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考点规范练1 物质的量 气体摩尔体积
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A.常温常压下,42 g乙烯和丁烯混合气体中,极性键数为6NA
B.1 mol Mg与足量O2或N2反应生成MgO或Mg3N2均失去2NA个电子
C.由CO2和O2组成的混合气体中共有NA个分子,其中的氧原子数为2NA
D.6.4 g SO2与足量氧气反应生成SO3,转移电子数为0.2NA
2.(2017广东湛江四校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
B.标准状况下,22.4 L SO3与水反应生成1 mol硫酸
C.1 L 1 mol·L-1醋酸溶液中离子总数为2NA
D.足量铜与1 L 18 mol·L-1浓硫酸反应可以得到SO2的分子总数为9NA
3.常温常压下,两个容积相同的烧瓶中分别盛满X和Y两种气体,打开开关a,使两烧瓶内的气体相通,最后容器内的压强按由大到小的顺序排列正确的是( )
编号
①
②
③
④
气体X
HI
NH3
H2
NO
气体Y
Cl2
HCl
Cl2
O2
A.②>③>①>④ B.③>①=④>②
C.③>①>④>② D.④>①>②>③
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4.标准状况下,a L气体X2与b L气体Y2恰好完全反应生成c L气体Z,若2a=6b=3c,则Z的化学式为( )
A.XY2 B.X2Y C.X3Y D.XY3
5.同温同压下,A容器中盛有H2,B容器中盛有NH3,若使它们所含的原子数相等,则两个容器的容积之比是 ( )
A.2∶1 B.1∶5 C.2∶3 D.5∶1
6.(2017吉林通化模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的氮气和氦气所含的原子数相等
B.标准状况下,5.6 L以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子数为0.5NA
C.1 mol氯气与足量NaOH溶液反应转移的电子数为2NA
D.常温常压下,22.4 L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
7.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.1 L水中溶解5.85 g NaCl所形成溶液物质的量浓度是0.1 mol·L-1
B.46 g NO2和N2O4混合气体中含有的原子总数为3NA
C.标准状况下,22.4 L单质溴含有的原子数目为2NA
D.3.4 g NH3中含N—H键数目为0.2NA
8.下列指定微粒的数目相等的是( )
A.等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
B.等物质的量的水与重水中含有的中子数
C.同温、同压、同体积的CO和NO中含有的质子数
D.等物质的量的铁和铝分别与足量盐酸完全反应时转移的电子数
9.(2017安徽淮北一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法一定正确的是( )
A.0.1 mol FeCl3形成的胶体粒子数为0.1NA
B.常温下,1 L pH=12氨水中含有OH-的数目为0.01NA
C.0.1 mol O2完全反应时,转移的电子数为0.4NA
D.12 g碳单质中所含的共价键数为2NA
10.(2017江西九江十校二联)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.5 mol Cu与足量的S反应转移电子数为NA
B.在粗铜精炼的实验中,阳极质量减小6.4 g,则电解过程中转移电子数为0.2NA
C.2 g D2O和O的混合物中含有的中子数为NA
D.46 g分子式为C2H6O的有机物中含有极性共价键的数目一定为7NA
11.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是 ( )
A.由2H和18O组成的11 g水中含有的中子数为4NA
B.将0.1 mol氯化亚铁溶于1 L水中,所得溶液中Fe2+的数目小于0.1NA
C.25 ℃时,10 L pH=2的硫酸中含有的H+数为0.1NA
D.2 mol Na与O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,Na共失去2NA个电子
12.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是 ( )
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A.2 g O中含有的质子数、中子数、电子数均为NA
