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課時作業(yè)1 物質的量 氣體摩爾體積
一、選擇題
1.下列與“物質的量”相關的計算正確的是( )
A.現(xiàn)有CO、CO2、O3三種氣體,它們分別都含有1 mol O,則三種氣體的物質的量之比為3∶2∶1
B.n g Cl2中有m個氯原子,則阿伏加德羅常數(shù)NA的數(shù)值可表示為
C.標準狀況下,11.2 L X氣體分子的質量為16 g,則X氣體的摩爾質量是32
D.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子數(shù)一定相等
解析:A項若含有1 mol O,則三種氣體的物質的量分別是1 mol、1/2 mol、1/3 mol,它們的比值是6∶3∶2,錯誤。C項摩爾質量缺單位“gmol-1”,錯誤。D項先求各自的物質的量,若物質的量相等,則碳原子數(shù)一定相等,未指明氣體所處的狀況,22.4 L CO2的物質的量不一定是1 mol,錯誤。
答案:B
2.一定溫度和壓強下,30 L某種氣態(tài)純凈物中含有6.021023個分子,這些分子由1.2041024個原子組成,下列有關說法中不正確的是( )
A.該溫度和壓強可能是標準狀況
B.標準狀況下該純凈物若為氣態(tài),其體積約是22.4 L
C.該氣體中每個分子含有2個原子
D.若O2在該條件下為氣態(tài),則1 mol O2在該條件下的體積也為30 L
解析:由分子數(shù)和原子數(shù)的關系可知該分子為雙原子分子,且其物質的量為1 mol,C項正確;若該物質為氣態(tài)物質,則其在標準狀況下的體積為22.4 L,故該溫度和壓強不可能是標準狀況,A項錯誤、B項正確;根據(jù)題意,在此溫度和壓強條件下,Vm=30 Lmol-1,D項正確。
答案:A
3.在標準狀況下有:①6.72 L CH4,②3.011023個HCl分子,③13.6 g H2S,④0.2 mol NH3。下列對這四種氣體的描述正確的是( )
a.體積②>③>①>④ b.密度②>③>④>①
c.質量②>③>①>④ d.氫原子個數(shù)①>③>④>②
A.abc B.bcd
C.cbd D.abcd
解析:先把題中提供的量都分別轉化為各物質的物質的量,然后再比較它們的體積、密度等。標準狀況下6.72 L CH4的物質的量為0.3 mol,3.011023個HCl分子的物質的量為0.5 mol,13.6 g H2S的物質的量為0.4 mol,然后進行比較即可得出結論。
答案:D
4.將a g二氧化錳粉末加入c L b molL-1的濃鹽酸中加熱完全溶解,反應中轉移電子d個,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是( )
A.可以收集到氯氣 L
B.反應后溶液中的Cl-數(shù)目為
C.NA可表示為
D.反應后溶液中的H+數(shù)目為bc-2d
解析:A項,標準狀況下Cl2為22.4 L;B項,反應后Cl-數(shù)目為bcNA-d或[bc-2]NA;C項,2NA=d,NA=;D項反應后H+數(shù)目為(bc-4)NA或bcNA-2d。
答案:C
5.下列指定微粒的數(shù)目相等的是( )
A.等物質的量的水與重水含有的中子數(shù)
B.等質量的乙烯和丙烯中含有的共用電子對數(shù)
C.同溫、同壓、同體積的CO和NO含有的質子數(shù)
D.等質量的鐵和鋁分別與足量氯氣完全反應時轉移的電子數(shù)
解析:每個普通水分子含8個中子,每個重水分子含10個中子,A項錯誤;乙烯和丙烯都是烯烴,分子式符合CnH2n,最簡式為CH2,所以等質量的乙烯和丙烯含有的共用電子對數(shù)相等,B項正確;每個CO含14個質子,每個NO含15個質子,同溫、同壓、同體積的CO和NO的物質的量相等,故質子總數(shù)不等,C項錯誤;Cl2具有強氧化性,與Al、Fe反應分別生成AlCl3、FeCl3,等質量的鐵和鋁的物質的量不相等,所以等質量的鐵和鋁與足量的氯氣反應轉移電子數(shù)不相等,D項錯誤。
答案:B
6.三種氣體X、Y、Z的相對分子質量關系為Mr(X)
Fe2+,氯氣先與I-反應完,再與Fe2+反應,溶液中I-的量不確定,故當有1 mol Fe2+被氧化時,該反應轉移的電子數(shù)目無法確定,A項錯誤;40 g CuO和40 g Cu2S中所含銅原子的數(shù)目均等于0.5NA,故40 g CuO和Cu2S混合物中所含銅原子的數(shù)目為0.5NA,B項錯誤;根據(jù)電荷守恒n(NH)+n(H+)=2n(SO)+n(OH-),n(NH)+n(H+)=20.1+n(OH-)=0.2+n(OH-),則n(NH)+n(H+)>0.2 mol,陽離子總數(shù)略大于0.2NA,C項錯誤。
答案:D
10.設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.50 mL 18.4 molL-1硫酸與足量Cu共熱,轉移的電子數(shù)為0.92NA
B.2 L 0.5 molL-1醋酸溶液中含有的H+數(shù)為NA
C.2.0 g HO與D2O的混合物中所含中子數(shù)為NA
