1、物质的量、气体摩尔体积(建议用时40分钟)1.下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是()A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量B.物质的量是一个基本的物理量,单位是摩尔C.0.12 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数D.1 mol任何物质中都含有阿伏加德罗常数个原子【解析】选B。A.以gmol-1为单位时,摩尔质量与1 mol该物质的质量数值上相等,等于其相对分子质量或相对原子质量,摩尔质量与相对分子(原子)质量,单位不同,故A错误;B.物质的量是表示含有一定数目粒子的集体,是一个基本的物理量,单位是摩尔,故B正确;C.0.012 kg 12C中含有碳原子数
2、为阿伏加德罗常数,故C错误;D.应该是1 mol 微粒都含有阿伏加德罗常数个该粒子,对单原子物质来说1 mol 物质含有阿伏加德罗常数个原子,但对多原子组成的物质来说,1 mol物质含有的原子数大于阿伏加德罗常数个原子,故D错误。【加固训练拔高】(2021青岛模拟)下列有关叙述错误的是()A.物质的量的描述对象是宏观物体B.当物质的质量以g为单位时,铁的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量C.阿伏加德罗常数是指0.012 kg 12C所含的碳原子数,其数值约等于6.021023D.标准状况下,2 mol气体的体积约为44.8 L【解析】选A。A.物质的量的描述对象是微观粒子,故A选;B.任何物
3、质的质量以g为单位时,其摩尔质量在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量,故B不选;C.阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,其数值约等于6.021023,国际上规定,1 mol任何粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 12C所含的碳原子相同,故C不选;D.标准状况下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L,那么2 mol气体的体积约为44.8 L,故D不选。2.(2021沈阳模拟)通常监测SO2含量是否达到排放标准的反应原理是SO2+H2O2+BaCl2BaSO4+2HCl。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.0.1 mol BaCl2晶体中所含微粒总数为0
4、.1NAB.25 时,pH=1的HCl溶液中含有H+的数目为0.1NAC.17 g H2O2中含有非极性键数目为0.5NAD.生成2.33 g BaSO4沉淀时,转移电子数目为0.01NA【解析】选C。0.1 mol BaCl2晶体中所含微粒有钡离子、氯离子等,故A错误;HCl溶液中含有HCl和H2O,故25 时,pH=1的HCl溶液中,由于溶液的体积未知,因此不能计算H+的数目,B错误;1 mol H2O2中含有非极性键1 mol,17 g H2O2即0.5 mol H2O2,含有非极性键数目为0.5NA,C正确;根据反应可知,生成1 mol硫酸钡沉淀,转移电子2 mol,则生成2.33 g
5、 BaSO4沉淀即0.01 mol BaSO4时,转移电子数目为0.02NA,D错误。【加固训练拔高】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()A.98 g H2SO4和H3PO4中含有的氧原子数均为4NAB.1 L 1 molL-1的硫酸与高氯酸(HClO4)溶液中含有的氧原子数均为4NAC.在0 时,22.4 L氢气中含有2NA个氢原子D.1 mol乙烷分子中共价键总数为8NA【解析】选A。A项,M(H2SO4)=M(H3PO4)=98 gmol-1,即物质的量均为1 mol,所以所含氧原子数均为4NA,正确;B项,硫酸与高氯酸(HClO4)的物质的量均为1 mol,但溶液中水分子
