2020高考化学常考知识点专练 03:物质的量及相关计算
一、单选题
1.(2020·合肥模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,11.2L三氯甲烷中含有分子数为0.5NA
B.常温常压下,2gD2O中含有电子数为NA
C.46gNO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
D.1 mol Na完全与O2反应生成Na2O和Na2O2,转移电子数为NA
2.(2020高一下·浙江开学考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 mol CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA
B.500 mL 0.5 mol·L 1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA
C.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA
D.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
3.(2020高一上·荆州期末)下列溶液中,与100 mL 0.5 mol/L NaCl溶液所含的Cl-的物质的量浓度相同的是( )
A.100mL 0.5 mol/L MgCl2溶液 B.200mL 0.25 mol/L HCl溶液
C.50mL 1mol/L NaCl溶液 D.200mL 0.25 mol/L CaCl2溶液
4.(2020高一上·遂宁期末)2V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO42-,取此溶液V L,用水稀释至2V L,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
5.(2020高一上·常德期末)在AlCl3、MgCl2、MgSO4的混合溶液中,c(Al3+)=0.10mol/L,c(Mg2+)=0.25mol/L,c(Cl-)=0.50mol/L,则c(SO42-)为
A.0.10mol/L B.0.15mol/L
C.0.20mol/L D.0.30mol/L
6.(2019高一上·嘉兴期中)由N2和CH4组成的混合气体的密度是同温同压下氢气密度的9.2倍,则混合气体中N2和CH4的体积比为( )
A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.1∶2
7.(2019高一上·嘉兴期中)在标准状况下,将VL气体A(摩尔质量为Mg/mol),溶于0.1L水中,所得溶液密度为dg/cm3,则该溶液的物质的量浓度为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
8.(2019高一上·长春期中)已知某饱和溶液中①溶液的质量②溶剂的质量③溶液的体积④溶质的摩尔质量⑤溶质的溶解度⑥溶液的密度,从上述条件中不能用来计算该饱和溶液的物质的量浓度的是( )
A.④⑤⑥ B.①②③④ C.①②④⑥ D.②③④
9.(2019高一上·长春期中)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.相同条件下,同质量的三种气体,气体密度最小的是Z
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和4 gZ气体,则其压强比为1︰1
10.(2019高一上·吉林期中)两瓶体积相等NO、N2+O2的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是( )
A.所含原子数相等 B.气体密度相等
C.气体质量相等 D.摩尔质量相等
11.(2019高一上·齐齐哈尔期中)标准状况下有①6.72L甲烷②3.01×1023个氯化氢分子③13.6 g硫化氢④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从小到大表示错误的是( )
A.体积:④<①<②<③ B.密度:①<④<③<②
C.质量:④<①<③<② D.氢原子数:②<④<③<①
12.(2019高一上·南宁期中)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是X
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则其压强比为2︰1
13.(2019高一上·南宁期中)某结晶水合物的化学式为R·nH2O,其相对分子质量为M。25℃时,ag该晶体能够溶于bg水中形成V mL饱和溶液。下列关系中错误的是( )
A.该溶液的密度为ρ= g·L-1
B.该溶液的物质的量浓度为c= mol·L-1
C.该溶液中溶质的质量分数为w= %
D.25℃时R的溶解度S= g
二、综合题
14.(2019高一上·嘉兴期中)一定量的氢气在氯气中燃烧,所得混合物用100mL质量分数为20%,密度为1.2g/cm3的NaOH溶液吸收,恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.1mol。
(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为 mol/L;
(2)所得溶液中Cl-的物质的量为 mol;
(3)原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为 。
15.(2020高一上·石嘴山期末)
(1)常温常压下,用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为SO2的是 (填选项序号)。
(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体中含有的氮元素的质量约为 。
(3)在0.1L由KCl、K2SO4、ZnSO4形成的某植物营养液中,c(K+)=0.7mol L﹣1,c(Zn2+)=0.1mol L﹣1,c(Cl﹣)=0.3mol L﹣1,向混合溶液中滴加足量的BaCl2溶液后产生沉淀的物质的量为 。
(4)0.3mol的甲烷与 g氨气中所含氢原子数相等。
(5)在同温同压下,2g二氧化碳的体积为120mL,而2gA气体的体积为165mL,则气体A的摩尔质量 ;
(6)标准状况下,11.2L二氧化碳和一氧化碳混合气体的质量为18g,则其中二氧化碳的质量为 ,一氧化碳的体积为 。
(7)氯气(Cl2)、重铬酸钾(K2Cr2O7)是常用的氧化剂。
①硫代硫酸钠(Na2S2O3)被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯气对鱼的危害。已知25.0mL0.100mol L﹣1 Na2S2O3溶液恰好把标准状况下224mL的Cl2完全转化为Cl﹣,则S2O32﹣将转化成 。
A.S2﹣
B.S
C.SO32﹣
D.SO42﹣
②实验室可用K2Cr2O7固体与浓盐酸反应制备氯气,发生反应的化学方程式为K2Cr2O7+14HCl(浓)=3Cl2↑+2CrCl3+2KCl+7H2O,若反应中转移0.6mole﹣,则被氧化的HCl的物质的量为 。
16.(2019高一上·南山期中)C,N,O,S,H都是中学化学中常见的元素。按要求完成下列填空。
(1)0.5 mol CH4的质量为 ;标准状况下,4.48 L NH3所含分子数为 。
(2)等物质的量的CH4、NH3和N2三种气体,所含原子数之比为 ,等质量的CH4和N2物质的量之比为 。
(3)某气态氧化物化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积是448 mL,则氧化物的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。
(4)在标准状况下,由SO2和CO2组成的混合气体为8.96 L,质量为24 g,该混合气体的平均摩尔质量是 ,混合气体中CO2的体积分数是 。
17.(2020高一上·榆树期末)
(1)有①分液漏斗②量筒③容量瓶,使用前需检查是否漏液的是 (填序号)
(2) molH2O中含有的氧原子数与1.5molCO2中含有的氧原子数相等。
(3)标准状况下的四种气体:①6.72LCH4②3.01×1023个HCl分子③13.6gH2S④0.2molNH3,密度最大的是 (填序号)
