所测得的Vm将____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
14.氧元素形成的单质在环境、生命活动、生产、科研等方面有重要作用。
(1)氟利昂在紫外线的作用下能产生氯原子,氯原子对臭氧层有破坏作用。氯原子对臭氧层的破坏作用可用如下过程表示:Cl+O3ClO+O2、O3O2+O、ClO+OCl+O2。这一过程总的化学方程式是______________________________。根据总反应的化学方程式,可知氯原子在反应中作________________________。
(2)意大利科学家使用普通氧分子和带正电的氧离子制出了新型的氧分子O4,它可能具有与S4相似的长方形结构。O4的摩尔质量为______;相同质量的O2、O3、O4的分子数之比为______,原子数之比为______;下列有关O4的说法不正确的是______(填序号)。
A.题述中生成O4的反应不属于化学变化
B.O4与O2、O3都是氧的同素异形体
C.O2可能具有很强的氧化性
15.Ⅰ.甲、乙、丙三种物质有如图所示的转化关系。
若甲、乙、丙依次是氢气、水、硫酸。
(1)写出甲―→乙的化学方程式:_____。
(2)乙―→丙时所需另一种反应物中,一定含有____和氧元素。
若甲为碳酸钙,丙为氯化钙。
(3)乙可以是______(填名称)。
Ⅱ.N原子的摩尔质量是_____;1mlHNO3的质量是____;标准状况下11.2LHCl气体的物质的量是___;2mlOH-约含有___个电子。
16.(1)0.5 ml CO2的质量为__________克,其中含有CO2分子__________个,在标准状况下的体积是________升。
(2)标况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为_____。
(3)NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。该反应中氧化剂是____,根据该反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有:①食醋、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒,你认为必须选用的物质有_______(填序号)。
(4)为除去 Fe粉中混有的少量Al粉,可以选用的试剂为__________(填化学式),其反应的离子方程式_________________。
(5)H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味、有毒的可燃性气体。用30% FeCl3溶液作吸收液能吸收H2S气体,该反应离子方程式为:___________。
参考答案
例题1、①②⑥
【解析】碳是由原子构成的,根据规定0.012 kg 12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数,其近似值为6.02×1023 ml-1,①正确;48 g O3的物质的量为1 ml,含O3分子6.02×1023个,②正确;摩尔质量的单位为g/ml而不是g,③错误;水的摩尔质量为定值,与其物质的量的多少无关,④错误;有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等),有些物质是由离子组成(例如NaCl、Ca(OH)2等),还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等),⑤错误;氖原子核外有10个电子,则1 ml Ne也应含有10×6.02×1023个电子,⑥正确;标准状况下,CHCl3为液态,不能用22.4L/ml进行计算,⑦错误;Na2O2固体中,含有的是Na+和O22-两种离子,1ml固体中含有3ml离子,故其中的离子总数为4 NA,⑧错误;由于不知道CuCl2溶液的体积,故无法确定Cu2+离子的数目,⑨错误;由于在水溶液中CO32-要水解,故CO32-数目应小于0.5NA,⑩错误。
例题2、⑤
【解析】常温常压(25℃,1.01×105 Pa)下,11.2L氧气物质的量小于0.5ml,其所含原子数必小于NA,①错误;等物质的量不一定是1ml,②错误;由于存在2NO2N2O4这一隐含条件,故4.6g NO2气体中含有的NO2分子数应界于0.1NA 和0.05NA之间,③错误;不是标准状况下,甲烷的物质的量不是0.5 ml,④错误;乙烯和丙烯的最简式为CH2,其最简式的物质的量为14g/14g·ml-1=1ml,故其总原子数为3NA,⑤正确;未指明温度、压强,无法确定N2的物质的量,⑥错误;NA个CO为1ml,其质量为28g,0.5ml甲烷质量为8g,故其质量比为7:2,⑦错误;0.5ml Cl2若只作氧化剂生成Cl-时应转移电子1ml,⑧错误;2ml Na2O2与过量CO2反应转移2ml电子,故0.2ml Na2O2参与此反应转移0.2ml电子,⑨错误。
例题3、(1)3
(2)
(3)2Na2SO4·H2O2·2H2O
