第二章第三节物质的量与氧化还原反应结合相关计算（含解析）2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第一册

物质的量与氧化还原反应相关计算
一、单选题（17题）
1．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的，良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有或颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于的叙述不正确的是
A．中阴阳离子的个数比为
B．与反应时有生成
C．与反应产生(标准状况)时，转移电子的物质的量为
D．分别与水及反应产生相同量的时，需要水和的物质的量相等
2．肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料，能与双氧水发生反应：N2H4+2H2O2=N2↑+4H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．28 g N2中所含电子总数为7NA
B．标准状况下，22.4 L H2O2中所含原子总数为4NA
C．若生成3.6 g H2O，则上述反应转移电子的数目为0.2NA
D．3.2 g N2H4与2NA个H2O分子中所含氢原子数相同
3．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是
A．含0.1 mol L 1BaCl2的溶液中Cl－数为0.2NA
B．标况下，11.2L SO3所含有的原子数为1.5NA
C．7.8g Na2O2所含阴离子数为0.1NA
D．标况下8.96L HCl配制的浓盐酸与足量MnO2加热制氯气，转移电子数为0.2NA
4．表示阿伏加德罗常数的值，关于反应，下列说法正确的是
A．等物质的量的和中所含阴离子数均为
B．含个的溶解于1L水，所得溶液中
C．中所含质子数为
D．当氧化产物比还原产物多7mol时，转移电子数为
5．设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是
A．标准状况下，14g和CO的混合气体中分子数目为
B．7.8g所含离子数为0.4
C．2.3gNa与足量反应生成，转移电子数为0.2
D．常温常压下，2.24LCO和混合气体中含有的碳原子数目小于0.1
6．设阿伏加德罗常数的值为，则下列说法正确的是
A．常温常压下，22g气体中含有的原子数为
B．溶液中，含有的钠离子总数为
C．2.3g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.1
D．个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的原子个数比为5∶4
7．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，22.4LCl2完全溶于水形成氯水时，转移电子数小于NA
B．1L 0.1mol/L 醋酸中含醋酸分子数为0.1NA
C．5.6g铁粉在0.1 mol 氯气中充分燃烧，转移电子数为0.3 NA
D．标准状况下，11.2 L HF中含有氟原子的数目为0.5 NA
8．NA为阿伏加德罗常数，下述正确的是
A．64gSO2含有硫原子数为2NA
B．1mol金属钠与O2反应，Na失去电子数是NA
C．28g氮气所含的原子数目为NA
D．分子总数为NA的SO2和CO2混合气体中含有的原子数为2NA
9．设NA代表阿伏加德罗常数的数值，下列各项中指定数目一定为NA的是
A．含2molHCl的浓盐酸与43.5gMnO2反应：被氧化的HCl分子数目
B．11.2LCl2与足量钠反应：转移的电子数目
C．KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O中生成13.44L(标准状况)Cl2转移的电子数目
D．1molCl2与足量NaOH反应：氧化剂的分子数目
10．阿伏加德罗常数的命名是为了纪念意大利科学家阿伏伽德罗。用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．1molNa含有的电子数为NA
B．标准状况下，22.4LH2含有的氢原子数为2NA
C．1mol/LKCl溶液中含有的Cl-数为NA
D．56gFe与足量的氯气反应转移的电子数为2NA
11．设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．2.7 g金属铝变成铝离子时，失去的电子数为0.1NA
B．常温常压下，NA个氮分子的质量为28 g
C．8克甲烷中所含氢原子数为4NA
D．100 mL 2 mol/L氯化铝溶液中含Cl-的数目为0.2NA
12．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．1 mol Cl2溶于水发生化学反应，转移电子数目为NA
B．25℃、100 kPa时，0.5 mol/L硫酸钠溶液中所含的钠离子数目为NA
C．162.5 g FeCl3固体溶于沸水中制得的胶体中，胶粒的数目为NA
D．100 g质量分数为46%的乙醇溶液中含有的氢原子数目为12NA