(4)10mL的CaCl2溶液里含2gCa2+,从中取出一半的溶液中Cl-的物质的量浓度是 。
(5)在Na2SO4和K2SO4的混合溶液中c(Na+)=0.2mol/L,c(SO42-)= amol/L,c(K+)=bmol/L时,a和b的关系是 。
(6)某物质A加热时按化学方程式2A=2B+C+3D分解,产物均为气体,测得由生成物组成的混合气体对H2的相对密度为20,则反应物A的摩尔质量为 。
(7)下列物质中:①铜 ②碳酸钙 ③氨气 ④氯气 ⑤空气 ⑥二氧化碳 ⑦氯化钠晶体 ⑧熔融硫酸钠。
属于电解质的是 , 非电解质的是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】摩尔质量;气体摩尔体积;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.标准状态下,CCl3不是气体,不可应用气体摩尔体积进行计算,选项错误,A符合题意;
B.2gD2O的物质的量,一个D2O分子中含有10个电子,因此所含电子数为NA,选项正确,B不符合题意;
C.46g混合物的物质的量,其所含的原子数为3NA,选项正确,C不符合题意;
D.Na在反应过程中由0价变为+1价,失去一个电子,因此1molNa完全反应,转移电子数为1NA,选项正确,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.标准状态下,CCl3不是气体;
B.D2O的摩尔质量为20g/mol;
C.NO2和N2O4的原子个数比相同,可用NO2进行计算;
D.根据反应过程中钠元素价态变化分析;
2.【答案】D
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.一个CH2=CH2分子中含有6个共价键,因此1molCH2=CH2中所含共价键的数目为6NA,选项正确,A不符合题意;
B.该溶液中含Na+和Cl-共0.5mol/L×0.5L×2×NA=0.5NA,由于溶液中存在H2O的电离,产生H+和OH-,因此溶液中微粒数大于0.5NA,选项正确,B不符合题意;
C.HCHO和CH3COOH的最简式都是CH2O,因此30g混合物的物质的量,因此其所含的碳原子数为1NA,选项正确,C不符合题意;
D.2.3gNa的物质的量,与O2完全反应,过程中钠由0价变为+1价,失去一个电子,因此反应过程中转移电子数为0.1NA,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据CH2=CH2中所含的共价键进行分析;
B.结合溶液中水的电离分析;
C.根据混合物的最简式进行计算;
D.根据反应过程中钠元素化合价变化分析;
3.【答案】D
【知识点】物质的量浓度
【解析】【解答】A.MgCl2在水中电离方程式为MgCl2=Mg2++2Cl-,因此溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=0.2mol/L,A不符合题意;
B.HCl在水中的电离方程式为HCl=H++Cl-,因此溶液中c(Cl-)=0.25mol/L×1=0.25mol/L,B不符合题意;
C.NaCl在水中电离的方程式为NaCl=Na++Cl-,因此溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,D不符合题意;
D.CaCl2在水中电离的方程式为:CaCl2=Ca2++2Cl-,因此溶液中c(Cl-)=0.25mol/L×2=0.5mol/L,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据溶质在水中的电离,计算溶液中c(Cl-)。
4.【答案】A
【知识点】摩尔质量;物质的量浓度
【解析】【解答】ag SO42 的物质的量为:n(SO42 )= = mol,则2VL该硫酸铁溶液中含有的Fe3+的物质的量为:n(Fe3+)= n(SO42 )= mol× = mol,VL该溶液中含有铁离子的物质的量为:n(Fe3+)= × mol= mol,稀释过程中铁离子的物质的量不变,则稀释后溶液中铁离子的浓度为:c(Fe3+)= = mol L 1,故答案选A。
【分析】根据n= 计算出ag硫酸根离子的物质的量,再根据硫酸铁的化学式计算出铁离子的物质的量,再计算出VL溶液中含有的铁离子的物质的量;溶液稀释过程中铁离子的物质的量不变,然后根据c= 计算出稀释后的铁离子的物质的量。
5.【答案】B
【知识点】物质的量浓度
【解析】【解答】溶液显电中性,所有阳离子所带正电的数值等于所有阴离子所带负电的数值,故有3×0.10 +2×0.25=1×0.50 +2 c(SO42-),解得c(SO42-)=0.15,
故答案为:B;
故案为B
【分析】溶液显电中性,所有阳离子所带正电的数值等于所有阴离子所带负电的数值,这就是溶液中的电荷守恒规律,利用此规律解答相关题目,更简单和便捷,注意的是每种离子所带的电荷等于离子的浓度和离子本身所带电荷的乘积。
6.【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】
M(混合) = 18.4g mol-1,
利用十字交叉法进行计算
也可假设氮气物质的量为x mol,甲烷物质的量为y mol,
x:y = 1:4
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,即它们体积之比为1:4,故B符合题意;
故答案为:B。
【分析】关于物质的量的计算,在掌握并理解m = nM、n = cV、V = nVm三个基本公式及摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度概念的基础上,分析题目提供的已知条件,灵活运用公式进行解答,在运用公式的过程中,注意电解质在水溶液中的电离、运用摩尔体积的条件与物质状态。
7.【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】气体的物质的量为 ,
溶质质量 ,
溶剂0.1L水,即质量为100g,溶液质量为 ,
因此物质的量浓度为
,
故B符合题意;
故答案为:B。
【分析】关于物质的量的计算,在掌握并理解m = nM、n = cV、V = nVm三个基本公式及摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度概念的基础上,分析题目提供的已知条件,灵活运用公式进行解答,在运用公式的过程中,注意电解质在水溶液中的电离、运用摩尔体积的条件与物质状态。
8.【答案】D
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、依据的公式为c=1000ρw%/M,以及w%=S/(100+S)×100%,因此根据④⑤⑥能计算物质的量浓度,故A不选;
B、③已给出溶液体积,由①④可求出溶质的物质的量,能计算物质的量浓度,故B不选;
C、据①④可求溶质的物质的量,据①②⑥可求溶液的体积,能计算物质的量浓度,故C不选;
D、③给出溶液体积,但据②④无法求出③对应的溶液中溶质的物质的量,不能计算出物质的量浓度,故D选。
故答案为:D。
【分析】求物质的量浓度最基本的公式,V为溶液的体积。已知密度、质量分数也可以求公式为c=1000ρw%/M,饱和溶液中已知溶解度也可以求,。
9.【答案】D
【知识点】阿伏加德罗定律及推论;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】根据题意,三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A. 根据m=nM,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,原子数目相等的三种气体,质量最大的无法判断,故A不符合题意;
B. 根据密度ρ= ,气体处在相同的条件下,则密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故B不符合题意;
C. 气体的物质的量n= ,Vm和气体的状态有关,三种气体体积均为2.24L,Vm不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,故C不符合题意;