6、也含氧原子,所以氧原子数均大于4NA,错误;C项,非标准状态下,22.4 L氢气中氢气物质的量不一定等于1 mol,所以氢原子数不一定是2NA,错误;D项,一个乙烷分子中含7个共价键,所以1 mol乙烷分子中共价键总数为7NA,错误。3.(2021年重庆适应性测试)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.5.6 g铁粉与足量硝酸加热充分反应后,产生H2的分子数为0.1 NAB.标准状况下22.4 L O2与足量H2反应生成H2O,转移的电子数为4 NAC.1 L 0.1 molL-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4 NAD.1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中Ba2+数目为0
7、.1 NA【解析】选B。铁与硝酸反应不生成氢气,A错误;标准状况下22.4 L O2是1 mol,1个O2和氢气反应转移4个电子,1 mol O2和H2反应转移4 mol电子,B正确;C中没有计算水中的氧原子,错误;常温下,1L pH=13的Ba(OH)2溶液中氢氧根离子数目为0.1 NA,Ba2+的数目为0.05 NA,D错误。4.(双选)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是()A.23 g Na与足量H2O反应完全后可生成0.5NA个H2分子B.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子C.标准状况下,22.4 L CO2和H2混合气中含2NA个原子D.3 mol单
8、质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子【解析】选A、D。23 g钠的物质的量为1 mol,钠与水反应时1 mol钠生成0.5 mol氢气,即生成0.5NA个分子,A正确;铜和浓硫酸反应时,浓硫酸被还原为SO2,不是三氧化硫,B错误;标准状况下,22.4 L CO2和H2混合气的物质的量为1 mol,而CO2不是双原子分子,故1 mol混合气体中所含原子个数肯定大于2NA,C错误;Fe3O4中铁可看作+价,故1 mol铁反应失去mol电子,3 mol单质Fe完全转化为Fe3O4失去8 mol电子,即8NA个,D正确。5.(2021大连模拟)臭氧已成为夏季空气污染的元凶,地表产生臭氧的机理如
9、图所示,NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是()A.反应、都是氧化还原反应B.16 g O3和O2的混合气体,所含质子数为16NAC.0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液,可得到0.5 molL-1的硝酸溶液D.标准状况下,11.2 L的NO和O2混合气体所含的原子数为NA【解析】选D。A.反应是O2与O反应生成O3,化合价不变,没有电子的转移,不是氧化还原反应,故A错误;B.用极限思维,假设16 g全部是O3,n(O3)= mol,则所含质子数为mol38NA mol-1=8NA,假设16 g全部是O2,n(O2)=mol,则所含质子数为 mol28NA mol-1=8NA可
10、以看出无论是O3、O2还是二者的混合物,16 g O3和O2的混合气体,所含质子数为8NA,解法二:16 g O3和O2的混合气体,均由氧原子构成,最简式是O,所含质子数为8NA,故B错误;C.0.5 mol NO2溶于水形成1 L溶液,发生3NO2+H2O2HNO3+NO,因此得到硝酸物质的量为0.33 mol,可得到0.33 molL-1的硝酸溶液,故C错误;D.标准状况下,11.2 L的NO和O2混合气体物质的量为0.5 mol,都为双原子分子,无论怎么反应,原子数不变,因此所含的原子数为NA,故D正确。6.(2021厦门模拟)某中学化学实验室要求学生在实验室条件下,用标准卷尺、中学化学
11、实验室常用的托盘天平和如图所示的仪器,再用稀硫酸和宽度、厚度均匀的纯镁带(镁带每米质量为2.5 g左右)测定气体摩尔体积。假如实验是在标准状况下进行,试回答下列问题:(1)镁带和稀硫酸应分别置于 、仪器中(填仪器编号);G管可以用化学实验室里的一种常用仪器来改装,你认为这种仪器的名称是。(2)仪器丙由左、右两部分组成,它们用橡皮管连通,并装入适量水,上下移动两管可以调节液面高低。甲乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,接口的连接方式如下:A连接,B连接,C连接 (填写各接口的编号)。(3)实验中要取用一定质量的镁带样品投入图示试管中,你认为能否用
