2.3.1　物质的量的单位——摩尔 课时同步练（含解析）

第三节　物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
◆ 知识点一　物质的量和阿伏伽德罗常数
1. 下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是 (　)
A.0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B.6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4
C.0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6
D.0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O
2. 下列物质中与0.3 mol H2O含有相同氢原子数的是 (　)
A.0.3 mol HNO3
B.0.1 mol H3PO4
C.0.2 mol CH4
D.3.612×1023个HCl分子
3. 甲醛(HCHO)是室内污染物之一。光催化氧化HCHO为CO2和H2O的示意图如图L2-3-1所示。下列说法正确的是 (　)
图L2-3-1
A.1 mol O2含有12 mol电子
B.1 mol HCHO约含有6.02×1023个甲醛分子
C.1 mol CO2含有2 mol原子
D.1 mol H2O含有1 mol H2分子
4.相同物质的量的CO和CO2,下列比较中正确的是(　)
①所含的分子数目之比为1∶1
②所含的氧原子数之比为1∶1
③所含的原子总数之比为2∶3
④所含的碳原子数之比为1∶1
A.①② B.②③ C.①②④ D.①③④
◆ 知识点二　摩尔质量
5. 顺铂是一种用于治疗癌症的药物,其结构如图L2-3-2所示。下列关于1 mol顺铂的说法中正确的是 (　)
图L2-3-2
A.含氯元素的质量为35.5 g
B.含氢原子的物质的量为6 mol
C.含氮元素的质量为14 g
D.含铂原子的数目约为6.02×1024
6. 下列说法正确的是 (　)
A.1 mol O2中含有的原子数约为6.02×1023
B.14 g CO的物质的量为1.0 mol
C.18 g H2O含有的水分子数约为6.02×1023
D.7.8 g Na2O2中所含离子数约为0.4×6.02×1023
7.某金属氯化物MCl2的质量为40.5 g,含有0.6 mol Cl-,则金属M的摩尔质量为 (　)
A.135 B.135 g·mol-1 C.64 D.64 g·mol-1
8. 等质量的CH4和NH3相比较,下列结论错误的是 (　)
A.分子个数之比为17∶16
B.原子个数之比为17∶16
C.氢原子个数之比为17∶12
D.电子个数之比为17∶16
9.现有500 g氯化铜溶液,其中含Cu2+的物质的量是1 mol。下列有关说法不正确的是 (　)
A.溶液中Cl-的物质的量为2 mol
B.氯化铜的摩尔质量为135 g
C.溶液中溶质的质量分数为27%
D.溶液中溶剂的质量为365 g
10. 已知12.4 g Na2R中含有0.4 mol Na+,下列说法正确的是 (　)
A.Na2R的摩尔质量为62 g·mol-1
B.R的相对原子质量为16 g·mol-1
C.若Na2R中含R的质量为1.6 g,则Na2R的物质的量为0.05 mol
D.与7.8 g Na2R2含有Na+数目相同
11.2015年10月,屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素的分子式为C15H22O5,相对分子质量是282。下面关于青蒿素的说法正确的是 (　)
A.C15H22O5的摩尔质量为282 g
B.1个C15H22O5分子的质量约为 g
C.1 mol C15H22O5完全燃烧生成22 mol H2O
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量约为1 mol
12.设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是(　)
A.1 mol Fe分别与足量的盐酸和稀硫酸反应,电子转移数目均为2NA
B.125 g CuSO4·5H2O晶体中含有0.5NA个Cu2+
C.常温常压下,等质量的SO2、S2含有相同的分子数
D.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
