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考点1 物质的量 气体摩尔体积
[题组一 基础小题]
1.下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是( )
A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
B.“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
C.0.012 kg 12C中所含的碳原子数为NA
D.1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
答案 C
解析 A选项,二者的单位不同;B选项,物质的量是基本物理量,不是单位;C选项正确;D选项,1 mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个该物质的微粒,但不一定是原子。
2.下列说法正确的是( )
A.相同物质的量的任何物质具有相同数目的微粒
B.同物质的量浓度同体积的任何溶液中所含溶质的量相同
C.含58.5 g氯化钠的溶液中含有6.02×1023个氯化钠分子
D.无论什么状况下,一定质量的某种气体含有的分子数是一定的
答案 D
解析 A项,相同物质的量的任何物质具有相同数目的组成微粒,“微粒”包括分子、原子、离子等;B项,应是所含溶质的物质的量相同;C项,氯化钠溶液中不存在氯化钠分子。
3.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.0.012 kg 12C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
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D.1摩尔氯含有6.02×1023个氯分子
答案 B
解析 1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,常用6.02×1023 mol-1表示,而不是6.02×1023,A错误;含有阿伏加德罗常数个微粒的物质不一定是1 mol,如含阿伏加德罗常数值个O的O2是0.5 mol,C错误;用摩尔来表示粒子时应指明具体微粒,如1 mol Fe、1 mol H+、1 mol e-等,而1摩尔氯指代不明,D错误。
4.根据我国统一施行法定计量单位的规定,下列说法比较规范的是( )
A.98 g硫酸的摩尔数为1 mol
B.氧的摩尔质量为32 g/mol
C.某硫酸中H2SO4的质量分数为0.60
D.阿伏加德罗常数约为6.02×1023个
答案 C
解析 98 g硫酸的物质的量为1 mol,A不正确;氧气的摩尔质量为32 g/mol,B不正确;某硫酸中H2SO4的质量分数为0.60,C正确;阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol-1,D不正确。
5.在两个容积相同的密闭容器中,一个盛有NH3,另一个盛有N2、H2的混合气体,在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的( )
A.原子数 B.分子数
C.质量 D.密度
答案 B
解析 同温同压下,两个容积相同的密闭容器中的气体的物质的量相同,NH3由四个原子构成,N2、H2是双原子分子,因此两容器中分子数相同,原子数不同;因为气体的组成不同,所以质量不同,并且密度也不同。
6.设阿伏加德罗常数的数值为NA,若等质量的H2O和D2O分别与一定质量的金属钾反应完全,转移的电子数均为NA
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,则下列各化学量不相等的是( )
A.消耗H2O和D2O的物质的量
B.同温同压下生成气体的体积
C.反应后所得溶液中溶质的质量分数
D.参加反应的钾的质量
答案 C
解析 根据反应2H2O+2K===2KOH+H2↑和2D2O+2K===2KOD+D2↑,转移相等的电子数,消耗H2O和D2O的物质的量相等,生成的气体的物质的量相等,参加反应的K的物质的量相等,故A、B、D正确。
7.在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( )
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
答案 B
解析 两种气体质量相同,但ρ甲>ρ乙,则V甲<V乙,同温同压下,体积之比等于其物质的量之比,因此n甲<n乙,M=,则M甲>M乙,A、D错误;气体摩尔体积只取决于气体的温度和压强,同温同压时,Vm(甲)=Vm(乙),C错误。
8.在化学学科中经常使用下列物理量,其中跟阿伏加德罗常数(NA)无关的组合是( )
①相对原子质量(Mr) ②摩尔质量(M) ③原子半径(r) ④键能(E) ⑤物质的量(n) ⑥化学反应速率(v)
⑦气体摩尔体积(Vm) ⑧溶解度(S) ⑨溶质的质量分数(w)
A.①③⑧⑨ B.②④⑤⑥⑦⑨
C.①②③④⑤ D.⑥⑦⑧⑨
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答案 A
解析 物质的量是一个基本物理量,与阿伏加德罗常数密切相关,则与物质的量相关的物理量必定与阿伏加德罗常数(NA)相关。①相对原子质量是一个原子的质量与一个12C原子质量1/12的比值,与NA无关;②摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,与NA有关;③原子半径与NA无关;④键能是指拆开1 mol化学键需要吸收的能量,即键能与物质的量有关,与NA有关;⑥化学反应速率与物质的量浓度的变化有关,而物质的量浓度与物质的量相关,因此与NA有关;⑦气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积,与物质的量有关;⑧溶解度是指在一定温度下,某物质在100 g溶剂里达到饱和时所溶解的质量,与NA无关;⑨溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量的比值,与NA无关。
