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1、第一講 物質(zhì)的量 氣體摩爾體積
一、選擇題(本題共7個小題,每題6分,共42分。每個小題只有一個選項符合題意)
1.下列兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是 ( )。
A.質(zhì)量相等、密度不同的N2和C2H4
B.體積相等的CO和N2
C.等溫、等體積的O2和N2
D.等壓、等體積的N2和CH4
解析 對于N2和C2H4這兩種氣體,摩爾質(zhì)量相等,兩者質(zhì)量相等,故其物質(zhì)的量也相等,則其所含分子數(shù)也一定相等,A選項正確。B、C、D選項可根據(jù)阿伏加德羅定律及推論加以判斷,所含分子數(shù)均不一定相等。
答案 A
2.(2013·德陽
2、模擬)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
( )。
A.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中,粒子總數(shù)是0.03NA
B.1 mol Al3+完全水解生成氫氧化鋁膠體粒子的數(shù)目為NA
C.常溫常壓下,32 g O中所含電子的數(shù)目為17NA
D.標準狀況下,分子數(shù)為NA的N2、C2H4混合氣體的質(zhì)量無法確定
解析 選項A中忽略了水分子;B中氫氧化鋁膠體粒子的數(shù)目要遠遠小于NA;32 g O的物質(zhì)的量為1 mol,其中所含電子的數(shù)目為17NA,與外界條件無關,C正確;由于N2、C2H4的摩爾質(zhì)量相同,因而D中混合氣體
3、的質(zhì)量可以確定,即為28 g。
答案 C
3.(2013·巴中聯(lián)考)設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中一定正確的是
( )。
A.在1 mol NaHSO4晶體中,含陽離子數(shù)為2NA
B.1 mol C4H10分子中共價鍵總數(shù)為13NA
C.0.5 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中,NO的數(shù)目為NA
D.任何條件下,20 L N2含有的分子數(shù)都不可能為NA
解析 NaHSO4晶體中,陽離子只有Na+,所以A項錯誤;1 mol C4H10分子中含C—C鍵3 mol,C—H鍵10 mol,B項正確;C項沒有指明溶液的體積,錯誤;D項,非標準狀
4、況下的20 L N2物質(zhì)的量可能為1 mol,錯誤。
答案 B
4.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是 ( )。
A.在0 ℃時,22.4 L氫氣中含有2NA個氫原子
B.電解食鹽水若產(chǎn)生2 g氫氣,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為NA
C.1 mol乙烷分子中共價鍵總數(shù)為7NA
D.密閉容器中46 g NO2含有的分子數(shù)為NA
解析 0 ℃不一定是標準狀況,A錯;電解食鹽水產(chǎn)生2 g氫氣,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2NA,B錯;乙烷的結(jié)構簡式為CH3CH3,含有1個C—C共價鍵和6個C—H共價鍵,C正確;密閉容器中NO2與N2O4存在轉(zhuǎn)化平衡關系:2
5、NO2N2O4,D錯。
答案 C
5.標準狀況下,a L氣體X2和b L氣體Y2恰好完全反應生成c L氣體Z,若2a=6b=3c,則Z的化學式為 ( )。
A.XY2 B.X2Y
C.X3Y D.XY3
解析 由=知3X2+Y2===2XmYn,∴m=3,n=1。
答案 C
6.(2013·煙臺模擬)設阿伏加德羅常數(shù)為NA,標準狀況下某O2和N2的混合氣體m g 含有b個分子,則n g 該混合氣體在相同狀況下所占的體積(L)應是
( )。
A. B.
C. D.
解析 m g 含有b個分子,則n g 該混合氣體含有的分子數(shù)是,則混
6、合氣體的物質(zhì)的量是,則混合氣體的體積是,故A正確。
答案 A
7.在一定條件下,某化合物X受熱分解:
2XA↑+2B↑+4C↑
測得反應后生成的混合氣體對H2的相對密度為11.43,在相同條件下,X的相對分子質(zhì)量是 ( )。
A.11.43 B.22.85
C.80.01 D.160.02
解析 根據(jù)質(zhì)量守恒定律,2 mol X生成7 mol混合氣體,X的摩爾質(zhì)量為=80.01 g·mol-1。
答案 C
二、非選擇題(本題共4個小題,共58分)
8.(14分)有關物質(zhì)的量的計算填空:
(1)2 mol CO(NH2)2中含________mol
7、 C,________mol N,________mol H,所含氧原子跟________mol H2O所含氧原子個數(shù)相等。
(2)①標準狀況下,22.4 L CH4;②1.5 mol NH3;③1.806×1024個H2O;④標準狀況下,73 g HCl所含H原子個數(shù)由多到少的順序是____________________。
(3)2.3 g Na中含________mol e-,在與足量水反應中產(chǎn)生標準狀況下的H2________L。
(4)含0.4 mol Al2(SO4)3的溶液中,含________mol SO,Al3+物質(zhì)的量________0.8 mol(填“>”、“
8、<”或“=”)。
解析 (3)n(Na)==0.1 mol,由于1個Na原子中含有11個電子,故2.3 g Na中含有電子的物質(zhì)的量n(e-)=11n(Na)=1.1 mol
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2 mol 22.4 L
0.1 mol x
x==1.12 L
(4)n(SO)=3n[Al2(SO4)3]=3×0.4 mol=1.2 mol,0.4 mol Al2(SO4)3中含有0.8 mol Al3+,由于在溶液中Al3+水解,故小于0.8 mol。
答案 (1)2 4 8 2 (2)③
9、>②>①>④