13. 以“物质的量”为中心的计算是化学计算的基础,下列与“物质的量”相关的计算正确的是 (　)
A.现有CO2、O3两种气体,它们分别都含有1 mol O,则两种气体的物质的量之比为2∶3
B.44 g CO2和28 g CO中含有的碳原子数一定相等
C.若NH3和H2O所含氢原子数相同,则二者的质量之比为27∶17
D.等质量的O2和O3所含原子数之比为2∶3
14. 2022年10月12日下午,“天宫课堂”第三课正式开启。神舟十四号飞行乘组航天员在中国空间站面向广大青少年进行太空授课,并面向全球进行现场直播。宇航员在太空的主要氧气来源为电解水产生(2H2O2H2↑+O2↑)。下列关于电解水反应的说法正确的是 (　)
A.水既是氧化剂又是还原剂,H2为氧化产物
B.常温下,每消耗18 g水即可产生1 mol O2
C.每生成1 mol O2共转移2 mol 电子
D.理论上,电解水生成H2和O2的质量之比为1∶8
15. 现有m g由双原子分子构成的气体,其分子数为a,摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏伽德罗常数的值用NA表示,则下列说法正确的是 (　)
A.该气体的物质的量为 mol
B.该气体所含原子总数为
C.该气体溶于1 L水中(不考虑反应),其溶液中溶质的质量分数为
D.阿伏伽德罗常数的值NA可以表示为NA=
16.(1)0.5 mol H2O的质量为　　　　,其中含有　　　　　　个水分子,含有氢原子的物质的量为　　　　。
(2)常温常压下,含碳原子数目为0.5NA的CO2气体的质量是　　　　　。(若NA表示阿伏伽德罗常数的值)
(3)在9.5 g某二价金属的氯化物(MCl2)中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩尔质量为　　　　　　,该金属元素的相对原子质量为　　　。
(4)2 mol CO2与3 mol SO3中所含分子数之比是　　　　,原子数之比是　　　　。
(5)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有的分子数目最少的是　　　　。
(6)等物质的量的O2和CO的质量之比是　　　,所含氧原子数之比是　　　　。
17.(1)甲烷(CH4)的摩尔质量为　　　;8 g CH4中约含有　　　　个分子、含有　　　mol电子。
(2)含原子数相等的甲烷和氨(NH3)的质量之比为　　　　　　。
(3)有二氧化碳与一氧化碳的混合气体共10.8 g,其总物质的量为0.3 mol。混合气体缓慢通过足量的氢氧化钠溶液后,剩余气体的质量为　　　　,所含分子数约为　　　。
(4)将1.42 g Na2SO4溶于水中,要使每100个水分子中溶有1个Na+,则需水的质量为　　g。
第三节　物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
1.D　[解析] 0.3 mol O2含0.6 mol O原子,0.3 mol H2O含0.3 mol O原子,A错误;6.02×1023个CO2为1 mol,含2 mol O原子,0.1 mol KMnO4含0.4 mol O原子,B错误;0.1 mol CuSO4·5H2O含0.9 mol O原子,0.1 mol C6H12O6含0.6 mol O原子,C错误;0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O均含有0.4 mol O原子,D正确。
2.D　[解析] 0.3 mol HNO3中氢原子的物质的量为0.3 mol×1=0.3 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数不相同,故A错误;0.1 mol H3PO4中氢原子的物质的量为0.1 mol×3=0.3 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数不相同,故B错误;0.2 mol CH4中氢原子的物质的量为0.2 mol×4=0.8 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数不相同,故C错误;3.612×1023个HCl分子中氢原子的物质的量为×1=0.6 mol,与0.3 mol H2O中含有的氢原子数相同,故D正确。