【解析】(1)由题意可得下列关系式:FeClx—xCl——xOH——xHCl,则n(Cl) =n(Cl—) = n(OH—) = n(HCl) =0.0250L×0.40ml·L-1 = 0.01 ml, m(Fe) = 0.54g – 0.10ml×35.5g·ml-1 = 0.19g,n(Fe) = 0.19g/56g·ml-1 = 0.0034 ml。n(Fe)∶n(Cl) = 0.0034∶0.010 ≈ 1∶3,即x = 3。
(2)由题意可得下列关系式:CuSO4·5H2O—Cu2+—H2Y2-,则a g试样中n(CuSO4·5H2O) = n(H2Y2-) =c ml·L-1 ×0.001×bL×5,所以CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω=。
(3)由 = 2 \* GB3 ②可得n(Na2SO4)= n(BaSO4)= 0.5825g÷233g/ml=2.50×10-3ml,则m(Na2SO4)=142g·ml-1×2.50×10-3ml=0.355g;由2MnO4―+5H2O2+6H+=4Mn2++8H2O+5O2↑得n(H2O2)= 5/2n(KMnO4)=5/2·(0.0200ml· L-1×25.00 mL)/1000mL· L-1=1.25×10-3 ml,则m(H2O2)=34g·ml-1×1.25×10-3ml=0.0425g,由质量守恒得n(H2O)=[(1.7700g×25.00mL/100 mL)-0.355g-0.0425g]/18 g·ml-1=2.5×10-3 ml,由此得x:y:z=n(Na2SO4):n(H2O2):n(H2O)=2:1:2,即硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。
1.B【解析】A.阿伏加德罗常数是精确值,其近似值为6.02×1023ml-1,6.02×1023不是阿伏伽德罗常数,A错误;
的物质的量是1ml,所以0.012kg12C含有的碳原子数为阿伏加德罗常数,B正确;
C.含有阿伏加德罗常数个微粒的物质不一定是1摩尔,例如含有阿伏加德罗常数个氢原子的氢气物质的量是0.5ml,C错误;
D.1ml氯不知氯原子、离子、分子,应用物质的量要指明微粒种类,D错误;
答案选B。
2.B【解析】二者物质的量相同,所以具有相同的分子数,碳原子角标一样,所以C原子数 相同
3.D【解析】A.45g草酸中含有1.204×1024个氧原子,故A正确;
B.草酸是共价化合物,1ml草酸中含有6.02×1023个草酸分子,故B正确;
C.摩尔质量用g/ml作单位,其数值等于相对分子质量,草酸的摩尔质量是90g/ml,故C正确;
D.标准状况下,草酸不是气体, 1ml草酸在标准状况下的体积不是22.4L,故D错误;
选D。
4.C【解析】A.根据上述分析可知,新型分子化学式可表示为O4,O4的摩尔质量为64g/ml,A选项错误;
B.O4只有O元素一种元素组成,属于单质,B选项错误;
C.O4只有O元素一种元素组成,是一种单质,C选项正确;
D.1mlO4分子中含有NA个O4分子,4NA个O原子,D选项错误;
答案选C。
5.A【解析】A项:N2O和CO2摩尔质量都是44g/ml,相同质量时两种气体的分子总数、原子总数都相等,A项正确;
B项:据阿伏加德罗定律,等温等压下,相同体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的分子总数相同,其原子总数不一定相等;
C项:据阿伏加德罗定律,等温等压相同体积的氧气和臭氧分子总数相同,氧原子数之比为2:3;
D项:相同物质的量的氨气和甲烷两种气体中,分子数相等,氢原子数之比为3:4;
本题选A。
6.B【解析】摩尔质量的单位是g/ml,SO2的摩尔质量是64 g/ml,故A错误;1ml SO2中所含分子数约为6.02×1023,故B正确;1 ml SO2的质量是64 g,故C错误;0℃,1.01×105Pa下,1 ml SO2的体积为22.4 L,故D错误。
7.D【解析】A.未指明温度和压强,若二者所处温度和压强不同,等体积的CO2和CO所含分子数不同,且体积、物质的量均未知,也不能确定分子数目,故A错误;
B.溶液体积未知,无法计算微粒数目,故B错误;
C.标准状况下,22.4L的H2和22.4L的F2混合后二者反应生成2mlHF,但是标况下HF不是气体,故C错误;
D.根据方程式2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2可知,固体增重质量即为水中氢元素的质量,固体增重bg时参与反应的水的物质的量为ml,根据方程式可知转移的电子为ml,数目为NA,故D正确;
故答案为D。
8.C【解析】A.由于没有明确气体存在的条件,则气体摩尔体积不一定为22.4L/ml,则单位体积中所含氢气分子数目不一定为,故A错误;
B.单位质量中所含氢气分子数目为×NA/ml= ,故B错误;
C.1ml氢气的质量为M g,则每个氢气分子的质量为g,故C正确;
D.没有告诉在标况下,不能使用标况下的气体摩尔体积计算每个氢气分子所占体积,故D错误;
故选:C。
9.DA.CH3OH在标况下不是气体,故无法得出标况下的体积是22.4 L的结论,故A错误;