B.80 g CuO和Cu2S的混合物中含有的铜原子数一定为NA
C.标准状况下,5.6 L O2作氧化剂时转移电子数一定为NA
D.500 mL 2 mol·L-1 Na2CO3溶液中含C微粒总数一定为NA
二、非选择题(本题共4个小题,共40分)
13.(12分)(1)若NA为阿伏加德罗常数的数值,则3.4 g NH3中所含氢原子个数为 。
(2)3.01×1023个OH-的质量为 g,含有电子的物质的量为 ,这些OH-与 mol NH3的质量相同。
(3)将4 g NaOH固体溶于水配成250 mL溶液,此溶液中NaOH的物质的量浓度为 mol·L-1。取出10 mL溶液加水稀释到100 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为 mol·L-1。
(4)现有M、N两种气态化合物,其摩尔质量之比为2∶1。试回答下列问题:
①同温同压下,M、N两种气体的密度之比为 ;
②相同温度下,在两个相同容积的密闭容器中分别充入M、N,若两个容器中气体的密度相等,则充有M、N两种气体的两个容器中的压强之比为 ;
③将M、N两种气体分别溶于水(M、N与水均不反应)配成溶液,当两种溶液中溶质的质量分数相同时,其密度分别为ρ1和ρ2,则两种溶液中溶质的物质的量浓度之比为 。
14.(10分)(1)在一定温度和压强下,1体积X2(g)与3体积Y2(g)化合生成2体积Z(g),则Z气体的化学式是 。
(2)A、B两种气体组成的混合气体8.6 g,在标准状况下体积为8.96 L。已知A与B的物质的量之比为3∶1,相对分子质量之比为14∶1,由此可推断A可能是 ,B可能是 。
(3)在标准状况下,CO和CO2的混合气体质量为36 g,体积为22.4 L,则CO所占的体积是 L,质量是 g。
15.(6分)(1)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4。质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化 L(标准状况)SO2。
(2)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。
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16.(12分)(1)某小组分析二氧化铅分解产物的组成,取478 g PbO2加热,PbO2在加热过程中发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的A点为96.66%,则A点固体的化学式为 。
已知PbO2与硝酸不反应且氧化性强于硝酸,而PbO是碱性氧化物,能与酸反应,写出A点分解产物与硝酸反应的化学方程式
。
(2)Co(OH)2在空气中加热时,样品质量随温度变化的曲线如下图所示,通过分析计算确定:
①1 000 ℃时,固体的成分为 。
②取800 ℃时的产物(其中Co的化合价为+2价、+3价),用480 mL 5 mol·L-1盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。则该钴氧化物中n(Co2+)∶n(Co3+)= 。
参考答案
考点规范练1 物质的量 气体摩尔体积
1.D 乙烯和丁烯最简式都是CH2,CH2的式量是14,42 g乙烯和丁烯混合气体含有3 mol CH2,每个CH2含2个极性键,所以含有的极性键数为6NA,A项正确;Mg是+2价的金属,所以1 mol Mg与足量O2或N2反应生成MgO或Mg3N2均失去2NA个电子,故B项正确;由CO2和O2组成的混合气体中共有NA个分子,由于每一个分子中均含有2个氧原子,所以1 mol的混合气体中的氧原子数为2NA,C项正确;SO2与氧气生成SO3的反应是可逆反应,所以6.4 g SO2与足量氧气反应生成SO3,转移电子数小于0.2NA,D项错误。
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2.A NO2和N2O4的最简式均为“NO2”,故46 g混合物中含有的“NO2”的物质的量为1 mol,含3NA个原子,A正确;标准状况下,三氧化硫为固体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,B错误;醋酸是弱电解质,不能完全电离,故溶液中的离子数小于2NA,C错误;铜只能与浓硫酸反应,与稀硫酸不反应,浓硫酸变稀后和铜的反应即停止,即硫酸不能反应完全,故生成的二氧化硫分子数小于9NA,D错误。
3.C 同温、同体积状况下,气体的压强之比等于物质的量之比。设起始状态下,每个烧瓶中气体的物质的量均为a mol。①中Cl2+2HI2HCl+I2,常温下,碘呈固态,充分反应后,气体的物质的量为1.5a mol。②中NH3+HClNH4Cl,反应后无气体。③中不反应(光照或点燃条件下才反应,且反应后气体体积不变)。④中2NO+O22NO2,2NO2N2O4,反应后气体的物质的量在a mol与1.5a mol之间。综上所述,C项正确。