3.B　[解析] 1个O原子含8个电子,则1 mol O2含有16 mol电子,A错误;1 mol HCHO约含有6.02×1023个甲醛分子,B正确;1个CO2分子含1个C原子和2个O原子,则1 mol CO2含有3 mol 原子,C错误;H2O分子由H、O原子构成,H2O中不含H2分子,D错误。
4.D　[解析] CO和CO2的物质的量相同,则含有的CO和CO2的分子数也相同,①正确;因CO和CO2分子中的氧原子数之比为1∶2,则物质的量相同的CO和CO2所含的氧原子数之比为1∶2,②错误;相同物质的量的CO和CO2的分子中原子总数之比为2∶3,③正确;物质的量相同的CO和CO2,碳原子数之比是1∶1,④正确。
5.B　[解析] 1 mol 顺铂含氯元素的质量为2 mol×35.5 g·mol-1=71 g,A错误;含氮元素的质量为2 mol×14 g·mol-1=28 g,C错误;由顺铂的结构可知,其化学式为PtH6N2Cl2,则1 mol顺铂含有1 mol Pt、6 mol H、2 mol N和2 mol Cl,B正确;含1 mol Pt,含Pt原子的数目约为6.02×1023,D错误。
6.C　[解析] 1 mol O2中含有的分子数约为6.02×1023,原子数约为1.204×1024,A错误;CO的摩尔质量为28 g·mol-1,14 g CO为0.5 mol,B错误;18 g H2O为1 mol,含有的水分子数约为6.02×1023,C正确;Na2O2由Na+和构成,7.8 g Na2O2为0.1 mol,所含离子数约为0.3×6.02×1023,D错误。
7.D　[解析] 1 mol MCl2含有2 mol Cl-,则含有0.6 mol Cl-的MCl2的物质的量为0.3 mol;又知该氯化物MCl2的质量为40.5 g,则有M(MCl2)==135 g·mol-1,故金属M的摩尔质量为M(M)=135 g·mol-1-2×35.5 g·mol-1=64 g·mol-1。
8.B　[解析] CH4和NH3的摩尔质量分别为16 g·mol-1、17 g·mol-1,等质量时二者的物质的量之比为17∶16,故分子个数之比为17∶16,A正确;CH4和NH3的原子个数之比为(17×5)∶(16×4)=85∶64,B错误;CH4和NH3的氢原子个数之比为(17×4)∶(16×3)=17∶12,C正确;1个CH4和1个NH3分子均含10个电子,故二者所含电子数之比为17∶16,D正确。
9.B　[解析] CuCl2溶于水发生电离:CuCl2Cu2++2Cl-,则含1 mol Cu2+的CuCl2的物质的量为1 mol,故含有2 mol Cl-,A正确;氯化铜的摩尔质量为135 g·mol-1,B错误;1 mol CuCl2的质量为135 g,故该溶液中CuCl2的质量分数为 ×100%=27%,C正确;该溶液的质量为500 g,溶质CuCl2的质量为135 g,故该溶液中溶剂的质量为500 g-135 g=365 g,D正确。
10.A　[解析] 1 mol Na2R含有2 mol Na+,则含有0.4 mol Na+的Na2R为0.2 mol,又知m(Na2R)=12.4 g,则Na2R的摩尔质量为=62 g·mol-1,A正确;R的相对原子质量为62-23×2=16,B错误;R的摩尔质量为16 g·mol-1,含R的质量为1.6 g,即含0.1 mol R,则Na2R的物质的量为0.1 mol ,C错误;7.8 g Na2R2为0.1 mol,则含有0.2 mol Na+,与12.4 g Na2R所含Na+数目不同,D错误。
11.B　[解析] 摩尔质量的单位为g·mol-1,C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1,A错误;C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1,即约6.02×1023个C15H22O5分子的质量为282 g,则1个C15H22O5分子的质量约为 g,B正确;根据H元素守恒可知1 mol 完全燃烧生成11 mol H2O,C错误;含有6.02×1023个碳原子,即约含有1 mol碳原子,C15H22O5 的物质的量约为 mol,D错误。
12.D　[解析] Fe与盐酸、稀硫酸反应分别生成FeCl2、FeSO4,1个Fe原子失去2个电子,则1 mol Fe完全反应,转移电子数目均为2NA,A正确;125 g CuSO4·5H2O晶体的物质的量为=0.5 mol,故含有0.5NA个Cu2+,B正确;SO2、S2的摩尔质量均为64 g·mol-1,等质量的SO2、S2的物质的量相等,故二者含有相同的分子数,C正确;Na2O2固体由Na+和构成,则1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA,D错误。