B.1ml的CH3OH和CH4,一个甲醇分子含有18个质子,一个甲烷分子含有10个质子,一个甲醇分子比一个甲烷分子多8个质子,1ml的CH3OH比CH4多8NA 个质子,但等物质的量没给出具体的物质的量数值,故CH3OH的质子数不一定比CH4多8NA,故B错误;
C.44 g CO2气体的物质的量为,一氧化碳的相对分子质量为28,甲烷的相对分子质量为16,44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CH4气体,物质的量为>1ml,44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CO气体,物质的量为>1ml,故44 g CH4与CO的混合气体的物质的量大于1ml,所含C原子数大于1ml,故C原子数大于NA,故C错误;
D.制备CH3OH的反应过程中生成一氧化碳,发生反应:CO2(g)+C(s)=2CO(g),生成2ml一氧化碳时,转移2ml电子消耗1ml碳原子,消耗的碳原子来自于甲烷的分解,CH4(g)=C(s)+2H2(g) ,甲烷中碳的化合价从-4价升高到0价,生成1ml碳原子转移的电子的物质的量为4ml,要生成2ml一氧化碳共需要转移6ml电子,则若生成1 ml CO,反应转移电子的物质的量为3ml,转移的电子数为3NA;
答案选D。
10.C【解析】A .一个羟基含有9个电子,0.5ml羟基中所含电子数为4.5 NA,故A错误;
B.标准状况下,CHCl3不是气体,故无法计算物质的量,更无法计算共用电子对的数目,故B错误;
C.乙烯和丙烯的最简式为CH2,2.8gCH2中碳原子物质的量,所含碳原子物质的量n=,0.2ml碳原子的数目为0.2NA,故C正确;
D.苯乙烯分子中苯环不含碳碳双键;1ml苯乙烯中含有的C=C数为NA,故D错误;
答案选C。
11.A【解析】①氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应,所以1mlN2与4mlH2反应生成的NH3分子数小于2NA,故①错误;
②标况下三氧化硫不是气体,22.4LSO3的物质的量不是1ml,故②错误;
③C10H22为链状烷烃,1个C10H22分子中含有31个共价键,所以1mlC10H22分子中共价键总数为31NA,故③正确;
④二氧化硅为原子晶体,不存在分子,故④错误;
⑤溶液体积未知无法确定离子的数目,故⑤错误;
⑥一个D2O分子所含电子数为2+8=10,所以1mlD2O含10NA个电子,故⑥正确;
⑦未指明温度和压强,无法确定2.24L混合气体的物质的量,故⑦错误;
综上所述正确的有2个,故答案为A。
12.C【解析】A.1每个C10H22分子中含有9个C—C键、22个C—H键,总数为31个,故A正确;
B.每个甲烷分子含有10个电子,则 0.1mlCH4中含有NA个电子,故B正确;
C.标准状况下,CHCl3是液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量,确定微粒数,故C错误;
D.标况下,1.12L16O2和1.12L18O2的物质的量均为0.05ml,且两者均为双原子分子,故0.05ml16O2和0.5ml18O2中含有的原子个数均为0.1NA个,故D正确;
故选C。
13.(1)E、D、G(2)铝与稀硫酸反应生成气体且放热,使锥形瓶内压强增大(3)2Al+6H+=2Al3++3H2↑(4)待实验装置冷却至通常状况后,上下移动量筒使其中液面与广口瓶内液面相平,再平视读取量筒中水的体积,即所产生的H2在通常状况下的体积(5)9V/500(m1−m2)L•mL-1 ;无影响
【解析】(1)装置的组装顺序:合金与水反应,用排水量气法测定氢气的体积,其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出,利用增大压强原理将水排出,量筒中水的体积就是生成氢气的体积,量筒内导管应伸入量筒底部,故连接顺序为:E、D、G;
(2)镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大,导致硫酸不能顺利滴入锥形瓶;答案为:铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大;
(3)根据气压原理,待实验装置冷却后,上下移动量筒使其中液面与广口瓶中液面相平,再平视读取量筒中水的体积,此时的体积即为常温常压下的体积,即氢气在通常状况时的体积,故答案为待实验装置冷却后,上下移动量筒使其中液面与广口瓶中液面相平,再平视读取量筒中水的体积,即氢气在通常状况时的体积;
(4)实验前铝硅合金的质量m1g,实验后残留固体的质量m2g,则金属铝的质量是m1-m2,实验后量筒中液面读数为VmL,即产生的气体物质的量是V×10-3/VM根据化学反应原理: 金属铝与硫酸反应,硅与硫酸不反应;
2Al~~~~~~3H2↑
2 3
(M1-m2)/27 V×10-3/VM
Vm=18V/1000(m1−m2)L•mL-1 =9V/500(m1−m2)L•mL-1
若合金中含有金属铜,不会和硫酸之间反应,和含有硅是一样的结果,无影响.