12、中学化学实验室常用的托盘天平,理由是 。(4)你认为可用什么方法取镁带样品。如果取镁带长1 m,质量为m g,截取镁带长x cm,产生气体体积为V mL,则测得标准状况下气体摩尔体积应表示为:Vm= Lmol-1。【解析】(1)将盛稀硫酸的乙试管倒置后稀硫酸被压入甲试管后发生反应;根据图示,G管可以用50 mL碱式滴定管改装;(2)将盛稀硫酸的乙试管倒置后稀硫酸被压入甲试管,B、E相连起到平衡气压的作用,生成的氢气经C、F通入丙装置中,由G读出氢气的体积,所以A连接D,B连接E,C连接F;(3)因量气管的最大体积是50 mL,经计算可知镁带的质量只能是0.05 g左右,而托盘天平的最小量程为0
13、.1 g,不能使用托盘天平称量;(4)已知镁带每米质量为2.5 g左右,所以可以用标准卷尺量取镁带;如果镁带长1 m,质量为m g,截取镁带长x cm,则镁的质量是 g,物质的量是 mol,产生氢气的物质的量为 mol,n=,Vm= Lmol-1 。答案:(1)甲乙50 mL碱式滴定管(2)DEF(3)不能量气管的最大量程是50 mL,只需0.05 g左右镁样品,托盘天平的精度是0.1 g,无法用托盘天平称量(4)用标准卷尺量取镁带【加固训练拔高】 (2021吴忠模拟)臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O22O3。(1)若在上述反应
14、中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气的平均摩尔质量为gmol-1(保留一位小数)。(2)将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为L。(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应容器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为多少?【解析】(1)设有1 mol O2。3O22O3起始1 mol0 mol转化0.3 mol0.2 mol结束0.7 mol0.2 mol根据:=35.6 gmol-1。(2)3O22O3V3体积2体积1体积V8 L-6.5 L=1.5 LV=3 L。(3)加热条件
15、下,O3、O2都能和铜粉反应,故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol,含有O3 y mol,则有解得所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。答案:(1)35.6(2)3(3)50%7.(2021芜湖模拟)国际计量大会第26届会议新修订了阿伏加德罗常数(NA=6.022 140 761023mol-1),并于2019年5月20日正式生效。下列说法中正确的是()A.12 g金刚石中含有化学键的数目为4NAB.将7.1 g Cl2溶于水制成饱和氯水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为0.1NAC.标准状况下,11.2 L NO和11.2 L O2混合后,气
16、体的分子总数为0.75NAD.20 g的D2O中含有的质子数为10NA【解析】选D。金刚石属于原子晶体,1 mol金刚石中含有2 mol CC键,即12 g金刚石中含有CC键物质的量为2=2 mol,故A错误;氯气溶于水,部分氯气与水发生反应,溶液中含有氯元素微粒有Cl2、Cl-、ClO-、HClO,溶液中Cl-、ClO-、HClO微粒物质的量之和小于0.1 mol,故B错误;NO与O2发生反应:2NO+O22NO2,根据所给量,NO不足,O2过量,反应后气体物质的量的和为0.75 mol,但2NO2N2O4,因此反应后气体物质的量小于0.75 mol,故C错误;D2O为2H2O,其摩尔质量为
17、20 gmol-1,20 g D2O中含有质子物质的量为10=10 mol,故D正确。【加固训练拔高】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.常温常压下,1.7 g羟基含有电子数为NAB.标准状况下,11.2 L氟化氢所含分子数为0.5NAC.0.2 mol庚烷含有的共用电子对数为4.4NAD.某碳酸氢钠溶液中含有HC 0.4 mol,则Na+数为0.4NA【解析】选C。每个OH中含有9个电子,1.7 g即0.1 molOH中含有电子数为0.9NA,A错误;标准状况下,HF为液态,HF的物质的量不能确定,B错误;每个庚烷分子中含有共用电子对数为22,0.2 mol庚烷含有4.4NA