(3)1.1 1.12 (4)1.2 <
9.(12分) (2012·廣元期中)如圖所示,兩個連通容器用活塞分開,左右兩室(體積相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞,使NO與O2充分反應。(不考慮NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化)
(1)開始時左右兩室分子數(shù)________(填“相同”或“不相同”)。
(2)反應前后NO室壓強________(填“增大”或“減小”)
(3)最終容器內(nèi)密度與原來________(填“相同”或“不相同”)。
(4)最終容器內(nèi)________(填“有”或“無”)O2存在。
解析 (1)由左右兩室體積相同,
10、兩容器內(nèi)氣體密度相同可知,兩容器中氣體的質(zhì)量相等,但NO和O2的摩爾質(zhì)量不相等,故其物質(zhì)的量不相等,開始時左右兩室分子數(shù)不相同。(2)由于反應前后NO室的氣體物質(zhì)的量減小,故壓強減小。(3)體系的體積和氣體的質(zhì)量均未變化,密度不變。(4)由于NO與O2反應,O2過量,故最終容器內(nèi)有O2存在。
答案 (1)不相同 (2)減小 (3)相同 (4)有
10.(16分)(2012·鄭州期末)(1)在同溫、同壓下,實驗測得CO、N2和O2三種氣體的混合氣體的密度是H2的14.5倍,其中O2的質(zhì)量分數(shù)為________。若其中CO和N2的物質(zhì)的量之比為1∶1,則混合氣體中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為_____
11、___。
(2)相同條件下,某Cl2與O2混合氣體100 mL恰好與150 mL H2化合生成HCl和H2O,則混合氣體中Cl2與O2的體積比為______,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為________。
解析 (1)三種氣體的平均相對分子質(zhì)量為14.5×2=29,因CO與N2的相對分子質(zhì)量相同,求算平均相對分子質(zhì)量時可一并考慮,設O2的物質(zhì)的量分數(shù)為x,則CO和N2的物質(zhì)的量分數(shù)為(1-x),因此有:32x+28(1-x)=29,解得x=0.25。O2的質(zhì)量分數(shù)為×100%=27.6%。
若CO和N2的物質(zhì)的量之比為1∶1,設混合氣體為1 mol,則混合氣體中氧原子的物質(zhì)的量為:
12、0.25 mol×2+(0.75 mol÷2)×1=0.875 mol,氧元素的質(zhì)量分數(shù)為×100%=48.3%。
(2)設Cl2的體積為x mL,則O2的體積為(100-x)mL。根據(jù)反應H2+Cl22HCl、2H2+O22H2O知,反應中消耗的H2為:x mL+2(100-x)mL=150 mL,解得x=50 mL。因此n(Cl2)∶n(O2)=1∶1。體積百分含量各占50%。混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為:71×50%+32×50%=51.5。
答案 (1)27.6% 48.3% (2)1∶1 51.5
11.(16分)某同學利用氯酸鉀分解制氧氣的反應,測定氧氣的摩爾質(zhì)量,實驗步
13、驟如下:
①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準確稱量,質(zhì)量為a g。
②裝好實驗裝置。
③檢查裝置氣密性。
④加熱,開始反應,直到產(chǎn)生一定量的氣體。
⑤停止加熱(如圖所示,導管出口高于液面)。
⑥測量收集到的氣體的體積。
⑦準確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為b g。
⑧測量實驗室的溫度。
⑨把殘留物倒入指定的容器中,洗凈儀器,放回原處,把實驗桌面收拾干凈。
⑩處理實驗數(shù)據(jù),求出氧氣的摩爾質(zhì)量。
回答下列問題:
(1)如何檢查裝置的氣密性?
____________________________________
14、_________________________
______________________________________________________________。
(2)以下是測量收集到的氣體體積必須包括的幾個步驟:
①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同;②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫;③讀取量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是________(請?zhí)顚懖襟E代號)。
(3)測量收集到的氣體體積時,如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同?_____________________________________________________________________
15、___。
(4)如果實驗中得到的氧氣體積是c L(已換算為標準狀況),水蒸氣的影響忽略不計,氧氣的摩爾質(zhì)量的計算式為(含a、b、c,不必化簡)M(O2)=________________________________________________________________________。
解析 此題為一定量實驗題,同時也考查了化學實驗的一些基本操作步驟,做定量實驗題的一般方法為先看實驗目的,再明確實驗的反應原理和計算原理。
該實驗的反應原理為2KClO32KCl+3O2↑
計算原理為M(O2)=,m(O2)=a g-b g,n(O2)=,所以,該實驗的關鍵在于準確測定氧氣的體積。而氣體的體積取決于兩個因素,一是溫度,二是壓強。這就要求讀數(shù)時,氣體溫度要與室溫一致,量筒內(nèi)外壓強一致。在弄清原理后,再考慮實驗的每一步操作。
答案 (1)將導管的出口浸入水槽的水中,手握住試管,有氣泡從導管口逸出,放開手后,有少量水進入導管,表明裝置不漏氣
(2)②①③ (3)慢慢將量筒下移
(4)