D. 同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和4gZ气体,Mr(Y)=0.5Mr(Z),则二者的物质的量之比是1:1,同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体所承受的压强比为1:1,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】B、同温同压下,气体的摩尔质量之比等于密度值比。所以密度最小的是X。
C、标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol。
10.【答案】A
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. 不管是1molNO、还是1mol(N2+O2)的混合气体,都含2mol原子,所以二者所含原子数相等,符合题意;
B. 只有在N2与 O2等物质的量混合时,1mol (N2+O2)的混合气体的质量与1mol NO的质量才相等, 所以气体密度不一定相等,不符合题意;
C. 由B中分析可知,1mol NO与1mol (N2+O2)的混合气体的质量不一定相等,不符合题意;
D. 由分析知,只有当N2、O2等物质的量混合时,其平均相对分子质量与NO的相对分子质量才相等,所以混合气与NO的摩尔质量不一定相等,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】一氧化氮和氧气都是双原子分子,所以在同温同压时瓶内,所以二者所含原子数相等。
11.【答案】A
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】n(CH4)= =0.3mol,n(HCl)= =0.5mol,n(H2S)= =0.4mol;0.2molNH3。
A.根据V=n·Vm知,其体积大小与物质的量成正比,所以其体积从小到大顺序是:④<①<③<②,A符合题意;
B.根据ρ= 知,气体密度与摩尔质量成正比,甲烷摩尔质量是16g/mol、HCl摩尔质量是36.5g/mol、硫化氢摩尔质量是34g/mol、氨气摩尔质量为17g/mol,所以其密度顺序为:①<④<③<②,B不符合题意;
C.m(CH4)=n·M=0.3mol×16g/mol=4.8g,m(H2S)=13.6g,m(HCl)=0.5mol×36.5g/mol=18.25g,m(NH3)=0.2mol×17g/mol=3.4g,所以其质量顺序为:④<①<③<②,C不符合题意;
D.根据N=n·NA知,其分子个数之比等于其物质的量之比,甲烷中H原子个数为1.2NA,HCl中H原子个数为0.5NA,硫化氢中H原子个数为0.8NA,氨气中H原子个数为0.6NA,所以氢原子数:②<④<③<①,D不符合题意;
故合理选项是A。
【分析】根据物质的量、摩尔质量等物理量之间的关系,可以比较出几种物质的体积、密度、质量和氢原子数的大小关系。
12.【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】根据题意三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),即Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z);
A.根据m=nM= M,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,现原子数目相等的三种气体,质量最大的无法判断,故A不符合题意;
B.根据密度ρ= ,气体处在相同的条件下,则密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故B符合题意;
C.气体的物质的量n= ,Vm和气体的状态有关,三种气体体积均为2.24 L,Vm不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,故C不符合题意;
D.同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和1gZ气体,Mr(Y)=0.5Mr(Z),则二者的物质的量之比是4:1,同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体所承受的压强比为4:1,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】 根据物质的量以及质量、摩尔质量等物理量之间的关系可以得出三种气体质量、密度、体积等之间的大小关系。
13.【答案】D
【知识点】物质的量浓度;溶液中溶质的质量分数及相关计算
【解析】【解答】A. 该溶液密度ρ = = g·L-1,A项不符合题意;
B. 溶质的物质的量为 ,则该溶液的浓度为:c= = mol·L-1,B项不符合题意;
C. 该溶液中溶质的质量分数为:ω= ×100%= %,C项不符合题意;
D. ag该晶体的物质的量为: ,该晶体中含有结晶水的质量为:18g/mol× ×n= g,则VmL该溶液中含有溶剂的质量为:m(水)=bg+ g= (b+ )g,含有溶质的质量为:ag- g=(a- )g,故25℃时R的溶解度S= = ,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】溶解度指的是在100g水中可以溶解的溶质的最大质量。
14.【答案】(1)6
(2)0.5
(3)3:2
【知识点】氯气的化学性质;物质的量的相关计算
【解析】【解答】⑴
故答案为6;
⑵NaOH最终生成氯化钠和次氯酸钠,根据钠元素守恒
n(Cl-)=n(NaCl)=6 mol L-1×0.1L – 0.1 mol = 0.5 mol
故答案为0.5
⑶根据2NaOH + Cl2 =NaClO +NaCl + H2O,生成0.1 mol NaClO,反应消耗0.1mol Cl2,也生成0.1 mol NaCl,因此HCl与氢氧化钠反应生成0.4 molNaCl,即有0.4molHCl生成,则消耗氢气和氯气分别为0.2mol,总的消耗氯气为0.3 mol,故原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为3:2,
故答案为3:2.
【分析】这三道题属于物质的量相关计算,关于物质的量的计算,在掌握并理解m = nM、n = cV、V = nVm三个基本公式及摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度概念的基础上,分析题目提供的已知条件,灵活运用公式进行解答,在运用公式的过程中,注意电解质在水溶液中的电离、运用摩尔体积的条件与物质状态。
15.【答案】(1)A
(2)2.8g
(3)0.03mol
(4)6.8
(5)32g/mol
(6)11g;5.6L
(7)D;0.6mol
【知识点】氧化还原反应;摩尔质量;离子方程式的有关计算;阿伏加德罗定律及推论
【解析】【解答】(1)气体的物质的量n= ,在同温同压下,气体摩尔体积相同,气体的体积V=n Vm,即V= Vm可知,摩尔质量越大,体积越小;CH4、CO2、O2、SO2的摩尔质量分别为16g/mol、44g/mol、32g/mol、64g/mol,SO2的摩尔质量最大,故体积最小,故A符合题意,故答案为A;(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体物质的量n=V/Vm=0.1mol,据m=nM=0.1mol×2×14g/mol=2.8g;(3)溶液中各种离子遵循电荷守恒,2c(SO42- )+c(Cl-)=2c (Zn2+)+c (K+),解得2c(SO42- )=0.1×2+0.7-0.3=0.6mol/L,c(SO42- )=0.3mol/L,则n(SO42- )=0.3mol/L×0.1L=0.03mol,加入氯化钡产生硫酸钡的物质的量为0.03mol;(4)与0.3molCH4分子中所含氢原子数相等的氨气物质的量= =0.4mol,故氨气的质量=0.4mol×17g mol-1=6.8g;(5)n(CO2)= = mol,Vm= = =2.64L/mol,则n(A)= =0.0625mol,M(A)= =32g/mol;(6)气体的物质的量为n= = =0.5mol,设CO为xmol,CO2为ymol,则:28x+44y=18、x+y=0.5,解得:x=0.25、y=0.25;故m(CO2)=0.25mol×44g/mol=11g,n(CO)=0.25mol,V(CO)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;(4)①n(Na2S2O3)=0.1mol/L×0.025L=0.0025mol,氯气的物质的量=0.01mol,二者完全反应时转移电子相等,设硫代硫酸根离子被氧化后硫元素的化合价为x,