4.C 由知反应的化学方程式为3X2+Y22XmYn,得m=3,n=1。
5.A 假设二者物质的量分别为x mol和y mol,则H2含2x mol原子,NH3含4y mol原子,有2x=4y,x∶y=2∶1,同温同压下体积比也为2∶1。
6.B 同温、同压下,相同体积的氮气和氦气物质的量相同,而氮气分子为双原子分子,稀有气体分子为单原子分子,所以二者含有的原子数不相等,A错误;标准状况下5.6 L气体的物质的量为=0.25 mol,氯气分子和氧气分子都是双原子分子,所以以任意比例混合的氯气和氧气所含的原子的物质的量为0.5 mol,含有原子数为0.5NA,B正确;1 mol 氯气与足量氢氧化钠溶液反应生成1 mol 氯化钠和1 mol次氯酸钠,转移1 mol电子,转移的电子数为NA,C错误;D项,不是标准状况,不能使用22.4 L·mol-1计算混合气体的物质的量,D错误。
7.B 当氯化钠溶于1 L水中后,溶液体积将发生变化,故溶液的物质的量浓度不是0.1 mol·L-1,A项错误;NO2和N2O4的最简式均为NO2,故46 g混合物中含有的NO2的物质的量为1 mol,故含3NA个原子,B项正确;标准状况下单质溴为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量和原子个数,C项错误;3.4 g氨气的物质的量为0.2 mol,而1 mol氨气中含3 mol N—H键,故0.2 mol氨气中含0.6NA个N—H键,D项错误。
8.A 乙烯和丙烯的最简式均为CH2,由n=可知,等质量时含CH2的个数相同,1个C2H4分子共用6对电子,1个C3H6分子共用9对电子,因此可以发现规律:1个CH2平均共用3对电子,含CH2的个数相同则共用电子对数相同,A项正确;1个H2O中的中子数为8,1个D2O中的中子数为10,则等物质的量的水与重水中含有的中子数不同,B项错误;同温、同压、同体积,由n=
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可知,气体的物质的量相同,C、N的质子数不同,则CO和NO中含有的质子数不同,C项错误;铁和铝分别与足量盐酸反应,Fe元素的化合价由0价升高为+2价、Al元素的化合价由0价升高为+3价,则等物质的量的铁和铝分别与足量盐酸完全反应时转移的电子数不相等,D项错误。
9.B 氢氧化铁胶粒是多个Fe(OH)3“分子”的聚集体,故0.1 mol氯化铁形成的胶粒的数目小于0.1NA,A错误;pH=12的氨水中,OH-的浓度为0.01 mol·L-1,故1 L此溶液中含有的OH-的物质的量为0.01 mol,数目为0.01NA,B正确;若0.1 mol O2与金属钠完全反应生成Na2O2,则转移的电子数为0.2NA,C错误;12 g碳的物质的量为1 mol,而碳单质有石墨、金刚石和C60,不同碳单质中含有的共价键的数目不同,D错误。
10.C Cu与足量的S反应生成Cu2S,0.5 mol Cu与足量的S反应转移电子数为0.5NA,A项错误;在粗铜精炼的实验中,阳极失电子的金属可能是Cu、Fe、Zn等,质量减小6.4 g,电解过程中转移电子数不一定为0.2NA,B项错误;D2O与O的摩尔质量均为20 g·mol-1,故2 g D2O和O的混合物的物质的量为0.1 mol,D2O和O分子中都含有10个中子,C项正确;若C2H6O是乙醇,46 g C2H6O中含有极性共价键的数目为7NA,若C2H6O是二甲醚,46 g C2H6O中含有极性共价键的数目为8NA,D项错误。
11.A 11 g 2O中含有的中子数为6NA,A项错误;因Fe2+水解,故所得溶液中Fe2+的数目小于0.1NA,B项正确;25 ℃时,pH=2的硫酸中,c(H+)=0.01 mol·L-1,所以含有的H+数为0.1NA,C项正确;Na与O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,Na元素的化合价均由0价上升到+1价,所以2 mol Na参与反应共失去2NA个电子,D项正确。
12.C 1个O分子中含有10个质子、10个中子、10个电子,则2 g O中含有的质子数、中子数、电子数均为×10×NA mol-1=NA,A项正确;设CuO的质量为x g,则含铜原子的数目为(×2)×NA=NA,B项正确;在反应2Na+O2Na2O2中,标准状况下5.6 L O2参与反应,转移电子数为×2×NA mol-1=0.5NA,C项错误,符合题意;根据物料守恒,500 mL 2 mol·L-1 Na2CO3溶液中含C微粒总数:N(C)+N(HC)+N(H2CO3)=0.5 L×2 mol·L-1×NA mol-1=NA,D项正确。
13.答案 (1)0.6NA (2)8.5 5 mol 0.5
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(3)0.4 0.04 (4)①2∶1 ②1∶2 ③ρ1∶2ρ2
