2011届高三化学三轮总复习重点专题突破：第２讲　化学常用计量

第2讲 化学常用计量
1.(2010·赣州市质检)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;②摩尔质量(g/mol);③原子半径;④中和热(kJ/mol);⑤物质的量;⑥化学反应速率[mol/(L·s)];⑦气体摩尔体积(L/mol);⑧溶解度;⑨燃烧热(kJ/mol);⑩溶质的质量分数
A.①③⑧⑩ B.②④⑤⑥⑦⑨
C.①②③④⑤ D.⑥⑦⑧⑨⑩
解析:根据物理量的单位,可以判断其与阿伏加德罗常数是否有关,相对原子质量 溶质的质量分数为具体数值,原子半径的单位为nm,溶解度的单位为g,这些物理量与阿伏加德罗常数均无关
答案:A
2.(2010·南昌市调研)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.1 mol氧单质一定含有2 NA个氧原子
B.含4 mol Si—O键的石英晶体中含氧原子数为4 NA
C.6.8 g液态 KHSO4中含有0.05 NA个阳离子
D.1 mol H3O+中含质子数为10 NA
解析:A选项,氧单质指代不明,可能是O2或O3;B选项,1 mol SiO2含有4 mol Si—O键,故含有4 mol Si—O键的石英晶体中含有2 mol O;D选项,1 mol H3O+含有的质子为11 mol
答案:C
3.(2010·武汉市武昌区调研)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.电解精炼铜过程中,电路中每通过NA个电子,阳极溶解铜32 g
B.1 L 2 mol/L的NH4Cl溶液中含NH+4数目为2 NA
C.5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3 NA
D.1 mol C20H42的分子中含有的共价键数目为61 NA
解析:电解精炼铜时,粗铜作阳极,由于粗铜中含有杂质Fe Ni等,电路中每通过NA个电子,阳极溶解铜小于32 g,A错;1 L 2 mol/L的NH4Cl溶液中NH+4会发生水解,故其数目小于2 NA,B错;铁粉与硝酸反应时,由于硝酸用量的不同可能生成Fe2+(少量硝酸)或Fe3+(过量硝酸),因此5.6 g铁粉与硝酸反应时失去的电子数为0.2 NA~0.3 NA,C错;1 mol C20H42中含有共价键数目为×NA=61 NA,D对
答案:D
4.(2010·江西省高三联考)如图所示,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同 打开活塞,使NO与O2充分反应 下列判断正确的是(不考虑NO2转化为N2O4)( )
A.开始时左右两室分子数相同
B.反应前后NO室压强相同
C.最终容器内密度与原来相同
D.最终容器内无O2存在
解析:由左右两室体积相同,两容器内气体密度相同可知,两容器中气体的质量一定相等,而NO和O2的摩尔质量不相等,故其物质的量不相等,开始时左右两室分子数不相同,故A错误 由于反应后NO室的气体物质的量要减小,故压强要减小,B错误 由于NO与O2反应,O2过量,故最终容器内有O2存在,D错误
答案:C
5.(2010·江西省重点中学第二次联考)在4℃时向100 mL水中溶解了22.4 L HCl气体(标准状况下测得)后形成的溶液 下列说法中正确的是( )
A.该溶液物质的量浓度为10 mol/L
B.所得溶液的体积为22.5 L
C.根据题干数据,该溶液物质的量浓度无法求得
D.该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得
解析:该溶液的体积应该大于100 mL,溶液的质量为×36.5 g/mol+100 mL×1 g/mL=136.5 g,由于没有提供溶液的密度,无法计算出溶液的体积,因此该溶液的物质的量浓度无法计算,A错 B错 C对;溶质的质量分数为×100%=26.7%,D错
答案:C
6.(2010·江西省高三联考)在200 mL某硫酸盐溶液中,含有1.5 NA个硫酸根离子(NA表示阿伏加德罗常数的值),同时含有NA个金属离子 则该硫酸盐的物质的量浓度为( )
A.1 mol·L-1 B.2.5 mol·L-1
C.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
