第1節(jié) 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積一、選擇題12017年春，霧霾天氣對環(huán)境造成了嚴重影響，部分城市開展對PM2.5和臭氧的監(jiān)測。下列有關說法正確的是()A臭氧的摩爾質(zhì)量是48 gB同溫同壓條件下，等質(zhì)量的氧氣和臭氧的體積比為23C16 g臭氧中含有6.021023個原子D1.00 mol臭氧中含有電子總數(shù)為186.021023解析：選C。臭氧的摩爾質(zhì)量是48 gmol1，A項錯誤；同溫同壓條件下，等質(zhì)量的氧氣和臭氧的體積比為32，B項錯誤；1.00 mol臭氧中含有電子總數(shù)為246.021023，D項錯誤。2“物質(zhì)的量”是國際單位制中的一個基本物理量，下列有關說法正確的是()A質(zhì)量相等的CO和CO2，物質(zhì)的量之比為23B2 mol氧氣的摩爾質(zhì)量為62 gmol1C1 mol任何物質(zhì)都含有6.021023個分子D2 g H2含有1 mol氫分子解析：選D。設質(zhì)量均為m，則n(CO)n(CO2)117，A錯誤；摩爾質(zhì)量的單位是gmol1，數(shù)值上等于物質(zhì)的相對分子(原子)質(zhì)量，B錯誤；1 mol任何物質(zhì)都約含有6.021023個微粒，不一定是分子，也有可能是離子或原子，C錯誤；2 g H2的物質(zhì)的量是1 mol，含有1 mol氫分子，D正確。3設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列有關敘述正確的是()A硝酸與銅反應得到NO2、N2O4共23 g，則銅失去的電子數(shù)為0.5NAB3 g甲酸與乙醛的混合物中含有共價鍵數(shù)為0.4NAC將標準狀況下2.24 L SO2通入水中完全溶解，溶液中H2SO3分子數(shù)為0.1NAD標準狀況下8.96 L的平均相對分子質(zhì)量為3.5的H2與D2含有中子數(shù)為0.3NA解析：選A。生成23 g NO2和N2O4，轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，即銅失去的電子數(shù)為0.5NA，故A正確；3 g甲酸含共價鍵數(shù)NA，3 g乙醛含共價鍵數(shù)為NA，故B錯誤；H2SO3是弱酸，部分電離，所以H2SO3分子數(shù)小于0.1NA，故C錯誤；H2不含中子，1個D2含2個中子，8.96 L平均相對分子質(zhì)量為3.5的H2和D2中含有D2為0.3NA，即中子數(shù)為0.6NA，故D錯誤。4(2018蘇州質(zhì)檢)設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是()A標準狀況下，0.1 mol Cl2 溶于水，生成HCl的數(shù)目為0.1NAB7 g分子式為CnH2n的鏈烴中含有的CH鍵的數(shù)目為NAC標準狀況下，11.2 L CH3CH2OH 中含有的原子數(shù)目為4.5NA D常溫常壓下，2.24 L CO 和CO2 混合氣體中含有的碳原子數(shù)目為0.1NA解析：選B。氯氣與水的反應是可逆反應，0.1 mol Cl2溶于水生成HCl的數(shù)目小于0.1NA，A錯誤；7 g分子式為CnH2n的鏈烴中含有的CH鍵的數(shù)目為2nNANA，B正確；標準狀況下CH3CH2OH為液體，不能用標準狀況下氣體摩爾體積計算，C錯誤；常溫常壓下，2.24 L氣體物質(zhì)的量小于0.1 mol，D錯誤。5下列四種氣體：含3.011023個O的CO2；標準狀況下6.72 L 的HCl；3.4 g的NH3；0.5 mol He。所含的原子總數(shù)由少到多的正確順序是()A<<<B<<<C<<<D<<<解析：選D。含0.75 mol原子；為0.3 mol HCl，含0.6 mol 原子；為0.2 mol NH3，含0.8 mol原子；含0.5 mol原子。6標準狀況下，1 L的密閉容器中恰好可盛放n個N2分子和m個H2分子組成的混合氣體，則阿伏加德羅常數(shù)可近似表示為()A22.4(mn)B22.46.021023(mn)C22.4(mn)/(6.021023)Dmn解析：選A。由阿伏加德羅常數(shù)的定義可知，它指的是1 mol微粒中所含有的微粒數(shù)的多少，由標準狀況下22.4 L氣體所含有的分子數(shù)為1 mol，1 L氣體中所含有的氣體分子數(shù)為(mn)，可知阿伏加德羅常數(shù)可近似表示為22.4(mn)。7m g某金屬M溶于鹽酸中，放出的氣體在標準狀況下的體積為n L，并生成氯化物MCl2，則金屬M的相對原子質(zhì)量是()An/mB2m/nCm/22.4nD22.4m/n解析：選D。設金屬M的相對原子質(zhì)量為x，則金屬M的摩爾質(zhì)量為x gmol1。