13．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．常温常压下，18gH2O中含有的原子总数为3NA
B．标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
C．标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有的分子数目为0.5NA
D．常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
14．设为阿伏加 德罗常数的值。由一种金属阳离子（或）与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐。向混盐中加入浓硫酸，发生反应：。下列说法正确的是（ ）
A．明矾、小苏打都是混盐
B．在题述反应中，浓硫酸体现氧化性和酸性
C．每产生1mol，转移的电子数为
D．1mol中所含离子数为4
15．设阿伏加 德罗常数为NA，则下列说法正确的是
A．常温常压下，11.2L甲烷中含有的氢原子数为2NA
B．标准状况下，0.3mol二氧化硫中含有氧原子数为0.3NA
C．常温下，2.7g铝与足量的盐酸反应，失去的电子数为0.3NA
D．常温下，含0.1molMgCl2的溶液中含Mg2＋数为0.2NA
16．N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是
A．上述反应中每生成1 mol N2O，转移的电子数为3NA
B．等物质的量的N2O和CO2含有相同的原子数
C．N2O只具有氧化性，无还原性
D．N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒
17．下列有关氯气制取反应的叙述正确的是
A．含n mol HCl的浓盐酸与足量MnO2加热反应可生成个氯分子
B．在反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，每生成1 mol Cl2，就有4 mol HCl被氧化
C．在反应KClO3＋6HCl=KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，每生成1 mol Cl2，就有2 mol HCl被氧化
D．标准状况下，MnO2和浓盐酸混合加热，当有4 mol HCl被氧化时，生成2 mol氯气
二、填空题（2大题）
18．Ⅰ．三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有HF、NO和HNO3.请根据要求回答下列问题：
(1)反应过程中，被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为 。
(2)写出该反应的化学方程式： ，若反应中生成0.2 mol HNO3，转移的电子数为 。
Ⅱ．已知Fe(OH)3能与次氯酸盐发生如下反应(未配平)：
Fe(OH)3＋ClO－＋OH－→＋Cl－＋H2O
(3)已知有10.7 g Fe(OH)3参加反应，共转移了0.3NA个电子，则n= ，中铁元素的化合价为 。
(4)根据所学的知识，推测能和___________(填字母)反应。
A．KMnO4 B．SO2 C．H2S D．O2
19．为治理汽车尾气中的NO和CO对环境的污染，可在汽车排气管上安装催化转化器，发生的反应为2NO＋2CO═N2＋2CO2。
(1)碳元素的化合价 (填“升高”或“降低”)，被 (填“氧化”或“还原”)，CO是 剂(填“氧化”或“还原”)，NO是 剂(填“氧化”或“还原”)，发生 反应。(填“氧化”或“还原”)
(2)用双线桥表示此反应中的电子得失情况2NO＋2CO═N2＋2CO2 。
(3)用单线桥表示此反应中的电子转移情况2NO＋2CO═N2＋2CO2 。
(4)若反应中消耗了2molCO，则生成N2的物质的量为 mol，转移电子的物质的量为 mol。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．的电子式为，阴阳离子的个数比为，故A正确；
B．与反应时过氧化钠做氧化剂，二氧化硫做还原剂，有生成，故B正确；
C．过氧化钠与二氧化碳发生歧化反应，生成1mol氧气转移2mol电子，与反应产生(标准状况)时，生成=0.1mol氧气转移电子的物质的量为0.2mol，故C错误；
D．Na2O2与水及CO2反应，反应的方程式分别为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，分别与水及反应产生相同量的时，需要水和的物质的量相等，故D正确；
故选C。
2．C
【详解】A．28 g N2的物质的量为1mol，1个N2中含有14个电子，则28gN2中所含电子总数为14NA，A不正确；
B．标准状况下，H2O2呈液态，无法求出22.4 L H2O2的物质的量，也就无法求出其所含原子总数，B不正确；
C．由反应方程式可建立如下关系式：H2O——e-，若生成3.6 g H2O(物质的量为0.2mol)，则上述反应转移电子的数目为0.2NA，C正确；
D．3.2 g N2H4分子中所含氢原子数为0.4NA，2NA个H2O分子中所含氢原子数为4NA，二者的数目不相同，D不正确；
故选C。
3．C
【详解】A．含0.1 mol L 1BaCl2的溶液，由于溶液体积未知，无法计算Cl－物质的量，故A错误；