解析 (1)氨气的相对分子质量是17,其摩尔质量是17 g·mol-1,则3.4 g氨气的物质的量为n(NH3)==0.2 mol,所以含有氨气的分子数为0.2NA,含有氢原子的数目N(H)=3N(NH3)=0.6NA。(2)3.01×1023个OH-的物质的量为0.5 mol,0.5 mol氢氧根离子的质量为17 g·mol-1×0.5 mol=8.5 g;0.5 mol氢氧根离子含有电子的物质的量为0.5 mol×10=5 mol;与8.5 g OH-质量相同的氨气的物质的量为=0.5 mol。(3)将4 g NaOH固体溶于水配成250 mL溶液,溶质氢氧化钠的物质的量n==0.1 mol,氢氧化钠的物质的量浓度c==0.4 mol·L-1。取出10 mL此溶液,溶质的物质的量浓度仍为0.4 mol·L-1,将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL,依据稀释前后溶质的物质的量不变,设稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为x,则0.01 L×0.4 mol·L-1=0.1 L×x,解得x=0.04 mol·L-1。(4)①相同条件下,M、N两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以二者的密度之比为2∶1;②两个容器中气体的密度相等,则气体的质量相等,物质的量与摩尔质量成反比,而压强与气体的物质的量成正比,则容器中气体的压强与摩尔质量成反比;③当两种溶液中溶质的质量分数相同时,由c=可知,溶质的物质的量浓度与成正比,所以两种溶液的物质的量浓度之比为ρ1∶2ρ2。
14.答案 (1)XY3或Y3X (2)CO或N2或C2H4 H2
(3)11.2 14
解析 (1)一定温度和压强下,1体积X2气体与3体积Y2气体化合生成2体积Z,由气体的体积之比等于物质的量之比,等于化学计量数之比,则X2+3Y22Z,由原子守恒可知,Z的化学式为XY3或Y3X。
(2)混合物气体的总物质的量为=0.4 mol,又因为A与B的物质的量之比为3∶1,所以A的物质的量为0.3 mol,B的物质的量为0.1 mol,设B的相对分子质量为x,则A的相对分子质量为14x,混合气体的总质量为8.6 g,0.3×14x+0.1×x=8.6,得x=2,所以B为H2,A的相对分子质量为28,A可能为CO或N2或C2H4。
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(3)标准状况下,混合气体的物质的量为=1 mol,令混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x、y,则:
解得:x=0.5 mol,y=0.5 mol;
故CO的体积为0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L,
CO的质量为0.5 mol×28 g·mol-1=14 g。
15.答案 (1)4.48 (2)2H2S2H2+S2
解析 (1)n(MnO2)==0.2 mol,由化学方程式知可以氧化0.2 mol SO2,标准状况下体积为0.2 mol ×22.4 L·mol-1=4.48 L。
(2)H2S在高温条件下分解,生成的两种产物的体积分数逐渐增大;分析图中两种产物的体积分数间的大小关系可知二者的比值约为2∶1。再由H2S的组成可知生成的H2的量更大,设H2S在高温条件下分解的关系式为H2SH2+Sx,依据H元素守恒可得2H2S2H2+Sx,再由S元素守恒知x=2。由图可知该反应未进行完全,应为可逆反应,故H2S在高温条件下分解的化学方程式为2H2S2H2+S2。
16.答案 (1)Pb2O3 Pb2O3+2HNO3PbO2+Pb(NO3)2+H2O
(2)①CoO ②3∶2
解析 (1)478 g PbO2的物质的量为2 mol,A点时失去氧原子的质量为478×(1-96.66%) g≈16 g,物质的量为1 mol,则A点固体的化学式为Pb2O3。Pb元素在化合物中只有+4价和+2价,Pb2O3相当于等物质的量的PbO和PbO2,因此也可写为PbO·PbO2,根据题中信息可写出Pb2O3与硝酸反应的化学方程式。
(2)①100 g Co(OH)2在空气中加热到1 000 ℃时,变成80.65 g,设产物化学式为CoOx,相对分子质量为Mr,则×Mr=80.65,Mr=75,产物化学式恰好为CoO。②用480 mL 5 mol·L-1盐酸恰好完全溶解固体,得到4.48 L氯气,可知Co3+的物质的量为0.4 mol,最后溶液的溶质为CoCl2,则Co2+的总物质的量为=1 mol,进一步可得原固体中Co2+的物质的量是0.6 mol,所以n(Co2+)∶n(Co3+)=0.6 mol∶0.4 mol=3∶2。
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