0.01mol×2×(1-0)=0.0025mol×2×(x-2),4=x-2,x=+6,所以硫代硫酸根离子转化为硫酸根离子,故答案为:D;
②反应的化学方程式为K2Cr2O7+14HCl(浓)=3Cl2↑+2CrCl3+2KCl+7H2O,若反应中转移6mole-,则被氧化的HCl的物质的量是6mol,若反应中转移0.6mole-,则被氧化的HCl的物质的量是0.6mol。
【分析】(1)等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体的物质的量与其摩尔质量成反比,即摩尔质量越大,则物质的量越小,在同温同压下,体积越小,据此进行解答;(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体物质的量n=V/Vm,据m=nM来计算质量即可;(3)根据溶液中各种离子遵循电荷守恒来回答判断;(4)根据0.3mol的甲烷含有氢原子物质的量计算氨气的物质的量,根据m=nM计算氨气的质量;(5)结合n= = 计算;(6)根据n= 进行相关物理量的计算,可设CO为xmol,CO2为ymol,列方程式计算。(7)①在氧化还原反应中,化合价降低总数=化合价升高总数=转移电子数,根据转移电子相等确定生成物;
②反应的化学方程式为K2Cr2O7+14HCl(浓)=3Cl2↑+2CrCl3+2KCl+7H2O,若反应中转移6mole-,则被氧化的HCl的物质的量是6mol,据此回答。
16.【答案】(1)8.0 g;0.2 NA
(2)5 : 4 : 2;7 : 4
(3)64 g/mol;32
(4)60 g/mol;20%
【知识点】摩尔质量;气体摩尔体积;阿伏加德罗定律及推论
【解析】【解答】(1)0.5molCH4的质量:0.5mol×16g/mol=8g;标准状况下,4.48LNH3所含分子数为: ×NA=0.2NA;
(2)依据n= ,可知原子个数与原子的物质的量成正比,设CH4、NH3和N2三种气体物质的量均为1mol,所含原子数之比等于其物质的量之比:5×1mol:4×1mol:2×1mol=5:4:2;依据n= 可知质量相等时,n与M成反比,所以等质量的CH4和N2物质的量之比为:28g/mol:16g/mol=7:4;
(3)在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积是448 mL,则气体的物质的量为 =0.02mol,RO2的摩尔质量为 =64g/mol,此时MR+16×2=64,得MR=32;
(4)在标准状况下,由SO2和CO2组成的混合气体为8.96L,物质的量为: =0.4mol,质量为24g,其平均摩尔质量为: =60g/mol;设混合气体中SO2物质的量为x,CO2物质的量为y,则x+y=0.4,64x+44y=24,解得x=0.32mol,y=0.08mol,相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比所以:混合气体中CO2的体积分数是: ×100%=20%。
【分析】(1)根据m=nM计算加完的质量,根据标准状况下的气体摩尔体积计算氨气的物质的量,然后根据N=nNA计算氨气的分子数;
(2)等物质的量的气体的分子数相等,原子数与分子组成有关,等质量气体的物质的量之比等于摩尔质量的反比;
(3)根据气体摩尔体积计算气体的物质的量,然后计算气体的摩尔质量;
(4)由气体的质量和体积计算组成中的二氧化硫和二氧化碳的物质的量,然后计算平均摩尔质量。
17.【答案】(1)①③
(2)3
(3)②
(4)10mol/L
(5)2a-b=0.2
(6)120g/mol
(7)②⑦⑧;③⑥
【知识点】电解质与非电解质;常用仪器及其使用;摩尔质量;物质的量浓度
【解析】【解答】(1)分液漏斗的活塞处,容量瓶的瓶塞与瓶口处都可能漏液,所以需检查是否漏液的仪器是①③。答案为:①③;(2)利用O原子守恒,n(H2O)= 1.5mol×2,则n(H2O)=3mol。答案为:3;(3)标准状况下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,四种气体的相对分子质量分别为①CH4,16,②HCl,36.5,③H2S,34,④NH3,17。HCl的相对分子质量最大,即可确定密度最大的气体是②。答案为:②;(4)10mL的CaCl2溶液里含2gCa2+,c(Cl-)= ,从中取出一半的溶液中Cl-的物质的量浓度仍为10mol/L。答案为:10mol/L;(5)在Na2SO4和K2SO4的混合溶液中c(Na+)=0.2mol/L,c(SO42-)= amol/L,c(K+)=bmol/L时,利用电荷守恒,可得出2a=0.2+b。答案为:2a-b=0.2;(6)由生成物组成的混合气体对H2的相对密度为20,则生成物的平均相对分子质量为20×2=40,可假设反应物为2mol,则生成物为6mol,利用质量守恒可得出2mol×M(A)=6mol×40g/mol,从而求出M(A)= 120g/mol。答案为:120g/mol;(7)在①铜 ②碳酸钙 ③氨气 ④氯气 ⑤空气 ⑥二氧化碳 ⑦氯化钠晶体 ⑧熔融硫酸钠中,②⑦⑧都是纯净的盐,属于电解质;③⑥为纯净的非金属氧化物和氮的氢化物,属于非电解质。答案为:②⑦⑧;③⑥。
【分析】(1)若分液漏斗漏液,则会导致使用时液体沿漏斗颈流出;若容量瓶瓶塞与瓶口间漏液,则会造成定容时有液体流出。(2)利用O原子守恒,则n(H2O)= 1.5mol×2,从而求出n(H2O)。(3)标准状况下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,比较四种气体的相对分子质量,即可确定密度最大的气体。(4)c(Cl-)= ,从中取出一半的溶液中Cl-的物质的量浓度不变。(5)利用电荷守恒,可求出a和b的关系。(6)由生成物组成的混合气体对H2的相对密度为20,则生成物的平均相对分子质量为20×2=40,可假设反应物为2mol,则生成物为6mol,利用分解前后质量相等建立等量关系式,从而求出反应物A的摩尔质量。(7)属于电解质的是酸、碱、盐, 属于非电解质的是非金属氧化物和氮的氢化物。
1 / 12020高考化学常考知识点专练 03:物质的量及相关计算
一、单选题
1.(2020·合肥模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,11.2L三氯甲烷中含有分子数为0.5NA
B.常温常压下,2gD2O中含有电子数为NA
C.46gNO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
D.1 mol Na完全与O2反应生成Na2O和Na2O2,转移电子数为NA
【答案】A
【知识点】摩尔质量;气体摩尔体积;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.标准状态下,CCl3不是气体,不可应用气体摩尔体积进行计算,选项错误,A符合题意;
B.2gD2O的物质的量,一个D2O分子中含有10个电子,因此所含电子数为NA,选项正确,B不符合题意;
C.46g混合物的物质的量,其所含的原子数为3NA,选项正确,C不符合题意;
D.Na在反应过程中由0价变为+1价,失去一个电子,因此1molNa完全反应,转移电子数为1NA,选项正确,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.标准状态下,CCl3不是气体;
B.D2O的摩尔质量为20g/mol;
C.NO2和N2O4的原子个数比相同,可用NO2进行计算;
D.根据反应过程中钠元素价态变化分析;
2.(2020高一下·浙江开学考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 mol CH2=CH2分子中含有的共价键数为6NA
B.500 mL 0.5 mol·L 1的NaCl溶液中微粒数大于0.5NA
C.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA
D.2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间
【答案】D