B．标况下，SO3是非气态物质，无法计算物质的量，故B错误；
C．Na2O2含有钠离子和过氧根离子，7.8g Na2O2物质的量为0.1mol，所含阴离子数为0.1NA，故C正确；
D．标况下8.96L HCl配制的浓盐酸，其物质的量为0.4mol，由于浓盐酸反应过程中逐渐变稀，稀盐酸不与MnO2反应，因此标况下8.96L HCl配制的浓盐酸与足量MnO2加热制氯气，转移电子数为小于0.2NA，故D错误。
综上所述，答案为C。
4．D
【详解】A．和的物质的量相等，但不一定是1mol，因此不能计算其中所含阴离子数，A项错误；
B．含的溶解于1L水，溶液体积不等于1L，，B项错误；
C．1个N2分子中含有14个质子，则中所含质子数为，C项错误；
D．由化学方程式可知，氧化产物比还原产物多14mol时，转移10mol电子，故氧化产物比还原产物多7mol时，转移5mol电子，数目为，D项正确；
故选D。
5．D
【详解】A．14g和CO的物质的量为0.5mol，故分子数为，故A错误；
B．7.8g的物质的量为0.1mol，过氧根是一个阴离子，7.8g所含离子数应为，故B错误；
C．Na与足量反应生成，故1molNa转移1mol电子，2.3gNa的物质的量为0.1mol，故转移电子数为0.1，故C错误；
D．条件为常温常压，数值大于22.4L/mol，碳原子物质的量小于0.1mol，故D正确；
故选D。
6．C
【详解】A. 22g CO2物质的量为0.5mol，含有的原子数为1.5NA ，故A项错误；
B. 未告知溶液体积无法计算 Na2SO4溶液中含有的钠离子总数，故B项错误；
C. 2.3g 钠物质的量为0.1mol，钠变为钠离子失去一个电子，因此2.3g钠变成钠离子失去电子数为0.1NA，故C项正确；
D. NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的原子个数比为4∶5，D错误。
故答案为：C。
7．A
【详解】A．标准状况下，22.4LCl2的物质的量为1 mol，氯气与水的反应为可逆反应 ，由反应方程式可知，反应1 molCl2的同时转移1 mol电子，由于该反应为可逆反应，故1 molCl2反应转移电子数小于NA，A正确；
B．1L 0.1mol/L 醋酸中含醋酸的物质的量为0.1 mol，由于醋酸属于弱电解质，在溶液中要部分电离，分子数小于0.1NA，B错误；
C．铁与氯气的反应为，5.6g铁粉物质的量为0.1 mol，根据反应的计量数关系可知氯气少量，即0.1 mol 氯气充分反应转移电子数为0.2 NA ，C错误；
D．标准状况下， HF为液态，不能用气体摩尔体积进行计算，D错误；
故答案选：A。
8．B
【详解】A．64gSO2的物质的量n=，1个SO2分子中含有1个S原子，则1molSO2含有1molS原子，则所含的硫原子的个数为NA，故A错误；
B．Na失去一个电子变成Na+，故1molNa失去电子数为NA，故B正确；
C．28g氮气N2的物质的量n=，1个N2分子中含有2个N原子，所含的氮原子数目为2NA，故C错误；
D．如果NA全部是SO2分子，其原子数为3NA，如果NA全部是CO2，其原子数为3NA，则两者的混合气体中原子数应为3NA，故D错误。
综上所述，答案为B。
9．C
【详解】A．浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，若反应中有2 mol HCl参加反应，则有1 molHCl被氧化，但随着反应的进行，盐酸浓度逐渐减小，反应停止，所以实际上被氧化的HCl分子数小于NA，故A错误；
B．未指明标准状况，无法计算11.2L氯气的物质的量和反应转移的电子数目，故B错误；
C．由方程式可知，生成3mol氯气，反应转移5mol电子，则标准状况下生成13.44 L氯气转移电子的数目为××NAmol—1=NA，故C正确；
D．氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应中氯气即是氧化剂也是还原剂，则1mol氯气与足量氢氧化钠溶液反应时，氧化剂的物质的量为1mol××NAmol—1=0.5NA，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．1个Na原子含有11个电子，所以1molNa含有的电子数为11NA，A错误；
B．标况下22.4L氢气的物质的量为1mol，含有2mol氢原子，即氢原子数为2NA，B正确；
C．溶液体积未知，无法计算溶液中微粒数目，C错误；
D．56gFe即1molFe，与足量氯气反应生成FeCl3，转移的电子数为3NA，D错误；
综上所述答案为B。
11．B
【详解】A．2.7 g Al的物质的量是0.1 mol，由于Al是+3价的金属，1个Al原子失去3个电子变为Al3+，所以2.7 g金属铝变成铝离子时，失去的电子数为0.3NA，A错误；
B．N2的相对分子质量是28，NA个氮分子的物质的量是1 mol，NA个氮分子的质量为28 g，B正确；
C．CH4分子中含有4个H原子， 8克CH4的物质的量是0.5 mol，则其中所含氢原子数为2NA，C错误；
D．100 mL 2 mol/L氯化铝的物质的量是n(AlCl3)=2 mol/L×0.1 L=0.2 mol，由于在1个AlCl3中含有3个Cl-，则该溶液中含Cl-的数目为0.6NA，D错误；
故合理选项是B。
12．D