13.B　[解析] CO2和O3分别都含有1 mol O,二者物质的量分别为 mol、 mol,其比值为3∶2,A错误;44 g CO2和28 g CO均为1 mol,都含有1 mol 碳原子,故含有碳原子数相等,B正确;1个NH3分子含有3个H,1个H2O分子含有2个H,二者所含氢原子数相同时,NH3和H2O的物质的量之比为2∶3,则其质量之比为(2×17)∶(3×18)=17∶27,C错误;O2和O3是氧元素形成的不同单质,二者等质量时,所含氧原子数相等,D错误。
14.D　[解析] H2O→H2发生还原反应,则H2是还原产物,A错误;消耗18 g水即1 mol,结合反应可知,产生1 mol H2和0.5 mol O2,B错误;H2O→O2,O元素由-2价升高到0价,则生成1 mol O2共转移4 mol电子,C错误;结合反应可知,电解水生成H2和O2的物质的量之比为2∶1,则其质量之比为(2×2)∶(1×32)=1∶8,D正确。
15.D　[解析] 该气体的摩尔质量为M g·mol-1,质量为m g,则其物质的量为 mol,A错误;该气体为双原子分子,则含有原子的物质的量为 mol,所含原子总数为,B错误;1 L水的质量约为1000 g,则溶质的质量分数为×100%=%,C错误;该气体的分子数为a,其物质的量n= mol= mol,则有NA=,D正确。
16.(1)9 g　3.01×1023　1.0 mol　(2)22 g　(3)95 g·mol-1　24
(4)2∶3　1∶2　(5)SO2　(6)8∶7　2∶1
[解析] (1)由m=n·M可知,m(H2O)=0.5 mol×18 g·mol-1=9 g;由N=n·NA可知,N(H2O)=0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;由物质组成可得关系式H2O~2H,则n(H)=n(H2O)×2=0.5 mol×2=1.0 mol。(2)由n=可知,n(C)=0.5 mol,由m=n·M可知,m(CO2)=0.5 mol×44 g·mol-1=22 g。(3)二价金属氯化物为MCl2,由氯离子守恒可得关系式MCl2~2Cl-,则n(MCl2)===0.1 mol ,由M=可知,M(MCl2)=9.5 g÷0.1 mol=95 g·mol-1;由95 g·mol-1-35.5 g·mol-1×2=24 g·mol-1可知,该金属元素的相对原子质量为24。(4)根据N=n·NA可知2 mol CO2与3 mol SO3的分子数之比是2∶3;原子数之比是(2×3)∶(3×4)=1∶2。(5)根据n=可知,摩尔质量最大的是SO2,质量相同时,其物质的量最小,含有的分子数最少。(6)设O2和CO均为x mol,由m=n·M可知,二者的质量分别为32x g、28x g,因此质量之比为32x g∶28x g=8∶7;由物质组成可得关系式O2~2O、CO~O,则二者所含氧原子分别为2x mol、x mol,由N=n·NA可知,所含氧原子数之比为2∶1。
17.(1)16 g·mol-1　3.01×1023　5
(2)64∶85　(3)4.2 g　9.03×1022　(4)36
[解析] (1)甲烷(CH4)的摩尔质量为16 g·mol-1。
8 g CH4的物质的量为0.5 mol,约含有3.01×1023个分子、含有5 mol电子。(2)假设所含的原子均为1 mol,甲烷和氨(NH3)的质量之比为(×16)∶(×17)=64∶85。(3)设混合气体中CO2的物质的量为x,则一氧化碳的物质的量为(0.3 mol-x)。根据质量守恒,有44 g·mol-1×x+28 g·mol-1×(0.3 mol-x)=10.8 g,解得x=0.15 mol,则一氧化碳的物质的量为0.3 mol-x=0.15 mol。混合气体通过足量的氢氧化钠溶液后,CO2全部被吸收,剩余气体为CO,m(CO)=M(CO)×n(CO)=28 g·mol-1×0.15 mol=4.2 g;N(CO)=0.15 mol×6.02×1023 mol-1=9.03×1022。(4)Na2SO4的摩尔质量为142 g·mol-1,1.42 g Na2SO4的物质的量为1.42 g÷142 g·mol-1=0.01 mol,含有Na+的物质的量为0.02 mol,所需水分子的物质的量为0.02 mol×100=2 mol,其质量为2 mol×18 g·mol-1=36 g。