【知识点】氧化还原反应的电子转移数目计算;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.一个CH2=CH2分子中含有6个共价键,因此1molCH2=CH2中所含共价键的数目为6NA,选项正确,A不符合题意;
B.该溶液中含Na+和Cl-共0.5mol/L×0.5L×2×NA=0.5NA,由于溶液中存在H2O的电离,产生H+和OH-,因此溶液中微粒数大于0.5NA,选项正确,B不符合题意;
C.HCHO和CH3COOH的最简式都是CH2O,因此30g混合物的物质的量,因此其所含的碳原子数为1NA,选项正确,C不符合题意;
D.2.3gNa的物质的量,与O2完全反应,过程中钠由0价变为+1价,失去一个电子,因此反应过程中转移电子数为0.1NA,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据CH2=CH2中所含的共价键进行分析;
B.结合溶液中水的电离分析;
C.根据混合物的最简式进行计算;
D.根据反应过程中钠元素化合价变化分析;
3.(2020高一上·荆州期末)下列溶液中,与100 mL 0.5 mol/L NaCl溶液所含的Cl-的物质的量浓度相同的是( )
A.100mL 0.5 mol/L MgCl2溶液 B.200mL 0.25 mol/L HCl溶液
C.50mL 1mol/L NaCl溶液 D.200mL 0.25 mol/L CaCl2溶液
【答案】D
【知识点】物质的量浓度
【解析】【解答】A.MgCl2在水中电离方程式为MgCl2=Mg2++2Cl-,因此溶液中c(Cl-)=0.5mol/L×2=0.2mol/L,A不符合题意;
B.HCl在水中的电离方程式为HCl=H++Cl-,因此溶液中c(Cl-)=0.25mol/L×1=0.25mol/L,B不符合题意;
C.NaCl在水中电离的方程式为NaCl=Na++Cl-,因此溶液中c(Cl-)=1mol/L×1=1mol/L,D不符合题意;
D.CaCl2在水中电离的方程式为:CaCl2=Ca2++2Cl-,因此溶液中c(Cl-)=0.25mol/L×2=0.5mol/L,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据溶质在水中的电离,计算溶液中c(Cl-)。
4.(2020高一上·遂宁期末)2V L Fe2(SO4)3溶液中含有a g SO42-,取此溶液V L,用水稀释至2V L,则稀释后溶液中Fe3+的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】A
【知识点】摩尔质量;物质的量浓度
【解析】【解答】ag SO42 的物质的量为:n(SO42 )= = mol,则2VL该硫酸铁溶液中含有的Fe3+的物质的量为:n(Fe3+)= n(SO42 )= mol× = mol,VL该溶液中含有铁离子的物质的量为:n(Fe3+)= × mol= mol,稀释过程中铁离子的物质的量不变,则稀释后溶液中铁离子的浓度为:c(Fe3+)= = mol L 1,故答案选A。
【分析】根据n= 计算出ag硫酸根离子的物质的量,再根据硫酸铁的化学式计算出铁离子的物质的量,再计算出VL溶液中含有的铁离子的物质的量;溶液稀释过程中铁离子的物质的量不变,然后根据c= 计算出稀释后的铁离子的物质的量。
5.(2020高一上·常德期末)在AlCl3、MgCl2、MgSO4的混合溶液中,c(Al3+)=0.10mol/L,c(Mg2+)=0.25mol/L,c(Cl-)=0.50mol/L,则c(SO42-)为
A.0.10mol/L B.0.15mol/L
C.0.20mol/L D.0.30mol/L
【答案】B
【知识点】物质的量浓度
【解析】【解答】溶液显电中性,所有阳离子所带正电的数值等于所有阴离子所带负电的数值,故有3×0.10 +2×0.25=1×0.50 +2 c(SO42-),解得c(SO42-)=0.15,
故答案为:B;
故案为B
【分析】溶液显电中性,所有阳离子所带正电的数值等于所有阴离子所带负电的数值,这就是溶液中的电荷守恒规律,利用此规律解答相关题目,更简单和便捷,注意的是每种离子所带的电荷等于离子的浓度和离子本身所带电荷的乘积。
6.(2019高一上·嘉兴期中)由N2和CH4组成的混合气体的密度是同温同压下氢气密度的9.2倍,则混合气体中N2和CH4的体积比为( )
A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.1∶2
【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】
M(混合) = 18.4g mol-1,
利用十字交叉法进行计算
也可假设氮气物质的量为x mol,甲烷物质的量为y mol,
x:y = 1:4
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,即它们体积之比为1:4,故B符合题意;
故答案为:B。
【分析】关于物质的量的计算,在掌握并理解m = nM、n = cV、V = nVm三个基本公式及摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度概念的基础上,分析题目提供的已知条件,灵活运用公式进行解答,在运用公式的过程中,注意电解质在水溶液中的电离、运用摩尔体积的条件与物质状态。
7.(2019高一上·嘉兴期中)在标准状况下,将VL气体A(摩尔质量为Mg/mol),溶于0.1L水中,所得溶液密度为dg/cm3,则该溶液的物质的量浓度为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
【答案】B
【知识点】物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】气体的物质的量为 ,
溶质质量 ,
溶剂0.1L水,即质量为100g,溶液质量为 ,
因此物质的量浓度为
,
故B符合题意;
故答案为:B。
【分析】关于物质的量的计算,在掌握并理解m = nM、n = cV、V = nVm三个基本公式及摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度概念的基础上,分析题目提供的已知条件,灵活运用公式进行解答,在运用公式的过程中,注意电解质在水溶液中的电离、运用摩尔体积的条件与物质状态。
8.(2019高一上·长春期中)已知某饱和溶液中①溶液的质量②溶剂的质量③溶液的体积④溶质的摩尔质量⑤溶质的溶解度⑥溶液的密度,从上述条件中不能用来计算该饱和溶液的物质的量浓度的是( )
A.④⑤⑥ B.①②③④ C.①②④⑥ D.②③④
【答案】D
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、依据的公式为c=1000ρw%/M,以及w%=S/(100+S)×100%,因此根据④⑤⑥能计算物质的量浓度,故A不选;
B、③已给出溶液体积,由①④可求出溶质的物质的量,能计算物质的量浓度,故B不选;
C、据①④可求溶质的物质的量,据①②⑥可求溶液的体积,能计算物质的量浓度,故C不选;
D、③给出溶液体积,但据②④无法求出③对应的溶液中溶质的物质的量,不能计算出物质的量浓度,故D选。
故答案为:D。
【分析】求物质的量浓度最基本的公式,V为溶液的体积。已知密度、质量分数也可以求公式为c=1000ρw%/M,饱和溶液中已知溶解度也可以求,。
9.(2019高一上·长春期中)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.相同条件下,同质量的三种气体,气体密度最小的是Z
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24L,则它们的物质的量一定均为0.1mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和4 gZ气体,则其压强比为1︰1
【答案】D
【知识点】阿伏加德罗定律及推论;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】根据题意,三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A. 根据m=nM,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,原子数目相等的三种气体,质量最大的无法判断,故A不符合题意;