9.下列条件中,两种气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的C2H6和NO
D.同压强、同体积的N2O和CO2
答案 A
解析 因为N2和CO具有相同的摩尔质量,所以两者质量相同时物质的量也相同,分子个数应相同,又两者都是双原子分子,故原子个数也相等,A项正确;同温、同体积时,气体的物质的量之比等于压强之比,B选项中没有提到压强,所以分子个数不一定相等,B项错误;体积相同、密度相等,所以质量相等,C2H6和NO的摩尔质量也相等,所以分子个数相等,但由于它们的分子组成不同,所以原子个数不相等,C项错误;同压强、同体积时,由于没有说明温度,所以两种气体的物质的量不一定相等,因此D项错误。
10.下列叙述中正确的是( )
①标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同 ②标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同 ③28 g CO的体积为22.4 L ④
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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 ⑤在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大 ⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③ B.②⑤⑥
C.②③⑥ D.④⑤⑥
答案 B
解析 ①标准状况下H2O为液态,因此1 L HCl的物质的量远小于1 L H2O的物质的量;②1 g H2和14 g N2的物质的量相同,因此在相同条件下的体积相同;③没有给出温度、压强,无法确定气体体积;④物质的状态不同,则物质的量相同的两种物质,它们在标准状况下的体积也不一定相同;⑤由pV=nRT可知,在同温同体积时,气体物质的物质的量与压强成正比,即气体物质的物质的量越大,则压强越大;⑥由p=RT推知同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比,正确答案为B。
[题组二 高考小题]
11.[2016·全国卷Ⅰ]设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA
答案 A
解析 A项,乙烯和丙烯的最简式相同,为CH2,故14 g乙烯和丙烯混合气体中含氢原子数为2NA;B项,N2和H2的反应为可逆反应,转化率不可能达到100%,生成的NH3分子数小于2NA;C项,Fe和过量HNO3反应生成Fe3+,电子转移数为3NA;D项,标准状况下,CCl4呈液态。
12.[2016·四川高考]NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
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A.2.4 g Mg在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.1NA
B.标准状况下,5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA
D.0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA
答案 B
解析 A项,2.4 g镁的物质的量为0.1 mol,反应中失去0.2 mol电子,错误;B项,标准状况下5.6 L二氧化碳的物质的量为0.25 mol,含有的氧原子为0.5 mol,正确;C项,氢原子数为0.4NA的甲醇分子为0.1 mol,含有0.5 mol σ键,错误;D项,醋酸是弱酸,不能完全电离,含有的氢离子数小于0.05NA,错误。
13.[2015·全国卷Ⅰ]NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
B.2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
D.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA
答案 C
解析 A项,D2O和H2O的摩尔质量不同,18 g D2O和18 g H2O的物质的量不同,含有的质子数不同;B项,亚硫酸是弱酸,不能完全电离,故2 L 0.5 mol·L-1亚硫酸溶液中含有的H+离子数小于2NA;C项,Na2O2与水反应生成O2,氧元素的化合价由-1升高到0,故生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA;D项,2NO+O2===2NO2,2NO2N2O4,故2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数小于2NA。
14.[2015·全国卷Ⅱ]NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA
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B.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO和CO离子数之和为0.1NA
C.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D.235 g核素U发生裂变反应:U+nSr+Xe+10n,净产生的中子(n)数为10NA
答案 C