解析:由硫酸盐溶液中含有1.5 NA个硫酸根离子,同时含有NA个金属离子,可知金属离子与硫酸根离子物质的量之比为2:3,故其化学式可表示为:M2(SO4)3,所以其物质的量浓度为0.5 mol/0.2 L=2.5 mol·L-1
答案:B
7.(2010·襄樊市调研)用NA表示阿伏加德罗常数的值 下列叙述正确的是( )
A.标准状况下的33.6 mL氯气通入足量水中,转移电子数为1.5×10-3 NA
B.标准状况下,22.4 L四氯化碳中共价键数目为4 NA
C.1L浓度为1 mol·L-1的Na2CO3溶液中含有3 NA个离子
D.合成氨反应达到平衡时,每形成NA个N≡N键的同时,就有6 NA个N—H键形成
解析:反应Cl2+H2O===HCl+HClO为可逆反应,不可能进行完全,因此33.6 mL氯气通入足量水中,转移电子数小于1.5×10-3 NA,A错;标准状况下四氯化碳为液体,不能运用气体摩尔体积计算其物质的量,B错;Na2CO3溶液中由于的水解反应:+H2O===HCO-3+OH-,离子数目增多,因此1 L浓度为1 mol/L的该溶液中离子数目大于3NA,C错;根据N2+3H2===2NH3,反应达平衡时,每生成1 mol N2分子(形成1 mol N≡N键)的同时生成2 mol NH3分子(形成6 mol N—H键),D对
答案:D
8.(2010·武汉市武昌区调研)设NA为阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是( )
①106 g Na2CO3晶体中的离子总数大于3 NA
②标准状况下,16 g O3和O2混合气体中含有的氧原子数为NA
③将0.1 mol NaCl全部溶于乙醇中制成胶体,其中含有的胶体粒子数目为0.1 NA
④1 mol N2和3 mol H2在一定条件下的密闭容器中充分反应,容器内的分子数大于2 NA
A.①② B.②④
C.①③ D.③④
解析:106 g碳酸钠晶体中的离子总数为3 NA,故①错误;由于胶体粒子是多个微粒的集合体,故③中所含的胶体粒子数目小于0.1 NA,错误;④中由于1 mol N2和3 mol H2发生可逆反应,反应不能进行完全,故反应后气体分子数要大于2 NA,④正确
答案:B
9.(2010·石家庄质检(一))下列各组中两种气体所含的原子数一定相等的是( )
A.质量相等 密度不等的N2和CO
B.温度相同 体积相同的O2和N2
C.体积相等 密度相等的CO和C2H4
D.压强相同 体积相同的N2和O2
解析:A项,氮气和一氧化碳的摩尔质量相等,质量相等时物质的量相等,故原子数一定相等;B项,压强不一定相等,则两气体的物质的量不一定相等;C项,体积和密度相等,则两气体的质量相等,由于摩尔质量相等,则两者的物质的量相等,则原子数之比为1:3;D项,温度不一定相同,则原子数不一定相等
答案:A
10.(2010·北京市目标检测)已知Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低 将40℃的饱和澄清石灰水冷却至10℃,或保持40℃向其中加入少量CaO,两种情况下均保持不变的是( )
A.溶液中Ca2+的数目
B.溶剂的质量
C.溶液中溶质的物质的量浓度
D.溶质的质量
解析:将40℃的饱和澄清石灰水冷却至10℃时,此时溶液是不饱和溶液,溶液中溶质质量 溶剂质量均不变,所以溶液中Ca(OH)2的物质的量浓度不变 保持40℃向其中加入少量CaO,CaO与H2O反应导致溶剂质量减少,有部分Ca(OH)2晶体析出,但溶液仍是40℃时的饱和溶液,所以Ca(OH)2的物质的量浓度不变,综合上述知选项C正确
答案:C
11.(2010·黄冈市质检)某同学用NaHCO3和KHCO3组成的混合物进行实验,测得实验数据(盐酸的物质的量浓度相等)如下表:
盐酸/mL 50 50 50
混合物质量/g 9.2 15.7 27.6
标准状况下CO2体积/L 2.24 3.36 3.36
下列分析推理不正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为3.0 mol/L
B.根据表中数据能计算混合物中NaHCO3的质量分数
C.加入9.2 g混合物时盐酸过量
D.15.7 g混合物恰好与盐酸完全反应