B. 根据密度ρ= ,气体处在相同的条件下,则密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故B不符合题意;
C. 气体的物质的量n= ,Vm和气体的状态有关,三种气体体积均为2.24L,Vm不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,故C不符合题意;
D. 同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和4gZ气体,Mr(Y)=0.5Mr(Z),则二者的物质的量之比是1:1,同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体所承受的压强比为1:1,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】B、同温同压下,气体的摩尔质量之比等于密度值比。所以密度最小的是X。
C、标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol。
10.(2019高一上·吉林期中)两瓶体积相等NO、N2+O2的气体,在同温同压时瓶内气体的关系一定正确的是( )
A.所含原子数相等 B.气体密度相等
C.气体质量相等 D.摩尔质量相等
【答案】A
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】A. 不管是1molNO、还是1mol(N2+O2)的混合气体,都含2mol原子,所以二者所含原子数相等,符合题意;
B. 只有在N2与 O2等物质的量混合时,1mol (N2+O2)的混合气体的质量与1mol NO的质量才相等, 所以气体密度不一定相等,不符合题意;
C. 由B中分析可知,1mol NO与1mol (N2+O2)的混合气体的质量不一定相等,不符合题意;
D. 由分析知,只有当N2、O2等物质的量混合时,其平均相对分子质量与NO的相对分子质量才相等,所以混合气与NO的摩尔质量不一定相等,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】一氧化氮和氧气都是双原子分子,所以在同温同压时瓶内,所以二者所含原子数相等。
11.(2019高一上·齐齐哈尔期中)标准状况下有①6.72L甲烷②3.01×1023个氯化氢分子③13.6 g硫化氢④0.2 mol NH3。下列对这四种气体的关系从小到大表示错误的是( )
A.体积:④<①<②<③ B.密度:①<④<③<②
C.质量:④<①<③<② D.氢原子数:②<④<③<①
【答案】A
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】n(CH4)= =0.3mol,n(HCl)= =0.5mol,n(H2S)= =0.4mol;0.2molNH3。
A.根据V=n·Vm知,其体积大小与物质的量成正比,所以其体积从小到大顺序是:④<①<③<②,A符合题意;
B.根据ρ= 知,气体密度与摩尔质量成正比,甲烷摩尔质量是16g/mol、HCl摩尔质量是36.5g/mol、硫化氢摩尔质量是34g/mol、氨气摩尔质量为17g/mol,所以其密度顺序为:①<④<③<②,B不符合题意;
C.m(CH4)=n·M=0.3mol×16g/mol=4.8g,m(H2S)=13.6g,m(HCl)=0.5mol×36.5g/mol=18.25g,m(NH3)=0.2mol×17g/mol=3.4g,所以其质量顺序为:④<①<③<②,C不符合题意;
D.根据N=n·NA知,其分子个数之比等于其物质的量之比,甲烷中H原子个数为1.2NA,HCl中H原子个数为0.5NA,硫化氢中H原子个数为0.8NA,氨气中H原子个数为0.6NA,所以氢原子数:②<④<③<①,D不符合题意;
故合理选项是A。
【分析】根据物质的量、摩尔质量等物理量之间的关系,可以比较出几种物质的体积、密度、质量和氢原子数的大小关系。
12.(2019高一上·南宁期中)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A.原子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.同温同压下,同质量的三种气体,气体密度最小的是X
C.若一定条件下,三种气体体积均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充2 g Y气体和1 g Z气体,则其压强比为2︰1
【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】根据题意三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)<Mr(Y)=0.5Mr(Z),即Mr(X)<Mr(Y)<Mr(Z);
A.根据m=nM= M,分子数目相等的三种气体,质量最大的是相对分子质量最大的Z,现原子数目相等的三种气体,质量最大的无法判断,故A不符合题意;
B.根据密度ρ= ,气体处在相同的条件下,则密度和相对分子质量成正比,三种气体密度最小的是X,故B符合题意;
C.气体的物质的量n= ,Vm和气体的状态有关,三种气体体积均为2.24 L,Vm不一定等于22.4L/mol,所以它们的物质的量不一定均为0.1mol,故C不符合题意;
D.同温下,体积相同的两容器分别充2gY气体和1gZ气体,Mr(Y)=0.5Mr(Z),则二者的物质的量之比是4:1,同温同体积的气体物质的量之比等于压强之比,Y、Z气体所承受的压强比为4:1,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】 根据物质的量以及质量、摩尔质量等物理量之间的关系可以得出三种气体质量、密度、体积等之间的大小关系。
13.(2019高一上·南宁期中)某结晶水合物的化学式为R·nH2O,其相对分子质量为M。25℃时,ag该晶体能够溶于bg水中形成V mL饱和溶液。下列关系中错误的是( )
A.该溶液的密度为ρ= g·L-1
B.该溶液的物质的量浓度为c= mol·L-1
C.该溶液中溶质的质量分数为w= %
D.25℃时R的溶解度S= g
【答案】D
【知识点】物质的量浓度;溶液中溶质的质量分数及相关计算
【解析】【解答】A. 该溶液密度ρ = = g·L-1,A项不符合题意;
B. 溶质的物质的量为 ,则该溶液的浓度为:c= = mol·L-1,B项不符合题意;
C. 该溶液中溶质的质量分数为:ω= ×100%= %,C项不符合题意;
D. ag该晶体的物质的量为: ,该晶体中含有结晶水的质量为:18g/mol× ×n= g,则VmL该溶液中含有溶剂的质量为:m(水)=bg+ g= (b+ )g,含有溶质的质量为:ag- g=(a- )g,故25℃时R的溶解度S= = ,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】溶解度指的是在100g水中可以溶解的溶质的最大质量。
二、综合题
14.(2019高一上·嘉兴期中)一定量的氢气在氯气中燃烧,所得混合物用100mL质量分数为20%,密度为1.2g/cm3的NaOH溶液吸收,恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.1mol。
(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为 mol/L;
(2)所得溶液中Cl-的物质的量为 mol;
(3)原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为 。
【答案】(1)6
(2)0.5
(3)3:2
【知识点】氯气的化学性质;物质的量的相关计算
【解析】【解答】⑴
故答案为6;
⑵NaOH最终生成氯化钠和次氯酸钠,根据钠元素守恒
n(Cl-)=n(NaCl)=6 mol L-1×0.1L – 0.1 mol = 0.5 mol
故答案为0.5
⑶根据2NaOH + Cl2 =NaClO +NaCl + H2O,生成0.1 mol NaClO,反应消耗0.1mol Cl2,也生成0.1 mol NaCl,因此HCl与氢氧化钠反应生成0.4 molNaCl,即有0.4molHCl生成,则消耗氢气和氯气分别为0.2mol,总的消耗氯气为0.3 mol,故原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为3:2,
故答案为3:2.