D.密閉容器中2 mol NO與1 mol O2充分反應,產物的分子數(shù)為2NA
解析:A項,濃硫酸隨反應進行變稀,稀硫酸不能與銅繼續(xù)反應,錯誤;B項,醋酸是弱酸不能完全電離,錯誤;D項,2NO+O2===2NO2,NO2會部分轉化為N2O4,使其分子數(shù)小于2NA,錯誤。
答案:C
11.設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關敘述正確的是( )
A.電解精煉粗銅(含有鋅、鐵等雜質),若陽極溶解32 g銅,則轉移電子數(shù)目為NA
B.256 g S8(分子結構如圖)中含有的S—S鍵數(shù)目為7NA
C.某溫度下,pH=1的1 L H2SO4溶液中含有的H+數(shù)目為0.1NA
D.氫氧燃料電池正極消耗22.4 L氣體時,負極消耗的氣體分子數(shù)目為2NA
解析:本題考查阿伏加德羅常數(shù)的應用。電解精煉粗銅時,陽極上比銅活潑的鋅、鐵等雜質先放電,因此陽極溶解32 g銅時轉移的電子數(shù)目不一定為NA,A項錯誤;1個S8分子中含有8個S—S鍵,256 g S8為1 mol,所含S—S鍵為8NA,B項錯誤;pH=1,則H+濃度為0.1 molL-1,1 L該溶液中含有的H+數(shù)目為0.1NA,C項正確;未指明溫度和壓強,無法計算氣體分子數(shù)目,D項錯誤。
答案:C
12.NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( )
A.0.1 mol丙烯酸(CH2===CH—COOH)中含有雙鍵數(shù)目為0.1NA
B.常溫常壓下,Cu—Zn—硫酸原電池中,正極產生1.12 L H2時,轉移的電子數(shù)應為0.1NA
C.一定條件下定容容器中充入3 mol H2(g)和1 mol N2(g)發(fā)生反應:3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH=-Q kJmol-1,當該反應放出0.25Q kJ熱量時,容器中的氫分子數(shù)共有2.25NA
D.在50 g質量分數(shù)為46%的乙醇水溶液中,含有的氫原子總數(shù)為3NA
解析:0.1 mol丙烯酸中含有碳碳雙鍵和碳氧雙鍵各0.1NA,A錯誤;常溫常壓下,1.12 L H2的物質的量小于0.05 mol,故轉移的電子數(shù)小于0.1NA,B錯誤;根據(jù)化學方程式計算可知,消耗了0.75 mol氫氣,還剩余2.25 mol,C正確;水中也含有氫原子,D錯誤。
答案:C
二、非選擇題
13.物質的量是高中化學常用的物理量,請完成以下有關計算(設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值):
(1)2.3 g乙醇含有_________個H原子,所含共價鍵的物質的量為_________,其中所含官能團羥基的電子數(shù)為________。
(2)某條件下,8 g氧氣所占的體積為6 L,則在該條件下的氣體摩爾體積為________。
(3)9.5 g某二價金屬的氯化物中含有0.2 mol Cl-,此氯化物的摩爾質量為________。
(4)6.72 L CO(標準狀況)與一定量的Fe2O3恰好完全反應(生成Fe與CO2)后,生成Fe的質量為________g,轉移的電子數(shù)目為________。
解析:(1)2.3 g乙醇的物質的量為:=0.05 mol,0.05 mol乙醇分子中含有H原子的物質的量為:0.05 mol6=0.3 mol,含有H原子數(shù)為0.3NA;乙醇分子中含有5個C—H鍵、1個C—C鍵、1個C—O鍵和1個O—H鍵,總共含有8個共價鍵,則0.05 mol乙醇分子中含共價鍵的物質的量為:0.05 mol8=0.4 mol;0.05 mol乙醇分子中含0.05 mol羥基,0.05 mol羥基含有的電子的物質的量為:90.05 mol=0.45 mol,含有電子數(shù)為0.45NA;(2)8 g氧氣的物質的量為=0.25 mol,0.25 mol氧氣在該條件下的體積為6 L,則該條件下的氣體摩爾體積為=24 L/mol;(3)9.5 g某二價金屬的氯化物中含有0.2 mol Cl-,該氯化物的物質的量為0.1 mol,則此氯化物的摩爾質量為=95 g/mol;(4)標準狀況下6.72 L一氧化碳的物質的量為:=0.3 mol,0.3 mol CO完全反應生成二氧化碳失去的電子的物質的量為0.3 mol(4-2)=0.6 mol,轉移電子的數(shù)目為0.6NA,根據(jù)得失電子守恒,反應生成鐵的物質的量為:=0.2 mol,質量為56 g/mol0.2 mol=11.2 g。
答案:(1)0.3NA 0.4 mol 0.45NA
(2)24 L/mol (3)95 g/mol
(4)11.2 0.6NA
14.(1)在一定溫度和壓強下,1體積X2(g)和3體積Y2(g)化合生成2體積Z(g),則Z氣體的化學式是________。
(2)A、B兩種氣體組成的混合氣體8.6 g,在標準狀況下體積為8.96 L。已知A與B的物質的量之比為3∶1,相對分子質量之比為14∶1,由此可推斷A可能是________或________,B是________。