解析 1个丙醇分子中含有11个共价键,则60 g即1 mol丙醇中存在的共价键总数为11NA,A项错误;根据物料守恒得:c(Na+)=c(HCO-3)+c(CO)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,故HCO-3和CO的离子数之和小于0.1NA,B项错误;钠在空气中燃烧时,Na均由0价转化为+1价,故23 g即1 mol钠充分燃烧转移的电子数为1NA,C项正确;由裂变反应知净产生的中子数为9NA,D项错误。
15.[2015·四川高考]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.0 g HO与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.常温常压下,4.4 g乙醛所含σ键数目为0.7NA
C.标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D.50 mL 12 mol/L盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
答案 A
解析 B项,乙醛的结构式为,碳氧双键中只有一个σ键,所以4.4 g乙醛所含σ键数目应为0.6NA;C项,由
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可得关系式CO2~e-,所以标准状况下5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移电子数为0.25NA;D项,随反应的进行,浓盐酸逐渐变稀,而稀盐酸和MnO2不反应,转移电子数应小于0.3NA。
16.[2015·广东高考]设nA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.23 g Na与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子
B.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成nA个SO3分子
C.标准状况下,22.4 L N2和H2混合气体中含nA个原子
D.3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8nA个电子
答案 D
解析 Na与H2O反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,23 g Na即1 mol可生成nA个H2分子,A错误;Cu和足量热浓硫酸反应生成SO2,B错误;标准状况下,22.4 L N2与H2混合气体是1 mol,含2nA个原子,C错误;根据化合价知识可知,3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8nA个电子,D正确。
17.[2015·海南高考](双选)下列指定微粒的数目相等的是( )
A.等物质的量的水与重水含有的中子数
B.等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
C.同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数
D.等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数
答案 BD
解析 H原子核内没有中子,D原子核内含有1个质子和1个中子,故等物质的量的H2O与D2O含有的中子数不相等,A项错误;设乙烯和丙烯的质量均为1 g,共用电子对数分别为×
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6×NA、×9×NA,B项正确;同温、同压、同体积的CO和NO的物质的量相等,但是1 mol CO与NO中的质子数不相等,C项错误;等物质的量的Fe、Al分别与足量Cl2反应,生成FeCl3和AlCl3,其中Al、Fe的化合价均为+3价,故转移的电子数相等,D项正确。
18.[2014·大纲卷]NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B.2 L 0.5 mol·L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
D.丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6NA
答案 D
解析 1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为3NA,A错误;1个SO带2个单位负电荷,此溶液中SO所带电荷数为2NA,另外,该溶液中还有OH-,阴离子所带电荷数大于NA,B错误;1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA,C错误;丙烯和环丙烷的分子式均为C3H6,则42 g即1 mol混合气体中含氢原子个数为6NA,D正确。
19.[2014·广东高考]设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.1 mol 甲苯含有6nA个C—H键
B.18 g H2O含有10nA个质子
C.标准状况下,22.4 L氨水含有nA个NH3分子
D.56 g铁片投入足量浓硫酸中生成nA个SO2分子
答案 B
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解析 1 mol含有8nA个C—H键,A错误;1个水分子含有10个质子,18 g H2O对应的物质的量为1 mol,含10nA个质子,B正确;氨水是NH3的水溶液,标准状况下,无法计算氨水溶液中氨气的物质的量,C错误;铁片在浓硫酸中钝化,不可能有1 mol SO2分子生成,D错误。