M2HCl=MCl2H21 mol 2.24 L n L，解之得x。8肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料，常溫下為液體，其球棍模型如圖所示。肼能與雙氧水發(fā)生反應：N2H42H2O2=N24H2O。用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()A標準狀況下，11.2 L N2中含電子總數(shù)為5NAB標準狀況下，22.4 L N2H4中所含原子總數(shù)為6NAC標準狀況下，3.2 g N2H4中含有共價鍵的總數(shù)為0.6NAD若生成3.6 g H2O，則上述反應轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA解析：選D。1個N2分子含有14個電子，標準狀況下，11.2 L N2的物質(zhì)的量為0.5 mol，則所含電子數(shù)為7NA，A項錯誤；標準狀況下肼為液體，22.4 L N2H4的物質(zhì)的量遠大于1 mol，故所含原子數(shù)遠大于6NA，B項錯誤；1個肼分子含有5個共價鍵，3.2 g N2H4的物質(zhì)的量為0.1 mol，則所含共價鍵的數(shù)目為0.5NA，C項錯誤；反應N2H42H2O2=N24H2O中，生成4 mol H2O時轉(zhuǎn)移4 mol電子，故生成3.6 g(即0.2 mol)H2O時，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2NA，D項正確。9標準狀況下，m g氣體A與n g氣體B的分子數(shù)目一樣多，下列說法不正確的是()A在任意條件下，若兩種分子保持原組成，則其相對分子質(zhì)量之比為mnB25 、1.25105 Pa時，兩氣體的密度之比為nmC同質(zhì)量的A、B在非標準狀況下，其分子數(shù)之比為nmD相同狀況下，同體積的氣體A與B的質(zhì)量之比為mn解析：選B。只要在相同條件下氣體分子數(shù)相同，其物質(zhì)的量、氣體體積必相等，設A、B的相對分子質(zhì)量為MA和MB，氣體密度為A和B，分子數(shù)為NA和NB，相同狀況，同體積時其質(zhì)量為wA和wB。對各選項進行分析，A項，則MAMBmn，正確；B項，兩氣體的體積相等，則ABMAMBmn，錯誤；C項，摩爾質(zhì)量越大，單位質(zhì)量的分子數(shù)目越少，等質(zhì)量的A、B氣體的分子數(shù)與其摩爾質(zhì)量成反比，即NANBMBMAnm，正確；D項，相同狀況下，同體積的氣體分子數(shù)相同，故A和B等體積時，wAwBMAMBmn，正確。10常溫常壓下，往某密閉容器中充入兩種氣體，容器內(nèi)氣體的最終密度為2.2 gL1(折算到標準狀況)，則充入的氣體一定不可能為()ANH3和HClBNO和O2CHI和Cl2DSO2和HCl解析：選A。由題意得混合氣體的平均摩爾質(zhì)量2.2 gL122.4 Lmol149.28 gmol1。A項，NH3和HCl的摩爾質(zhì)量分別是17 gmol1和36.5 gmol1，不可能是49.28 gmol1；B項，若生成NO2和N2O4的混合物時，符合題意；C項，Cl2過量時氣體為Cl2和HCl，符合題意；D項，可能為49.28 gmol1，符合題意。二、非選擇題11某液體化合物X2Y4，常用做火箭燃料。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃燒，反應方程式為X2Y4(l)O2(g)=X2(g)2Y2O(l)。冷卻后標準狀況下測得生成物的體積為11.2 L，其密度為1.25 g/L，則：(1)反應前O2的體積V(O2)為_；(2)X2的摩爾質(zhì)量為_；Y元素的名稱是_。(3)若反應生成0.1 mol X2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_mol。解析：(1)根據(jù)化學方程式，參加反應的O2與生成的X2的物質(zhì)的量相等。根據(jù)阿伏加德羅定律，則參加反應的O2也為11.2 L。(2)生成的X2的質(zhì)量為11.2 L1.25 g/L14 g，故X2的摩爾質(zhì)量為14 g0.5 mol28 g/mol，參加反應的X2Y4與O2的物質(zhì)的量相等，均為0.5 mol，則X2Y4的摩爾質(zhì)量為32 g/mol，故Y為氫元素。(3)由化學方程式可知每生成1 mol X2轉(zhuǎn)移4 mol e，則生成0.1 mol X2轉(zhuǎn)移電子0.4 mol。答案：(1)11.2 L(2)28 g/mol氫(3)0.412衛(wèi)生部嚴令禁止在面粉生產(chǎn)中添加過氧化鈣(CaO2)等食品添加劑。過氧化鈣(CaO2)是一種安全無毒物質(zhì)，帶有結晶水，通常還含有CaO。