14.(1)2O33O2;催化剂(2)64g/ml;6:4:3;1:1:1;A
【解析】 (1)根据三个方程式,氯原子在反应前后质量和性质都没有改变,Cl作催化剂,反应条件为光照,三个方程式相加得总反应的化学方程式:2O33O2。
(2)O4由4个氧原子构成,其摩尔质量为16×4=64g/ml;相同质量的O2、O3、O4的分子数之比=::=6:4:3;原子个数之比=×2:×3:×4=1:1:1;由O2制备O4,有化学键的断裂和形成,发生的是化学变化,O4与O2、O3都是由氧元素形成的不同性质的单质,属于同素异形体,均具有氧化性,答案为A。
15.I.(1)2H2+O22H2O(2)硫元素氧化钙(或碳酸氢钙) II.14g/ml;63g;0.5ml;1.204×1025
【解析】I.(1)甲是氢气,乙是水,可想到氢气与氧气或含氧元素的物质反应。甲生成乙的化学方程式为:2H2+O22H2O或H2+CuOCu+H2O等;
(2)乙是水,丙是硫酸,据元素守恒可知,另一种反应物中肯定有硫元素,可想到三氧化硫与水直接化合:SO3+H2O=H2SO4;
(3)若甲为碳酸钙、丙为氯化钙,则想到乙与盐酸反应生成氯化钙,能与盐酸反应生成氯化钙的,想到乙可能为氧化钙、碳酸氢钙等,可以分别通过碳酸钙分解或化合制得:CaCO3CaO+CO2↑、CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2;
II.氮原子的摩尔质量是14g·ml-1,其数值与氮原子的相对原子质量相等;
HNO3的摩尔质量是63g/ml,所以1mlHNO3的质量是63g;
标准状况下11.2LHCl气体的物质的量是:=0.5ml;
每个OH-含有10个电子,则2mlOH-含有20ml电子,其个数为:6.02×1023/ml×20ml=1.204×1025个。
16.(1)22 ;0.5NA或3.01×1023;11.2(2)64;NaNO2(3)①②(4)NaOH;2Al + 2OH- + 2H2O ===2AlO2- + 3H2↑(5)2Fe3+ + H2S = S↓+2Fe2+ + 2H+
【解析】(1)0.5 mlCO2的质量为:0.5ml×44g/ml=22g,其中含有CO2分子0.5ml×NA个/ml=0.5NA个或0.5ml×6.02×1023=3.01×1023个,在标准状况下的体积是0.5ml×22.4L/ml=11.2L;
(2)标况下,672 mL某气体的物质的量为: =0.03ml,则此气体的摩尔质量为: ,其相对分子质量为64;
(3)反应2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O中NaNO2的氮元素化合价降低,所以NaNO2是氧化剂;①水、③淀粉、④白酒与NaNO2都不反应,所以无明显现象,不选,KI与NaNO2反应生成I2必须在酸性条件下才能反应,食醋会电离出微量的氢离子,碘化钾在食醋中电离出碘离子,亚硝酸钠电离出亚硝酸根离子与碘离子发生反应生成碘单质,I2使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,鉴别NaNO2和NaCl可以选择①②;
(4)金属铝能和氢氧化钠溶液反应但金属铁不能,故可选择氢氧化钠溶液除去 Fe粉中混有的少量Al粉,其反应的离子方程式是:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+H2↑;
(5)FeCl3溶液与H2S气体反应生成硫单质和氯化亚铁,该反应离子方程式为:2Fe3+ + H2S = S↓+2Fe2+ + 2H+。
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