专题02化学计量与化学计算——三年(2019-2021)高考真题化学分项汇编(全国通用)(解析版)
展开专题02 化学计量与化学计算
1.(2021·全国高考甲卷)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.重水()中含有的质子数为
B.的与完全反应时转移的电子数为
C.环状()分子中含有的键数为
D.的溶液中离子数为
【答案】C
【解析】A.的质子数为10,18g的物质的量为 0.9mol, 则重水()中所含质子数为,A错误;
B.与反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应消耗3个NO2分子转移的电子数为2个,则有3mol的NO2参与反应时,转移的电子数为,B错误;
C.一个()分子中含有的键数为8个,32gS8的物质的量为mol,则含有的键数为,C正确;
D.酸性溶液中存在:,含Cr元素微粒有和,则的溶液中离子数应小于,D错误;故选C。
2.(2021·广东)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有键的数目为
B.的盐酸含有阴离子总数为
C.与混合后的分子数目为
D.与足量反应生成的分子数目为
【答案】A
【解析】A.1个分子中含有3个键,微粒个数与物质的量成正比,故含有3mol键,键的数目为,A正确;
B.盐酸为氯化氢的水溶液,氯化氢会全部电离出阴离子Cl-,水会部分电离出阴离子OH-,水的质量及电离程度未知,故无法计算的盐酸含有阴离子总数,B错误;
C.未提到具体的温度、压强(如标况下),故无法计算与混合后的分子数目,C错误;
D.为1mol,钠与足量的水反应生成氢气的关系式为:,故1mol Na应对应生成0.5mol H2,分子数目应为0.5,D错误;
故选A。
3.(2021·河北)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA
B.1mol碘蒸气和1mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA
C.电解饱和食盐水时,若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为NA
D.1L1mol•L-1溴化铵水溶液中NH与H+离子数之和大于NA
【答案】C
【解析】A.在标准状况下氟气的物质的量为1mol,其质子数为1mol=,A正确;
B.碘蒸气与氢气发生的反应为:,反应为可逆反应,有一定的限度,所以充分反应,生成的碘化氢分子数小于,B正确;
C.电解饱和食盐水时电极总反应为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,若阴阳两极产生气体分别是氢气与氯气,且物质的量之比为1:1,若气体的总质量为,则说明反应生成的氢气与氯气的物质的量各自为1mol,根据关系式H22e-可知,转移的电子数为,C错误;
D.溴化铵水溶液存在电荷守恒,即c()+c()=c(Br-)+c(OH-),则物质的量也满足n()+n()=n(Br-)+n(OH-),因为n(Br-)=,所以该溶液中与离子数之和大于,D正确;故选C。
4.(2021·湖南)为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的中子数为
B.溶液中含有的数为
C.与在密闭容器中充分反应后的分子数为
D.和(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为
【答案】D
【解析】A.的物质的量为=0.9mol,1个含0+(18-8)=10个中子,则含有的中子数为,A错误;
B.未给溶液体积,无法计算,B错误;
C.存在2NO+O2=2NO2,2NO2N2O4,因此与在密闭容器中充分反应后的分子数小于,C错误;
D.甲烷和氯气在光照下发生取代,1mol氯气可取代1molH,同时产生1molHCl分子,标准状况下的物质的量为0.5mol,的物质的量为1mol,0.5molCH4含4molH,最多可消耗4molCl2,因此CH4过量,根据1mol氯气可取代1molH,同时产生1molHCl分子可知1molCl2完全反应可得1moHCl,根据C守恒,反应后含C物质的物质的量=甲烷的物质的量=0.5mol,因此和(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为,D正确;
选D。
5.(2021·浙江)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.标准状况下,中含有中子数为
B.(分子结构:)中的共价键数目为
C.的水溶液中含有氧原子数为
D.三肽(相对分子质量:189)中的肽键数目为
【答案】C
【解析】A.标准状况下,的物质的量为:0.05mol,一个中含有中子数为:个,所以中含有中子数为,A正确;
B.的物质的量为:0.25mol,根据白磷的分子结构可知一个白磷分子里含有六条共价键,所以共价键数目为:,B正确;
C.的水溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的加和,C错误;
D.三肽的物质的量为:0.1mol,三分子氨基酸脱水缩合形成三肽,三肽中含有两个肽键,所以三肽中的肽键数目为,D正确;答案为:C。
6.(2021·浙江)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1 mol NH4F晶体中含有的共价键数目为3NA
B.CH4和C2H4混合气体2.24L(标准状况)完全燃烧,则消耗O2分子数目为0.25NA
C.向100mL 0.10mol·L-1FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移电子数目为0.01NA
D.0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA
【答案】C
【解析】A.NH4F结构中只有铵根中含有4个共价键,则l mol NH4F晶体中含有的共价键数目为4NA,A错误;
B.CH4和C2H4混合气体2.24L(标准状况)的物质的量是0.1mol,由于1mol CH4和C2H4分别完全燃烧消耗氧气的物质的量分别是2mol、3mol,则0.1mol混合气体完全燃烧消耗氧气的分子数目应该介于0.2NA和0.3NA之间,B错误;
C.l00 mL0.10 mol/L FeCl3溶液中铁离子的物质的量是0.01mol,加入足量Cu粉充分反应,铁离子被还原为亚铁离子,则转移电子数目为0.01NA,C正确;
D.乙酸和乙醇的酯化反应是可逆反应,则0.1 mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目小于0.1NA,D错误;答案选C。
7.[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.标准状况下22.4L氮气的物质的量为1mol,若该氮气分子中的氮原子全部为14N,则每个N2分子含有(14-7)×2=14个中子,1mol该氮气含有14NA个中子,不是7NA,且构成该氮气的氮原子种类并不确定,故A错误;
B.重水分子和水分子都是两个氢原子和一个氧原子构成的,所含质子数相同,故B错误;
C.石墨烯和金刚石均为碳单质,12g石墨烯和12g金刚石均相当于12g碳原子,即=1molC原子,所含碳原子数目为NA个,故C正确;
D.1molNaCl中含有28NA个电子,但该溶液中除NaCl外,水分子中也含有电子,故D错误;
故答案为C。
8.[2020浙江7月选考]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;答案选A。
9(2020·浙江卷)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;
(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:(答案符合要求且合理即可)。
10.[2020江苏卷]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)。
【点睛】
该题的难点是第(2)问,要求学生对反应焓变有充分的理解,抓住锌粉过量这个条件是解题的突破口,题目计算量虽不大,但要求学生有较好的思维与辨析能力。
11.[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。
12.[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。
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