【分析】这三道题属于物质的量相关计算,关于物质的量的计算,在掌握并理解m = nM、n = cV、V = nVm三个基本公式及摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度概念的基础上,分析题目提供的已知条件,灵活运用公式进行解答,在运用公式的过程中,注意电解质在水溶液中的电离、运用摩尔体积的条件与物质状态。
15.(2020高一上·石嘴山期末)
(1)常温常压下,用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球,其中气体为SO2的是 (填选项序号)。
(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体中含有的氮元素的质量约为 。
(3)在0.1L由KCl、K2SO4、ZnSO4形成的某植物营养液中,c(K+)=0.7mol L﹣1,c(Zn2+)=0.1mol L﹣1,c(Cl﹣)=0.3mol L﹣1,向混合溶液中滴加足量的BaCl2溶液后产生沉淀的物质的量为 。
(4)0.3mol的甲烷与 g氨气中所含氢原子数相等。
(5)在同温同压下,2g二氧化碳的体积为120mL,而2gA气体的体积为165mL,则气体A的摩尔质量 ;
(6)标准状况下,11.2L二氧化碳和一氧化碳混合气体的质量为18g,则其中二氧化碳的质量为 ,一氧化碳的体积为 。
(7)氯气(Cl2)、重铬酸钾(K2Cr2O7)是常用的氧化剂。
①硫代硫酸钠(Na2S2O3)被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯气对鱼的危害。已知25.0mL0.100mol L﹣1 Na2S2O3溶液恰好把标准状况下224mL的Cl2完全转化为Cl﹣,则S2O32﹣将转化成 。
A.S2﹣
B.S
C.SO32﹣
D.SO42﹣
②实验室可用K2Cr2O7固体与浓盐酸反应制备氯气,发生反应的化学方程式为K2Cr2O7+14HCl(浓)=3Cl2↑+2CrCl3+2KCl+7H2O,若反应中转移0.6mole﹣,则被氧化的HCl的物质的量为 。
【答案】(1)A
(2)2.8g
(3)0.03mol
(4)6.8
(5)32g/mol
(6)11g;5.6L
(7)D;0.6mol
【知识点】氧化还原反应;摩尔质量;离子方程式的有关计算;阿伏加德罗定律及推论
【解析】【解答】(1)气体的物质的量n= ,在同温同压下,气体摩尔体积相同,气体的体积V=n Vm,即V= Vm可知,摩尔质量越大,体积越小;CH4、CO2、O2、SO2的摩尔质量分别为16g/mol、44g/mol、32g/mol、64g/mol,SO2的摩尔质量最大,故体积最小,故A符合题意,故答案为A;(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体物质的量n=V/Vm=0.1mol,据m=nM=0.1mol×2×14g/mol=2.8g;(3)溶液中各种离子遵循电荷守恒,2c(SO42- )+c(Cl-)=2c (Zn2+)+c (K+),解得2c(SO42- )=0.1×2+0.7-0.3=0.6mol/L,c(SO42- )=0.3mol/L,则n(SO42- )=0.3mol/L×0.1L=0.03mol,加入氯化钡产生硫酸钡的物质的量为0.03mol;(4)与0.3molCH4分子中所含氢原子数相等的氨气物质的量= =0.4mol,故氨气的质量=0.4mol×17g mol-1=6.8g;(5)n(CO2)= = mol,Vm= = =2.64L/mol,则n(A)= =0.0625mol,M(A)= =32g/mol;(6)气体的物质的量为n= = =0.5mol,设CO为xmol,CO2为ymol,则:28x+44y=18、x+y=0.5,解得:x=0.25、y=0.25;故m(CO2)=0.25mol×44g/mol=11g,n(CO)=0.25mol,V(CO)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;(4)①n(Na2S2O3)=0.1mol/L×0.025L=0.0025mol,氯气的物质的量=0.01mol,二者完全反应时转移电子相等,设硫代硫酸根离子被氧化后硫元素的化合价为x,
0.01mol×2×(1-0)=0.0025mol×2×(x-2),4=x-2,x=+6,所以硫代硫酸根离子转化为硫酸根离子,故答案为:D;
②反应的化学方程式为K2Cr2O7+14HCl(浓)=3Cl2↑+2CrCl3+2KCl+7H2O,若反应中转移6mole-,则被氧化的HCl的物质的量是6mol,若反应中转移0.6mole-,则被氧化的HCl的物质的量是0.6mol。
【分析】(1)等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体的物质的量与其摩尔质量成反比,即摩尔质量越大,则物质的量越小,在同温同压下,体积越小,据此进行解答;(2)在标准状况下,2.24L由N2、N2O组成的混合气体物质的量n=V/Vm,据m=nM来计算质量即可;(3)根据溶液中各种离子遵循电荷守恒来回答判断;(4)根据0.3mol的甲烷含有氢原子物质的量计算氨气的物质的量,根据m=nM计算氨气的质量;(5)结合n= = 计算;(6)根据n= 进行相关物理量的计算,可设CO为xmol,CO2为ymol,列方程式计算。(7)①在氧化还原反应中,化合价降低总数=化合价升高总数=转移电子数,根据转移电子相等确定生成物;
②反应的化学方程式为K2Cr2O7+14HCl(浓)=3Cl2↑+2CrCl3+2KCl+7H2O,若反应中转移6mole-,则被氧化的HCl的物质的量是6mol,据此回答。
16.(2019高一上·南山期中)C,N,O,S,H都是中学化学中常见的元素。按要求完成下列填空。
(1)0.5 mol CH4的质量为 ;标准状况下,4.48 L NH3所含分子数为 。
(2)等物质的量的CH4、NH3和N2三种气体,所含原子数之比为 ,等质量的CH4和N2物质的量之比为 。
