『备考2021』 三年高考真题分类精编解析08 化学计算及有关NA描述的正误辨析（含解析）

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专题08 化学计算及有关NA描述的正误辨析
1．[2020·新课标Ⅲ]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．22.4 L（标准状况）氮气中含有7NA个中子
B．1 mol重水比1 mol水多NA个质子
C．12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D．1 L 1 mol·L?1 NaCl溶液含有28NA个电子
【答案】C
【解析】A．氮气中核素未知，中子数未知，故无法确定22.4 L（标准状况）氮气中含的中子数，故A不正确；B．1 mol重水比1 mol水质子数相等，仅中子数不等，故B不正确；C．石墨烯和金刚石为碳的同素异形体，故12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子，C正确；D．1 L 1 mol·L?1 NaCl溶液中包含溶质NaCl和溶剂水，故溶液含有电子大于28NA，故D不正确；正确答案C。
2.[2020·浙江7月选考，19] 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. ，完全反应转移的电子数为
B. 用电解粗铜的方法精炼铜，当电路中通过的电子数为时，阳极应有转化为
C. 常温下，的溶液中，水电离出的数为
D. 浓度为的溶液中，阴离子数为
【答案】A
【解析】
A. Mn元素的化合价由+7价降至+2价，则4mol完全反应转移电子物质的量为4mol×[(+7)-(+2)]=20mol，即转移电子数为20NA，A正确；
B.电解精炼铜时，阳极为粗铜，阳极发生的电极反应有：比铜活泼的杂质金属失电子发生氧化反应以及Cu失电子的氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，当电路中通过的电子数为NA时，即电路中通过1mol电子，Cu失去的电子应小于1mol，阳极反应的Cu的物质的量小于0.5mol，则阳极反应的Cu的质量小于0.5mol×64g/mol=32g，B错误；
C.溶液的体积未知，不能求出溶液中水电离出的H+数，C错误；
D.n（Na2CO3）=0.100mol/L×1L=0.100mol，由于发生水解：+H2O?+OH-、+H2O?H2CO3+OH-，故阴离子物质的量大于0.100mol，阴离子数大于0.100NA，D错误；故仅A选项符合题意。
3.[2020·浙江7月选考，27] 溶液与锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为，反应后最高温度为。
已知：反应前后，溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：
(1)反应放出的热量_____J。
(2)反应的______(列式计算)。
【答案】
(1).
(2).
【解析】
(1)100mL 0.200mol/L CuSO4溶液与1.95g锌粉发生反应的化学方程式为：CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu，忽略溶液体积、质量变化可知，溶液的质量m==1.00g/cm3×100mL(cm3)=100g，忽略金属吸收的热量可知，反应放出的热量Q=cm=4.18×100g×(30.1-20.1)= 4.18×103J，故答案为：4.18×103；
(2)上述反应中硫酸铜的物质的量n(CuSO4)= 0.200mol/L×0.100L=0.020mol，锌粉的物质的量n(Zn)==0.030mol，由此可知，锌粉过量。根据题干与第(1)问可知，转化0.020mol硫酸铜所放出的热量为4.18×103J，又因为该反应中焓变代表反应1mol硫酸铜参加反应放出的热量，单位为kJ/mol，则可列出计算式为：，故答案为：（答案符合要求且合理即可）。
4. [2020·浙江1月选考，20]设[aX＋bY]为a个X微粒和b个Y微粒组成的一个微粒集合体，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol?1，则每1 mol [H2(g)＋O2(g)]生成1 mol [H2O(l)]放热286 kJ
B. Cr2O72-＋ne?＋14H+=2Cr3+＋7H2O，则每生成1 mol Cr3+转移电子数为3NA
C. Al3+＋4OH?=[Al(OH)4]?，说明1 mol Al(OH)3电离出H+数为NA
D. 1 mol CO2与NaOH溶液完全反应，则n(CO32-)＋n(HCO3-)＋n(H2CO3)＝1 mol
【答案】C
【解析】A项、由热化学方程式可知，氢气在氧气中的燃烧为放热反应，1 mol [H2(g)＋O2(g)]生成1 mol [H2O(l)]放热286 kJ，故A正确；
B项、由铬元素化合价变化可知，生成2 mol Cr3+转移6mol电子，则生成1 mol Cr3+转移电子数为3NA，故B正确；
C项、氢氧化铝是两性氢氧化物，在溶液中发生酸式电离部分电离出氢离子，则1 mol Al(OH)3电离出H+数小于NA，故C错误；
D项、由碳原子个数守恒可知，1 mol CO2与NaOH溶液完全反应生成的盐溶液中，n(CO32-)＋n(HCO3-)＋n(H2CO3)＝1 mol，故D正确；
故选C。
5. [2020·浙江1月选考，27]为测定FeC2O4·2H2O(M＝180 g·mol－1)样品的纯度，用硫酸溶解6.300 g样品，定容至250 mL。取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol·L－1KMnO4标准溶液滴定至终点。重复实验，数据如下：
序号 滴定前读数/mL 滴定终点读数/mL
1 0.00 19.98