【详解】A．Cl2与水的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，则1 mol Cl2溶于水发生化学反应，转移电子数目小于NA，A错误；
B．只有溶液浓度缺少溶液体积，不能计算微粒数目，B错误；
C．162.5 g FeCl3的物质的量是1 mol，Fe(OH)3胶粒是许多Fe(OH)3的集合体，所以1 mol FeCl3溶于沸水中制得的胶体中，胶粒的数目小于NA，C错误；
D．100 g质量分数为46%的乙醇溶液中含有溶质CH3CH2OH的质量是46 g，物质的量是1 mol，其中含有H原子是6 mol，溶剂H2O质量是m(H2O)=100 g-46 g=54 g，其物质的量是3 mol，其中含有H原子的物质的量是6 mol，则100 g该溶液中含有H原子总物质的量是12 mol，则含有的氢原子数目为12NA，D正确；
故合理选项是D。
13．A
【详解】A．常温常压下，18gH2O的物质的量为1mol，一个分子中含有3个原子，则含有的原子总数为3NA，A说法正确；
B．标准状况下，0.1molCl2溶于水，少量的氯气与水反应，则转移的电子数目无法确定，B说法错误；
C．标准状况下，CH3CH2OH为液体，则11.2LCH3CH2OH的物质的量大于0.5mol，则含有的分子数目大于0.5NA，C说法错误；
D．常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，则2.24LCO和CO2混合气体的物质的量小于0.1mol，则含有的碳原子数目小于0.1NA，D说法错误；
答案为A。
14．C
【详解】A. 明矾的化学式为，由两种金属阳离子和一种酸根阴离子组成，不是混盐，小苏打是，由一种金属阳离子与一种酸根阴离子组成，不是混盐，A项错误；
B. 在题述反应中，硫酸中各元素的化合价均没有发生变化，浓硫酸只表现酸性，B项错误；
C. 反应中，部分Cl元素的化合价从+1降低到0，部分Cl元素的化合价从升高到0，每产生1mol，转移的电子数为，C项正确；
D. 1mol混盐中含有1mol、1mol、1mol，即含有3个离子，D项错误；
故选C。
15．C
【详解】A．常温常压下，11.2LCH4的物质的量小于0.5mol，其中含有的氢原子数小于2NA，A不正确；
B．1molSO2含有2NA个氧原子，0.3molSO2中含有0.6NA个氧原子，B不正确；
C．1mol铝与足量酸反应失去了3mol电子，故＝0.1mol，铝与足量的盐酸反应失电子数为0.3NA，C正确；
D．由Mg2+会发生水解生成氢氧化镁，故含0.1molMgCl2的溶液中含Mg2＋数目要小于0.1NA，D不正确；
故答案为：C。
16．B
【详解】A．题给反应中N由＋4价变为＋1价，生成1 mol N2O时转移6 mol电子， A错误；
B．1 mol N2O与1 mol CO2都含有3 mol原子， B正确；
C．N2O中氮元素为＋1价，是氮元素的中间价态，因此N2O既具有氧化性又具有还原性， C错误；
D．由题意知，N2O可用作吸入性麻醉剂，因此不可能迅速与人体血红蛋白结合而使人中毒， D错误。
故选B。
17．D
【详解】A．浓盐酸在反应过程中由浓变稀，即使MnO2过量，盐酸也不能完全反应，故A错误；
B．盐酸在反应中既表现了还原性，又表现了酸性，每生成1 mol Cl2，只有2 mol HCl被氧化，故B错误；
C．每生成3 mol Cl2，被氧化的HCl应为5 mol，故C错误；
D．当有4 mol HCl被氧化时，生成2 mol Cl2，故D正确；
答案选D。
18．(1)1∶2
(2) 3NF3＋5H2O=2NO＋HNO3＋9HF 0.4NA(或2.408×1023)
(3) 2 ＋6价
(4)BC
【详解】（1）分析题给信息知NF3转化为NO，氮元素的化合价降低1价，被还原，NF3转化为HNO3，氮元素的化合价升高2价，被氧化，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为1∶2。
（2）由题目给出的反应物和生成物，利用电子守恒、原子守恒配平，该反应的化学方程式为3NF3＋5H2O==2NO＋HNO3＋9HF，若反应中生成0.2 mol HNO3，氮元素的化合价升高2价，则转移的电子数为0.4NA(或2.408×1023)。
（3）10.7 g Fe(OH)3的物质的量为0.1 mol，反应中转移了0.3NA个电子，则铁化合价升高3价，则中铁元素的化合价为＋6价，则n=2。
（4）根据所学的知识，推测具有强氧化性，能和具有还原性的SO2、H2S反应，不能和氧化性的高锰酸钾和氧气反应，选BC。
19．(1) 升高 氧化 还原 氧化 还原
(2)
(3)
(4) 1 4
【解析】（1）
反应中，CO中＋2价C由变为＋4价，化合价升高被氧化，则CO为还原剂，NO为氧化剂，反应中得电子被还原，发生还原反应；
（2）
反应中，NO的＋2价N元素变成0价，CO中＋2价C由变为＋4价，转移电子数为4，用双线桥表示此反应中的电子得失情况为：；
（3）
反应中CO失电子，NO得电子，转移电子数为4，用单线桥表示此反应中的电子转移情况为：；
（4）
由方程式可知，若反应中消耗了2mol CO，则生成N2的物质的量为1mol，转移电子数为2mol×（4－2）＝4mol。
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