(3)某气态氧化物化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积是448 mL,则氧化物的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。
(4)在标准状况下,由SO2和CO2组成的混合气体为8.96 L,质量为24 g,该混合气体的平均摩尔质量是 ,混合气体中CO2的体积分数是 。
【答案】(1)8.0 g;0.2 NA
(2)5 : 4 : 2;7 : 4
(3)64 g/mol;32
(4)60 g/mol;20%
【知识点】摩尔质量;气体摩尔体积;阿伏加德罗定律及推论
【解析】【解答】(1)0.5molCH4的质量:0.5mol×16g/mol=8g;标准状况下,4.48LNH3所含分子数为: ×NA=0.2NA;
(2)依据n= ,可知原子个数与原子的物质的量成正比,设CH4、NH3和N2三种气体物质的量均为1mol,所含原子数之比等于其物质的量之比:5×1mol:4×1mol:2×1mol=5:4:2;依据n= 可知质量相等时,n与M成反比,所以等质量的CH4和N2物质的量之比为:28g/mol:16g/mol=7:4;
(3)在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积是448 mL,则气体的物质的量为 =0.02mol,RO2的摩尔质量为 =64g/mol,此时MR+16×2=64,得MR=32;
(4)在标准状况下,由SO2和CO2组成的混合气体为8.96L,物质的量为: =0.4mol,质量为24g,其平均摩尔质量为: =60g/mol;设混合气体中SO2物质的量为x,CO2物质的量为y,则x+y=0.4,64x+44y=24,解得x=0.32mol,y=0.08mol,相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比所以:混合气体中CO2的体积分数是: ×100%=20%。
【分析】(1)根据m=nM计算加完的质量,根据标准状况下的气体摩尔体积计算氨气的物质的量,然后根据N=nNA计算氨气的分子数;
(2)等物质的量的气体的分子数相等,原子数与分子组成有关,等质量气体的物质的量之比等于摩尔质量的反比;
(3)根据气体摩尔体积计算气体的物质的量,然后计算气体的摩尔质量;
(4)由气体的质量和体积计算组成中的二氧化硫和二氧化碳的物质的量,然后计算平均摩尔质量。
17.(2020高一上·榆树期末)
(1)有①分液漏斗②量筒③容量瓶,使用前需检查是否漏液的是 (填序号)
(2) molH2O中含有的氧原子数与1.5molCO2中含有的氧原子数相等。
(3)标准状况下的四种气体:①6.72LCH4②3.01×1023个HCl分子③13.6gH2S④0.2molNH3,密度最大的是 (填序号)
(4)10mL的CaCl2溶液里含2gCa2+,从中取出一半的溶液中Cl-的物质的量浓度是 。
(5)在Na2SO4和K2SO4的混合溶液中c(Na+)=0.2mol/L,c(SO42-)= amol/L,c(K+)=bmol/L时,a和b的关系是 。
(6)某物质A加热时按化学方程式2A=2B+C+3D分解,产物均为气体,测得由生成物组成的混合气体对H2的相对密度为20,则反应物A的摩尔质量为 。
(7)下列物质中:①铜 ②碳酸钙 ③氨气 ④氯气 ⑤空气 ⑥二氧化碳 ⑦氯化钠晶体 ⑧熔融硫酸钠。
属于电解质的是 , 非电解质的是 。
【答案】(1)①③
(2)3
(3)②
(4)10mol/L
(5)2a-b=0.2
(6)120g/mol
(7)②⑦⑧;③⑥
【知识点】电解质与非电解质;常用仪器及其使用;摩尔质量;物质的量浓度
【解析】【解答】(1)分液漏斗的活塞处,容量瓶的瓶塞与瓶口处都可能漏液,所以需检查是否漏液的仪器是①③。答案为:①③;(2)利用O原子守恒,n(H2O)= 1.5mol×2,则n(H2O)=3mol。答案为:3;(3)标准状况下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,四种气体的相对分子质量分别为①CH4,16,②HCl,36.5,③H2S,34,④NH3,17。HCl的相对分子质量最大,即可确定密度最大的气体是②。答案为:②;(4)10mL的CaCl2溶液里含2gCa2+,c(Cl-)= ,从中取出一半的溶液中Cl-的物质的量浓度仍为10mol/L。答案为:10mol/L;(5)在Na2SO4和K2SO4的混合溶液中c(Na+)=0.2mol/L,c(SO42-)= amol/L,c(K+)=bmol/L时,利用电荷守恒,可得出2a=0.2+b。答案为:2a-b=0.2;(6)由生成物组成的混合气体对H2的相对密度为20,则生成物的平均相对分子质量为20×2=40,可假设反应物为2mol,则生成物为6mol,利用质量守恒可得出2mol×M(A)=6mol×40g/mol,从而求出M(A)= 120g/mol。答案为:120g/mol;(7)在①铜 ②碳酸钙 ③氨气 ④氯气 ⑤空气 ⑥二氧化碳 ⑦氯化钠晶体 ⑧熔融硫酸钠中,②⑦⑧都是纯净的盐,属于电解质;③⑥为纯净的非金属氧化物和氮的氢化物,属于非电解质。答案为:②⑦⑧;③⑥。
【分析】(1)若分液漏斗漏液,则会导致使用时液体沿漏斗颈流出;若容量瓶瓶塞与瓶口间漏液,则会造成定容时有液体流出。(2)利用O原子守恒,则n(H2O)= 1.5mol×2,从而求出n(H2O)。(3)标准状况下,气体的密度之比等于其相对分子质量之比,比较四种气体的相对分子质量,即可确定密度最大的气体。(4)c(Cl-)= ,从中取出一半的溶液中Cl-的物质的量浓度不变。(5)利用电荷守恒,可求出a和b的关系。(6)由生成物组成的混合气体对H2的相对密度为20,则生成物的平均相对分子质量为20×2=40,可假设反应物为2mol,则生成物为6mol,利用分解前后质量相等建立等量关系式,从而求出反应物A的摩尔质量。(7)属于电解质的是酸、碱、盐, 属于非电解质的是非金属氧化物和氮的氢化物。
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