(3)在標準狀況下,CO和CO2的混合氣體質量為36 g,體積為22.4 L,則CO所占的體積是________L,質量是________g。
解析:(1)根據(jù)阿伏加德羅定律和質量守恒定律有X2+3Y2===2Z,故Z的化學式為XY3。
(2)根據(jù)題意:M(A)=14M(B),n(A)=3n(B),則有:
解得n(B)=0.1 mol,n(A)=0.3 mol,M(B)=2 gmol-1,M(A)=28 gmol-1,故A可為N2或CO,B為H2。
(3)設CO、CO2的物質的量分別為x、y,則
解得x=y(tǒng)=0.5 mol。
答案:(1)XY3 (2)N2 CO H2 (3)11.2 14
15.某學生利用高錳酸鉀分解制氧氣的反應,測定室溫下的氣體摩爾體積,實驗裝置如下。
部分實驗步驟:
①裝好實驗裝置。
②________________________________________________________________________。
③把適量的高錳酸鉀粉末放入干燥的試管中,準確稱量試管和高錳酸鉀粉末的質量為a g。
④加熱,開始反應,直到產生一定量的氣體。
⑤停止加熱。
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量為b g。
⑧測量實驗室的溫度。
回答下列問題。
(1)實驗步驟的第②步是__________________________ ______________________________________________。
(2)以下是測量收集到的氣體的體積時必須包括的幾個步驟:
①調整量氣管高度,使其液面高度與水準管液面高度相平;
②使裝置內的氣體都冷卻至室溫;
③讀取量氣管中氣體的體積。
這三步操作的正確順序是________(請?zhí)顚懖襟E代號)。
(3)如果實驗中得到的氧氣體積是c L,水蒸氣的影響忽略不計,則室溫下氣體摩爾體積的計算式為________(用含a、b、c的式子表示)。
(4)分析下列因素對實驗結果的影響(假定其他操作均正確),并在橫線上填“偏大”“偏小”或“無影響”。
①高錳酸鉀未完全分解:___________________________ _____________________________________________。
②實驗前未將裝置內的空氣排出:_________________________ _______________________________________________。
③未恢復至室溫就讀數(shù):_____________________________ ___________________________________________。
解析:(1)有氣體參加的化學反應,在實驗開始前,一定要檢查裝置的氣密性。(2)讀數(shù)前要先將氣體冷卻至室溫,然后調整量氣管的高度使兩液面相平。(3)設室溫下的氣體摩爾體積為Vm,由反應2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑可知:生成O2的質量為(a-b) g,則=,故Vm= Lmol-1。(4)①因為計算式中運用的是反應前后的質量差,因此,KMnO4是否完全分解對實驗結果無影響。③未恢復到室溫,則氣體體積偏大,即c偏大,故Vm偏大。
答案:(1)檢查裝置氣密性 (2)②①③
(3) Lmol-1
(4)①無影響?、跓o影響?、燮?
16.將含有2.05 g某高價含氧酸的鈣鹽溶液A與含1.20 g碳酸鹽的溶液B混合,恰好完全反應,生成1.25 g白色沉淀C。將濾去沉淀C的濾液蒸發(fā),得到白色固體D,繼續(xù)加熱D,D分解生成兩種氣態(tài)物質的混合物,在0 ℃、1105 Pa下,體積變?yōu)?.56 L,并得到0.90 g液態(tài)水,另一種氣態(tài)物質為氣態(tài)氧化物R2O。
試回答下列問題:
(1)白色沉淀C的物質的量為________mol。
(2)A的摩爾質量為________,B的摩爾質量為________。
(3)R2O與H2O的物質的量之比為________,生成D的質量為________,D的摩爾質量為________,R2O的相對分子質量為________,R2O的化學式是________。
(4)寫出A和B混合的化學方程式:__________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
解析:由A+B===C+D知,C為CaCO3,D是一種含三種元素的含氧酸鹽,該鹽只能是NH4NO3,分解生成的R2O為N2O。A為Ca(NO3)2,B為(NH4)2CO3。(1)C的物質的量為1.25 g100 gmol-1=0.012 5 mol。(3)N2O的物質的量為0.56 L22.4 Lmol-1=0.025 mol,N2O與H2O的物質的量之比為1∶2。
答案:(1)0.012 5
(2)164 gmol-1 96 gmol-1
(3)1∶2 2 g 80 gmol-1 44 N2O
(4)Ca(NO3)2+(NH4)2CO3===CaCO3↓+2NH4NO3
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