(1)稱取5.42 g過氧化鈣樣品，灼熱時發(fā)生如下反應：2CaO2xH2O=2CaOO22xH2O，得到O2在標準狀況下體積為672 mL，該樣品中CaO2的物質(zhì)的量為_。(2)另取同一樣品5.42 g，溶于適量稀鹽酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，將溶液中Ca2全部轉(zhuǎn)化為CaCO3 沉淀，得到干燥的CaCO3 7.0 g。樣品中CaO的質(zhì)量為_。樣品中CaO2xH2O的x值為_。解析：(1)n(CaO2)n(CaO2xH2O)2n(O2)2672 mL/22 400 mLmol10.06 mol。(2)n總(Ca2)n(CaCO3)7.0 g100 gmol10.07 mol，m原(CaO)(0.07 mol0.06 mol)56 gmol10.56 g；x(5.42 g0.56 g0.06 mol72 gmol1) 18 gmol10.06 mol。答案：(1)0.06 mol(2)0.56 g13合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的Fe催化劑的主要成分為FeO、Fe2O3。(1)某FeO、Fe2O3混合物中，鐵、氧的物質(zhì)的量之比45，其中Fe2與Fe3物質(zhì)的量之比為_。(2)當催化劑中Fe2與Fe3的物質(zhì)的量之比為12時，其催化劑活性最高，此時混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為_(保留2位小數(shù))。(3)寫出由C(炭粉)與Fe2O3在高溫下反應制備Fe催化劑的化學方程式(另一種產(chǎn)物可溶于水)：_。(4)為制得這種活性最高的催化劑，理論上應向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的質(zhì)量為_，生成實驗條件下CO2的體積為_(假設此實驗條件下，氣體摩爾體積為24 Lmol1)。解析：(1)設FeO、Fe2O3分別為x mol、y mol，根據(jù)鐵、氧的物質(zhì)的量之比得(x2y)(x3y)45，xy21，F(xiàn)e2與Fe3物質(zhì)的量之比x2y11。(2)根據(jù)催化劑中Fe2與Fe3的物質(zhì)的量之比為12，可推知，F(xiàn)eO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為11，混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為0.72。(3)由題給信息知，C(炭粉)會將一部分Fe2O3還原成FeO，同時C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化劑中Fe2與Fe3的物質(zhì)的量之比為12時，其催化劑活性最高，此時反應后的混合物中，F(xiàn)eO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為11，原料480 g Fe2O3為3 mol，F(xiàn)e2O32FeO，原料中必須有的Fe2O3參加反應，即1 mol Fe2O3參加反應，理論上要有0.5 mol C反應，即6 g C。生成CO2為0.5 mol，在該條件下體積為12 L。答案：(1)11(2)0.72(3)2Fe2O3C4FeOCO2(4)6 g12 L14臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣具有更強的氧化性。實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧：3O22O3。(1)若在上述反應中有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，所得混合氣的平均摩爾質(zhì)量為_g/mol(保留一位小數(shù))。(2)將8 L氧氣通過放電管后，恢復到原狀況，得到氣體6.5 L，其中臭氧為_L。(3)實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896 L(標準狀況)通入盛有20.0 g銅粉的反應器中，充分加熱后，粉末的質(zhì)量變?yōu)?1.6 g。則原混合氣中臭氧的體積分數(shù)為_。解析：(1)設有1 mol O2，3O22O3n3 mol 2 mol 1 mol0.3 mol 0.1 mol根據(jù)：M35.6 g/mol。(2)3O22O3V3 體積 2 體積 1 體積 V(L) 8 L6.5 L1.5 LV3 L。(3)加熱條件下，O3、O2都能和銅粉反應，故粉末增加的質(zhì)量即為O2和O3的總質(zhì)量。設混合氣體中O2的物質(zhì)的量為x，O3的物質(zhì)的量為y，則有，解得，所以混合氣體中臭氧的體積分數(shù)為50%。答案：(1)35.6(2)3(3)50%