20.[2014·四川高考]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.高温下,0.2 mol Fe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA
B.室温下,1 L pH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28 g N2时,转移的电子数目为3.75NA
答案 D
解析 高温下Fe与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,0.2 mol Fe反应生成约0.27 mol H2,A错误;室温时pH=13的NaOH溶液中,c(H+)=10-13 mol·L-1,由于在任何水溶液中水电离的H+和OH-相等,所以水电离的OH-为10-13 mol·L-1×1 L×NA mol-1=10-13NA,B错误;氢氧燃料电池正极反应的气体是O2,1 mol O2反应转移4
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mol电子,C错误;在所给反应中-3价的氮元素化合价升高到0价,共失去5×3 mol电子,生成4 mol N2,当生成28 g N2时,转移电子为 mol,即3.75NA个电子,D正确。
[题组三 模拟小题]
21.[2017·山东泰安期末]如图所示,①和②为两个体积相同的固定容器,图中“○”和“”分别表示氢原子和氧原子,则下列说法正确的是( )
A.若①中的H2为1 mol,则②中所含原子总数为3.01×1023个
B.①和②中气体的质量之比为1∶8
C.H2、O2均能发生化合反应,但不能发生置换反应
D.两容器的温度和压强均相同
答案 B
解析 根据图示可知,①和②中H2与O2的分子个数比为2∶1,若H2为1 mol,则O2为0.5 mol,故O原子数目为6.02×1023个,A项错误;①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1,所以其物质的量之比为2∶1,质量之比为1∶8,B项正确;H2能发生置换反应,如H2与CuO反应,O2也能发生置换反应,如O2与H2S反应,C项错误;根据阿伏加德罗定律,①和②两容器容积相同,但气体分子个数不同,所以两容器的温度和压强不可能均相同,D项错误。
22.[2017·河北衡水中学调研]设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
B.标准状况下,2.24 L NO和2.24 L O2混合后气体分子数为0.15NA
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C.加热条件下,1 mol Fe投入足量的浓硫酸中,生成NA个SO2分子
D.0.1 mol Na2O2与足量的潮湿的二氧化碳反应转移的电子数为0.1NA
答案 D
解析 Cl2溶于水后,只有部分和水反应Cl2+H2OHCl+HClO,因此转移的电子数无法计算,A项错误;0.1 mol NO和0.1 mol O2混合后发生反应:2NO+O2===2NO2,得到0.1 mol NO2和0.05 mol剩余的O2,但由于NO2存在下列平衡2NO2N2O4,使得混合气体分子总数小于0.15NA,B项错误;加热条件下,Fe与足量浓H2SO4发生下列反应:2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,1 mol Fe完全反应生成1.5 mol SO2,故C项错误;Na2O2与CO2的反应为+2CO2===2Na2CO3+O2,0.1 mol Na2O2完全反应,转移的电子数为0.1NA,D项正确。
23.[2016·湖北重点中学联考]设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,33.6 L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA
B.通常状况下,2.24 L NO2和N2O4的混合气体中氮原子和氧原子数之比为1∶2
C.1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,含S2-的数目为0.1NA
D.将含有0.1 mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中,生成的胶体中含胶体粒子的数目为0.1NA
答案 B
解析 A项,标准状况下,氟化氢呈液态,错误;B项,NO2和N2O4中N、O原子数之比在任何情况下都为1∶2,正确;C项,S2-是弱酸根离子,发生水解,所以S2-数目小于0.1NA,错误;D项,由FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体,一个Fe(OH)3
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胶体粒子是由多个Fe(OH)3微粒吸附其他粒子组成的,故生成胶体中含胶体粒子数远小于0.1NA,错误。
24.[2016·河北廊坊质检]NA代表阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.1 mol—CH3(甲基)中含有10NA个电子
B.常温常压下,CuZn(H2SO4)原电池中,正极产生1.12 L H2时,转移的电子数为0.1NA
C.一定条件下定容容器中充入3 mol H2(g)和1 mol N2(g)发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH=-Q kJ/mol,当该反应放出0.25Q kJ的热量时,容器中的氢分子数共有2.25NA
D.在50 g质量分数为46%的乙醇水溶液中,含有的氢原子总数为3NA
答案 C
解析 A项,一个甲基中有9个电子,错误;B项,常温常压不是标准状况,错误;C项,由题可知有0.25 mol N2参加反应,反应掉H2为0.75 mol,剩余2.25 mol H2,正确;D项,乙醇水溶液除乙醇外还有水,二者均含有氢原子,错误。