解析:A项,由表中数据可知,求盐酸浓度需选择盐酸不足量的数据进行,如随着混合物质量增加,二氧化碳气体量不再增加,表明盐酸全部反应完,H++HCO-3＝H2O+CO2↑,c(HCl)= =3 .0 mol/L,正确;B项,根据表中第一栏数据固体混合物的总质量及产生标准状况下的二氧化碳气体的体积可以计算出NaHCO3的质量分数,正确;C项,由于固体混合物从9.2 g→15.7 g,二氧化碳气体的体积还在增加,故盐酸过量,正确;D项,根据固体混合物与气体的比例关系可知,产生3.36 L二氧化碳所需固体质量为:,解得m=13.8 g,此时盐酸恰好完全反应,故不正确
答案:D
12.(2010·四川省摸底考试)现有6 g含有杂质的亚硫酸钠固体,与足量的盐酸反应产生标况下1.12 L气体,并测得该气体的相对分子质量为60,则固体中所含的杂质可能是( )
A.Na2CO3 B.NaHCO3
C.Na2CO3和NaHCO3 D.Na2SO4
解析:气体相对分子质量为60,说明气体为二氧化硫和二氧化碳的混合气体 由十字交叉法得
故可得n(SO2)=0.04 mol,n(CO2)=0.01 mol
若杂质为Na2CO3,则m(Na2CO3)=0.01×106=1.06(g),
m(Na2SO3)=5.04 g,
故m总=1.06 g+5.04 g=6.1 g>6 g,不符合题意;
若杂质为NaHCO3,m(NaHCO3)=0.01×84=0.84(g),则m总=0.84 g+5.04 g=5.88 g<6 g,不符合题意;
根据平均值原理知,答案为C
答案:C
13.(2010·赣州市质检)一定条件下,4 g A和14 g B的混合气体体积为448 mL,相同状况下,8 g A和17 g B的混合气体体积为672 mL,A B可能是下列各组中的( )
A.乙烯和乙炔 B.乙炔和苯
C.甲烷和甲醇 D.环己烷和1?丁烯
解析:设A B的摩尔质量分别为x g/mol y g/mol 由于在相同状况下,两组混合气体的体积比等于物质的量之比,则有()=448:672,解得:x:y=1:2,只有C项符合
答案:C
14.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的化学式
在注射器A中装有240 mL气体X,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,得到下面的实验结果:
实验前B管总重20.32 g,实验后B管总重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中收集的气体是氮气 试回答下列问题:
(1)X气体是由________和________元素组成的
(2)若240 mL X气体完全反应后,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 X气体的体积是24000 mL,则X的摩尔质量是________g/mol
(3)通过计算,确定X的化学式为________
(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)__________________________
解析:在C管中收集到水,则X中一定含有氢元素;在D中收集到N2,说明X中一定含有N元素,即X中含N H两种元素
B管中CuO含O:20.32 g-20.00 g=0.32 g,
n(O)= =0.02 mol,n(N2)= =0.01 mol,
本实验条件下Vm=24 L/mol,所以n(X)= =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
答案:(1)N H (2)32 (3)N2H4
(4)N2H4+2CuO △ N2+2H2O+2Cu
15.(2010·赣州质检)80℃,101 kPa下,用下图装置进行如下实验 A C两筒内分别装有无色气体,它们可能是NH3 O2 N2 H2S NO CO2等气体,B筒内装有Na2O2固体,推动A的活塞,A筒内气体缓缓地全部通过B后进入C筒,C筒内气体由无色变为红棕色,但其体积换算成同温同压下却并未变化 (不考虑2NO2===N2O4)
(1)C中发生反应的化学方程式是________________ 已知原C中的气体是单一气体,它是________,理由是______________________________________________