2 1.26 22.40
3 1.54 21.56
已知：3MnO＋5FeC2O4·2H2O＋24H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋10CO2↑＋22H2O
假设杂质不参加反应。
该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是________%(保留小数点后一位)；
写出简要计算过程：_________________________________________________
___________________________________________________________________。
【答案】　95.2
×100%＝95.2%
【解析】　由于第二次滴定数据误差较大，应该舍弃，消耗的高锰酸钾溶液的平均体积为＝20.00 mL，根据反应方程式：3MnO＋5FeC2O4·2H2O＋24H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋10CO2↑＋22H2O进行计算，该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是92.5%，计算过程为
×100%＝95.2% 。
6．[2019·新课标Ⅱ] 已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．3 g 3He含有的中子数为1NA
B．1 L 0.1 mol·L?1磷酸钠溶液含有的数目为0.1NA
C．1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D．48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
【答案】B
【解析】A．的中子数为3-2=1，则3g的中子数为=NA，A项正确；
B．磷酸钠为强碱弱酸盐，磷酸根离子在水溶液中会发生水解，则1L 0.1mol/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol/L×NA mol-1 =0.1NA，B项错误；
C．重铬酸钾被还原为铬离子时，铬元素从+6降低到+3，1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NA mol-1 =6NA，C项正确；
D．正丁烷与异丁烷的分子式相同，1个分子内所含共价键数目均为13个，则48g正丁烷与10g异丁烷所得的混合物中共价键数目为×13×NA mol-1 =13NA，D项正确；
答案选B。
7．[2019·新课标Ⅲ] 设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液，下列说法正确的是
A．每升溶液中的H+数目为0.02NA
B．c(H+)= c()+2c()+3c()+ c(OH?)
C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小
D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强
【答案】B
【解析】A、常温下pH＝2，则溶液中氢离子浓度是0.01mol/L，因此每升溶液中H＋数目为0.01NA，A错误；
B、根据电荷守恒可知选项B正确；
C、加水稀释促进电离，电离度增大，但氢离子浓度减小，pH增大，C错误；
D、加入NaH2PO4固体，H2PO4－浓度增大，抑制磷酸的电离，溶液的酸性减弱，D错误；
答案选B。
8. [2019·浙江4月选考，19]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
解析　1个CH2===CH2分子中包含4个单键和1个双键，而1个双键中有2个共价键，故1 mol CH2===CH2分子中含有的共价键数为6NA，A项正确；500 mL 0.5 mol·L－1的NaCl溶液中含有的微粒包括Na＋、Cl－、H2O、H＋、OH－，故微粒数大于0.5NA，B项正确；HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O，故30 g HCHO和CH3COOH混合物中含“CH2O”的物质的量为1 mol，含C原子数为NA，C项正确；2.3 g Na与O2完全反应，不论生成Na2O还是Na2O2，转移的电子数均为0.1NA，D项不正确，故选D。
9. [2019·浙江4月选考，29]由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X，只含有羟基和羧基两种官能团，且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X，与足量金属钠充分反应，生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。
【答案】　n(H2)＝0.03 mol，设X中羟基和羧基的总数为m(m＞2)
则n(X)＝(0.03×2)/m mol＝0.06/m mol，M(X)＝2.04m/0.06 g·mol－1＝34m g·mol－1
m＝4，M(X)＝136 g·mol－1，含有3个羟基和1个羧基，相对分子质量为136。
【解析】　假设有机物X的摩尔质量为M，含有羧基和羟基的总数为m(m>2)，根据生成氢气的物质的量为0.03 mol，结合有机物X的质量为2.04 g列出等式：n(X)×m＝0.03×2 mol，n(X)＝，解得M＝34m g·mol－1，对m进行讨论，若m＝3，M＝102 g·mol－1，由于羟基的数目大于羧基，故含有2个—OH和1个—COOH，除去—OH和—COOH，剩余基团的摩尔质量为23 g·mol－1，只能为1个C和11个H，不存在这样的有机物，应舍去；若m＝4，M＝136 g·mol－1，由于羟基的数目大于羧基，故含有3个—OH和1个—COOH，除去—OH和—COOH，剩余基团的摩尔质量为40 g·mol－1，可能为3个C和4个H，有机物的一种结构可能是，符合条件。