[题组一 基础大题]
25.(1)H2SO4的相对分子质量为________,它的摩尔质量为________。
(2)在标准状况下,0.5 mol任何气体的体积都约为________。
(3)4 g H2与22.4 L(标准状况)CO2相比,所含分子数目较多的是________。
(4)0.01 mol某气体的质量为0.28 g,该气体的摩尔质量为________,在标准状况下,该气体的体积是________。
(5)0.3 mol NH3分子中所含氢原子数与______个H2O分子中所含氢原子数相等。
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(6)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的SO的物质的量是________。
(7)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为_______________________________________。
(8)2.3 g Na中含电子的物质的量为________mol,在跟足量水反应中失去电子的物质的量为________mol。
答案 (1)98 98 g·mol-1 (2)11.2 L (3)4 g H2 (4)28 g·mol-1 0.224 L (5)2.709×1023
(6)0.6 mol (7)106 g·mol-1 (8)1.1 0.1
解析 (2)在标准状况下,1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L,0.5 mol约为11.2 L。
(3)4 g H2为2 mol,22.4 L标准状况下的CO2为1 mol,故4 g H2含分子数目较多。
(4)M===28 g·mol-1,
V=n·Vm=0.01 mol×22.4 L·mol-1=0.224 L。
(5)与0.3 mol NH3含氢原子数相等的H2O的物质的量为=0.45 mol,
N=n·NA=0.45 mol×6.02×1023 mol-1=2.709×1023。
(6)n[Al2(SO4)3]==0.2 mol,
n(SO)=0.2 mol×3=0.6 mol。
(7)由质量守恒可知m(C)=16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,
M(C)===106 g·mol-1。
(8)n(Na)==0.1 mol,1 mol Na中含11 mol电子,0.1 mol Na中含1.1 mol电子;Na与H2
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O反应生成NaOH,Na的化合价从0价升高到+1价,1个Na原子失去1个电子,0.1 mol Na失去0.1 mol电子。
26.臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O22O3。
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气的平均摩尔质量为________g·mol-1(保留一位小数)。
(2)将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为________L。
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应容器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为多少?
答案 (1)35.6 (2)3 (3)50%
解析 (1)设有1 mol O2。
3O2 2O3
起始 1 mol 0 mol
转化 0.3 mol 0.2 mol
结束 0.7 mol 0.2 mol
根据:===35.6 g·mol-1。
(2)3O2 2O3 ΔV
3体积 2体积 1体积
V(L) 8-6.5=1.5 L V=3 L。
(3)加热条件下,O3、O2都能和铜粉反应,故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol,含有O3 y mol,则有
解得
所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。
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27.(1)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为__________。
(2)在25 ℃、101 kPa的条件下,同质量的CH4和A气体的体积之比是15∶8,则A的摩尔质量为__________。
(3)两个相同容积的密闭容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g A气体,Y中充入a g CH4气体,X与Y内的压强之比是4∶11,则A的摩尔质量为__________。
(4)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,其平均相对分子质量分别是__________和__________。
答案 (1)64 (2)30 g·mol-1 (3)44 g·mol-1
(4)
解析 (1)n(气体)==0.03 mol,M(气体)==64 g·mol-1,该气体的相对分子质量为64。
(2)T、p相同时,气体的体积之比等于其物质的量之比,即==,m=n(CH4)×M(CH4)=n(A)×M(A),M(A)=×M(CH4)=×16 g·mol-1=30 g·mol-1。
(3)T、V相同时,气体的压强之比等于其物质的量之比,即==,a=n(A)×M(A)=n(CH4)×M(CH4),则M(A)=×M(CH4)=×16 g·mol-1=44 g·mol-1。