(2)将反应后C筒内气体用水充分吸收,在同温同压下,气体体积减少一半,则与水反应前C中的气体是________,理由是__________________________
__________________________
(3)若实验开始前A C中气体体积(换算成标况)分别为1.40 L和2.24 L,且A中的气体经过B管后,B管增重了1.40 g 经计算和推理可判定A中的气体是________,其质量为________g (不必写出计算和推理过程)
解析:(1)C中气体由无色变为红棕色,则发生了NO和O2转化为NO2的反应 (2)运用极限法,分别假设全部为NO或NO2,可以计算出与水反应后气体的体积变化,从而确定出C中气体为NO和NO2 (3)根据Na2O2与CO2的反应,B管增重的质量为与CO2等物质的量的CO的质量,因此n(CO2)= =0.05 mol,而C筒中气体体积无变化,则A中另一种气体为O2,n(O2)= -0.05 mol=0.0125 mol,故A中气体的质量为:0.05 mol×44 g/mol+0.0125 mol×32 g/mol=2.6 g
答案:(1)2NO+O2＝2NO2 NO NO与B管进来的O2反应生成NO2的体积与原NO体积相同,只发生了颜色变化
(2)NO2和NO 若C管中只有NO2,则剩余气体的体积为原来的1/3,若只有NO,则剩余气体的体积与原来相等,因而只能是NO2与NO的混合气体(3:1)
(3)CO2和O2 2.6
16.(2010·江西省高三联考)硝酸铜受热易分解:2Cu(NO3)2 △ 2CuO+4NO2↑+O2↑,当温度达到800℃时,CuO开始分解:4CuO 高温 2Cu2O+O2↑,至1000℃以上,CuO完全分解(加热过程中忽略2NO2===N2O4,2NO2＝2NO+O2等反应) 现取5.64 g Cu(NO3)2无水晶体,在一定温度下使其分解,将生成的气体及时导出并用足量的NaOH溶液充分吸收
(1)若该质量的无水硝酸铜经加热完全分解,其中的铜元素全部转化为氧化铜,则氧化铜的质量是________
(2)若该质量的无水硝酸铜完全分解,铜元素全部转化为氧化亚铜,反应过程中生成的气体被足量的NaOH溶液充分吸收后,还有多余的气体,则多余的气体是________(填分子式),其体积(标准状况下)是________
(3)若该质量的无水硝酸铜分解后的残留固体中含有1.60 g CuO,则残留固体的质量可能是________
(4)设该质量的无水硝酸铜在分解过程中,得到的残留固体质量为x,生成的气体中NO2和O2的体积比为y,求y与x的关系式:________;________
解析:(1)由题意可知n[Cu(NO3)2]=0.03 mol,根据铜元素守恒可得n(CuO)=0.03 mol,m(CuO)=2.4 g (2)无水硝酸铜分解生成CuO时,生成的NO2与O2恰好与水完全反应,多余的气体为CuO分解生成的氧气,4CuO~O2,n(O2)=0.03/4=0.0075(mol),标准状况下的体积为0.168 L (3)残留固体可能是CuO和Cu2O的混合物,也可能是CuO和Cu(NO3)2的混合物 若为CuO和Cu2O的混合物,则n(CuO)=0.02 mol, n(CuO)+2n(Cu2O)=0.03 mol, n(Cu2O)=0.005 mol, m(Cu2O)=0.72g, m(残留固体)=1.60 g+0.72 g=2.32 g; 若为CuO和Cu(NO3)2的混合物,则n(CuO)=0.02 mol, 则n(CuO)+n[Cu(NO3)2]=0.03 mol, n[Cu(NO3)2]=0.01 mol,m[Cu(NO3)2]=1.88 g,m(残留固体)=1.60 g+1.88 g=3.48 g (4)当残留固体为CuO和Cu(NO3)2的混合物或全部为CuO时,只发生反应:2Cu(NO3)2 △ 2CuO+4NO2↑+O2↑,此时,NO2和O2的体积比为y=4,2.4 g≤x<5.64 g;当残留固体为CuO和Cu2O的混合物或全部为Cu2O时,设CuO的物质的量为m mol, Cu2O的物质的量为n mol,则n(CuO)+2n(Cu2O)=m+2n=0.03(mol),x=80m+144n,y=0.06/(0.015+0.5n),解得,此时2.16g≤x<2.4g;另外,x=2.4 g时也符合
答案:(1)2.4 g (2)O2 0.168 L (3)3.48 g或2.32 g (4)2.4g≤x<5.64 g,y=4 2.16 g≤x≤2.4 g,