18、个共用电子对,C正确;碳酸氢钠溶液中存在HC的电离和水解,若含有0.4 mol HC,则Na+数大于0.4NA,D错误。8.(2021沈阳模拟)下列选项中的物质所含指定原子数目一定相等的是()A.温度和压强不同,相同质量的一氧化二氮和二氧化碳两种气体的总原子数B.等温等压下,相同体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的总原子数C.等温等压下,相同体积的氧气和臭氧两种气体中的氧原子数D.相同物质的量、不同体积的氨气和甲烷两种气体中的氢原子数【解析】选A。A项:N2O和CO2摩尔质量都是44 gmol-1,相同质量时两种气体的分子总数、原子总数都相等,A项正确;B项:根据阿伏加德罗定律,等温等压下,相同
19、体积的乙烯和乙炔、乙烷的混合气体的分子总数相同,其原子总数不一定相等;C项:根据阿伏加德罗定律,等温等压相同体积的氧气和臭氧分子总数相同,氧原子数之比为23;D项:相同物质的量的氨气和甲烷两种气体中,分子数相等,氢原子数之比为34。9.(2021年湖南适应性测试)已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.常温常压下,22.4 L CH4含有电子数为10NAB.6 g CH3COOH分子中含有共价键数为0.8NAC.1 L 0.1 molL-1Na2CO3溶液中含C数为0.1NAD.密闭容器中2 mol SO2与1 mol O2反应,生成SO3的分子数为2NA【解析】选B。A项:标准
20、状况下22.4 L CH4的物质的量为1 mol,常温常压下22.4 L CH4的物质的量少于1 mol,其电子数少于10NA,故A错误;B项CH3COOH的结构式为,其中的CO由一个键和1个键组成,是两个化学键,所以每个分子中含8个共价键,n(CH3COOH)=0.1 mol,含共价键数为0.18NA=0.8NA,故B正确;C项Na2CO3溶液中存在水解平衡C+H2OHC+OH- ,会使C减少,C数目少于0.1NA,故C错误;D项中2SO2+O22SO3为可逆反应,反应不完全,生成的分子数少于2NA,故D错误。10.(双选)磷烯(如图)是由磷原子六元环组成的蜂巢状褶皱二维晶体,它是白磷()的
21、同素异形体。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.3.1 g白磷中含PP键的数目为0.15NAB.6.2 g磷烯中含六元环的数目为0.1NAC.0.1 mol P4与0.6 mol H2在密闭容器中发生反应P4+6H24PH3。生成PH3分子的数目为0.4NAD.0.1 mol P4发生反应P4+5O22P2O5,转移的电子数为2NA【解析】选A、B。A.3.1 g白磷的物质的量为n=0.025 mol,而白磷中含6个PP键,故0.025 mol白磷中含0.15NA个PP键,故A正确;B.磷烯是白磷的同素异形体,6.2 g磷烯的物质的量n=0.2 mol,而1 mol磷原子形成0.5
22、 mol六元环,故0.2 mol磷烯中含0.1NA个六元环,故B正确;C.反应P4+6H24PH3为可逆反应,不能进行彻底,故生成PH3分子的数目小于0.4NA,故C错误;D.P4发生反应P4+5O22P2O5为可逆反应,故不能进行彻底,由于磷元素反应后变为+5价,故0.1 mol白磷转移的电子数小于2NA,故D错误。11.CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC2O42H2O)在空气中受热的质量变化曲线,曲线中300 及以上所得固体均为钴氧化物。(1)通过计算确定C点剩余固体的化学成分为(填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225300 发生反应的化学方程式: 。
23、(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL 5 molL-1盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比(写出计算过程)。【解析】(1)Co3O4(写成CoOCo2O3亦可)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。(2)由得失电子守恒得n(Co3+)=2n(Cl2)=2=0.4 mol,由元素守恒和电荷守恒得n(Co)总=n(Co2+)溶液=0.5n(Cl-)=0.5(0.48 L5 molL-1-2)=1 mol,所以钴氧化物中n(Co2+)=1 mol-0.4 mol=0.6 mol,根据钴氧化物中元素化合价代数和为0得n(O)=1.2 mol。故n(Co)n(O)=1 mol1.2 mol=56答案:(1)Co3O43CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2(2)56(计算过程见解析)