(4)若V(H2)∶V(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=a∶b,则==。若m(H2)∶m(O2)=a∶b,则n(H2)∶n(O2)=∶,则==
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eq \f(a+b,\f(a,2)+\f(b,32))=。
[题组二 高考大题]
近3年内此考点无大题出现
[题组三 模拟大题]
28.[2016·辽南月考](1)在标准状况下:a.6.72 L CH4气体;b.3.01×1023个HCl气体分子;c.13.6 g H2S气体;d.0.2 mol NH3,下列对这四种气体的关系从大到小的排列是(用上述序号表示):
①四种气体的物质的量:__________。
②四种气体的密度:__________。
③四种气体的质量:__________。
(2)阿伏加德罗曾做过这样一个实验:一抽空的密闭容器重M g,在标准状况下,盛满以相同物质的量混合的NO和H2的混合气体后,称量为(M+Q)g,把混合气体排尽,再充满SO2气体。为使天平平衡,应在托盘天平的__________边托盘上放置__________g的砝码。
(3)将10 g复盐CuSO4·x(NH4)2SO4·yH2O加到过量的NaOH溶液中加热,生成的氨气用100 mL 0.5 mol·L-1的H2SO4全部吸收,多余的硫酸用2 mol·L-1的NaOH溶液中和,用去NaOH溶液25 mL,已知复盐中SO的质量分数为48%,则x=________,y=________。
答案 (1)①b>c>a>d ②b>c>d>a ③b>c>a>d
(2)右 M+4Q (3)1 6
解析 (1)a.n(CH4)===0.3 mol,m(CH4)=n(CH4)·M(CH4)=0.3 mol×16 g·mol-1=4.8 g。
b.n(HCl)===0.5 mol, m(HCl)=n(HCl)·M(HCl)
=0.5 mol×36.5 g·mol-1=18.25 g。
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c.n(H2S)===0.4 mol。
d.m(NH3)=n(NH3)·M(NH3)
=0.2 mol×17 g·mol-1=3.4 g。
所以,四种气体的物质的量:b>c>a>d,四种气体的质量:b>c>a>d。同温同压条件下,气体的密度与摩尔质量成正比,所以四种气体的密度:b>c>d>a。
(2)根据阿伏加德罗定律:同温同压条件下,同体积的任何气体含有相同数目的分子,气体的物质的量也相同。等物质的量混合的NO和H2的混合气体的平均摩尔质量==16 g·mol-1,n= mol,m(SO2)=n(SO2)·M(SO2)= mol×64 g·mol-1=4Q g,所以应在托盘天平的右盘上放置(M+4Q) g的砝码。
(3)n(NH)=n(NH3)=2n(H2SO4)=2×[0.1 L×0.5 mol·L-1-0.025 L×2 mol·L-1÷2]=0.05 mol,n(SO)===0.05 mol,2n(Cu2+)+n(NH)=2n(SO),所以n(Cu2+)=0.025 mol,n(CuSO4)=n(Cu2+)=0.025 mol,n[(NH4)2SO4]==0.025 mol,m(H2O)=10 g-m(CuSO4)-m[(NH4)2SO4]=10 g-0.025 mol×160 g·mol-1-0.025 mol×132 g·mol-1=2.7 g,n(H2O)===0.15 mol,n(CuSO4)∶n[(NH4)2SO4]∶n(H2O)=0.025 mol∶0.025 mol∶0.15 mol=1∶1∶6,故x=1,y=6。
29.[2017·株洲月考]如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。
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在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B,使之完全反应,得到以下实验结果:实验前B管重20.32 g,实验后B管重20.00 g,B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水;在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题:
(1)气体X是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL气体X完全反应后,收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol气体X的体积是24000 mL,则X摩尔质量是__________g·mol-1。
(3)通过计算,确定X的分子式为________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应):_________________________________________
答案 (1)氮 氢 (2)32 (3)N2H4
(4)N2H4+2CuON2+2H2O+2Cu
解析 在C管中收集到水,其中氧来源于CuO,则X中一定含有氢元素,在D中收集到N2,说明X中一定有氮元素,即X中含有氮、氢两种元素,B管CuO中含O:20.32 g-20.00 g=0.32 g。n(O)=0.02 mol,n(N2)=0.01 mol,240 mL气体X物质的量为0.01 mol,因此n(X)∶n(N)∶n(H)=0.01 mol∶(0.01 mol×2)∶(0.02 mol×2)=1∶2∶4,所以X的化学式为N2H4,摩尔质量为32 g·mol-1。
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