10．[2018·课标Ⅰ]NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 NA
B．22.4 L（标准状况）氩气含有的质子数为18NA
C．92.0 g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NA
D．1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
【答案】B
【解析】A、16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol＝0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分子的集合体，因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1 NA，A错误；
B、标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是一个Ar原子组成的单质，其中含有的质子数是18 NA，B正确；
C、1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3 NA，C错误；
D、甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0 NA，D错误。答案选B。
11．[2018·课标Ⅱ]NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．常温常压下，124 g P4中所含P—P键数目为4NA
B．100 mL 1mol·L?1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【解析】A．常温常压下，124 g P4的物质的量是1 mol，由于白磷是正四面体结构，含有6个P－P键，因此其中所含P—P键数目为6NA，A错误；
B．铁离子在溶液中水解，所以100 mL 1 mol·L?1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA，B错误；
C．甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子，标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol，其中含氢原子数目为2NA，C正确；
D．反应2SO2+O22SO3是可逆反应，因此密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA，D错误。答案选C。
12．[2018·新课标Ⅲ]下列叙述正确的是
A．24 g 镁与27 g铝中，含有相同的质子数
B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C．1 mol重水与1 mol水中，中子数比为2∶1
D．1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同
【答案】B
【解析】A．1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24 g镁和27 g铝各自的物质的量都是1 mol，所以24g镁含有的质子数为12mol，27g铝含有的质子的物质的量为13 mol，选项A错误。
B．设氧气和臭氧的质量都是Xg，则氧气（O2）的物质的量为mol，臭氧（O3）的物质的量为mol，所以两者含有的氧原子分别为×2=mol和×3=mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项B正确。
C．重水为，其中含有1个中子，含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1 mol重水含有10 mol中子。水为，其中没有中子，含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1 mol水含有8 mol中子。两者的中子数之比为10:8=5:4，选项C错误。
D．乙烷（C2H6）分子中有6个C－H键和1个C－C键，所以1 mol乙烷有7mol共价键。乙烯（C2H4）分子中有4个C－H键和1个C＝C，所以1 mol乙烯有6 mol共价键，选项D错误。
13．[2018·海南]NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．12 g金刚石中含有化学键的数目为4NA
B．18 g的D2O中含有的质子数为10
C．28 g的乙烯和环已烷混合气体中所含原子总数为6NA
D．1 L 1mol·L?1的NH4Cl溶液中NH4＋和Cl?的数目均为1NA
【答案】C
【解析】A. 金刚石中每一个碳原子有四条共价键，但一个碳碳键被2个碳原子共用，即一个碳原子只分摊2个共价键，所以12 g金刚石中，即1mol金刚石中含有化学键的数目为2NA，故不符合题意；
B. D2O的摩尔质量为（2×2+16）g/mol=20g/mol，则18 g的D2O中中含有的质子数为NA=9 NA，故不符合题意；
C.乙烯和环已烷的最简式都为CH2，故等质量的气体所含原子总数相同，所含原子总数为 3 NA=6NA，符合题意；
D. NH4＋会发生水解，故数目<1NA，不符合题意；
故答案为：C。
14. [2018·浙江11月选考，19]设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A. 32 g S8（分子结构：）中的共价键数目为NA
B. 2 g由H218O和2H2O组成的物质中含有的质子数为NA
C. 8 g CuO与足量H2充分反应生成Cu，该反应转移的电子数为0.2NA
D. 标准状况下，11.2 L Cl2溶于水，溶液中Cl－、ClO－和HClO的微粒数之和为NA
【答案】D
【解析】A、由选项可知1 mol S8中所含共价键为数目为8NA，32gS8为0.125mol，所含共价键数目为NA，故选项A正确。B、H218O和2H2O的相对分子质量均为20，质子数均为10，2g该混合物的物质的量为0.1mol，含有的质子数为NA，选项B正确；C、1mol氧化铜被氢气还原转移电子数为2NA，8g氧化铜为0.1mol，转移电子数为0.2NA，故选项C正确；D、标准状况下11.2L氯气物质的量为0.5mol，氯气与水之间是可逆反应，反应不彻底，溶液中Cl-、C1O-和HClO的微粒数之和小于NA，选项D不正确。答案选D。
15. [2018·浙江4月选考，20]设NA阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A. 10g的2H216O含有的质子数与中子数均为5NA
B. 32g硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为6NA
C. 26gC2H2与C6H6混合气体中含C—H键的数目为2NA
D. 120gNaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA
【答案】B
【解析】A项，2H216O的摩尔质量为20g/mol，10g即为0.5mol，2H216O的质子数和中子数均为10，0.5mol的2H216O质子数和中子数均为5NA，故A项正确；
B项，32gS物质的量为1mol，在足量的氧气中燃烧转移的电子数为4NA，故B项错误；
C项，可以直接将其看做最简式CH计算，26g混合气体含有2molCH，即得含C—H键的数目为2NA，故C项正确；
D项，120gNaHSO4物质的量为1mol，含有的钠离子数目为NA；120g KHSO3物质的量为1mol，含有的钾离子数目为NA；所以120gNaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为NA，故D项正确。
16. [2018·浙江11月选考，29]某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，为探究其组成，称取m g该固体粉末样品，用足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为a g。
已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
(1)若a＝____________(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物。
(2)若a＝，则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为__________ mol(用含m的最简式表示)。
【答案】　(1)　(2)
【解析】　(1)若红色固体粉末只是Fe2O3，则和稀H2SO4充分反应后，无固体剩余，所以红色固体若为纯净物，只能是Cu2O，根据
Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
mol mol
所以a＝×64＝m。
(2)设Fe2O3、Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol。
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
x 2x
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
y y y
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2x x
根据题意
所以x＝。
17. [2018·浙江4月选考，29]称取4.00g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0mL2.00mol·L-1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。请计算：
（1）加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量_________________。
（2）固体混合物中氧化铜的质量_________________。
【答案】 (1). 0.100mol (2). 2.40g
【解析】过程发生的反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，所得固体为置换出的铜和剩余的铁的混合物，以此解答。
【详解】（1）过程发生的反应：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe2O3 +3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，
加入铁粉充分反应后，溶液中溶质是硫酸亚铁，根据硫酸根守恒，得到硫酸亚铁的物质的量n=0.05L×2.00mol/L=0.100mol；
故答案为0.100mol；
（2）根据（1）的结果，充分反应后，溶液中含铁元素n(Fe)=n(FeSO4)=0.100mol，质量m=0.1000mol56g/mol=5.60g，等于加入的铁粉的质量，说明3.04g固体中含有氧化铜中的铜及剩余铁的质量，这些铁的质量恰好等于氧化铁中铁元素的质量，
设氧化铜xmol，氧化铁ymol，则有：
80x+160y=4.00，64x+112y=3.04，解得x=0.03，y=0.01，
氧化铜的质量是0.03mol×80g/mol=2.40g，
故答案为2.40g。
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