2020高考化学一轮复习第一章化学计量在实验中的应用第1节检测(含解析)

化学计量在实验中的应用　

一、选择题

1．下列叙述中正确的是(　　)

A．摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质约含有6.02×1023个分子

B．1 mol氧的质量为16 g

C．0.5 mol He约含有6.02×1023个电子

D．2H既可表示2个氢原子又可表示2 mol氢分子

【答案】C

【解析】作为物质的量的单位，mol可以计量微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团等)，每摩尔物质约含有6.02×1023个“粒子”，这里的“粒子”并不一定是分子，A项错误；使用“mol”作单位时，所指粒子必须明确，且粒子种类要用适当的符号或化学式表示，“1 mol氧”的说法错误，B项错误；2H只表示1个2H原子和2H这种核素，D项错误。

2．(2018·河北正定中学高三月考)下列有关气体摩尔体积的说法正确的是(　　)

A．相同物质的量的气体摩尔体积一定相同

B．通常情况下的气体摩尔体积约为22.4 L

C．标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L

D．单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积

【答案】D

【解析】气体体积受温度和压强的影响，题目中没有说明温度和压强是否相同，A项错误；通常情况不是标准状况，B项错误；气体摩尔体积的单位是L/mol，C项错误；气体摩尔体积是指单位物质的量的气体所占的体积，D项正确。

3. (2019届湖北八校第一次联考)2018年11月在法国凡尔赛召开的国际计量大会(General Conference on Weights and Measures，CGPM)第26次会议将阿伏加德罗常数的定义修改为“1摩尔包含6.022 140 76×1023个基本单元，这一常数被称为阿伏加德罗常数，单位为 mol－1”。基于这一新定义，阿伏加德罗常数的不确定度被消除了。新定义将于2019年5月20日正式生效。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)

A．22.4 L(标准状况)氖气含有的电子数为10NA

B．0.4  mol NH3与0.6  mol O2在催化剂的作用下充分反应，得到NO的分子数为0.4NA

C．27 g铝中加入足量1  mol·L－1的NaOH溶液，转移的电子数为3NA

D．常温常压下，水蒸气通过Na2O2使其增重2 g时，反应中转移的电子数为NA

【答案】B

【解析】NH3与足量O2反应生成NO，NO还会与过量O2反应，B项错误。

4．(2018·陕西师范大学模拟)在一定的温度、压强下，向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460 mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为(　　)

A．1∶4　 B．1∶3　　

C．1∶2　 D．1∶1  

【答案】A

【解析】根据题意可知燃烧后气体体积减少40 mL，可用差量法进行计算：

CH4＋2O2CO2＋2H2O　ΔV

1　　2　　 　1　　　　　2

V(CH4)　　　　　　　　　40 mL

可得V(CH4)＝20 mL，同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，所以反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为20 mL∶(100 mL－20 mL)＝1∶4，故A项正确。

5．如图所示，①和②为两个体积相同的固定容器，图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子，则下列说法正确的是(　　)

A．若①中的H2为1 mol，则②中所含原子总数为3.01×1023个

B．①和②中气体的质量之比为1∶8

C．H2、O2均能发生化合反应，但不能发生置换反应

D．两容器的温度和压强均相同

【答案】B

【解析】根据图示可知，①和②中H2与O2的分子个数比为2∶1，若H2为1 mol，则O2为0.5 mol，故O原子数目为6.02×1023个，A项错误；①和②中H2与O2的分子个数比为2∶1，其物质的量之比为2∶1，所以其质量之比为1∶8，B项正确；H2能发生置换反应，如H2与CuO反应，O2也能发生置换反应，如O2与H2S反应，C项错误；根据阿伏加德罗定律，①和②两容器体积相同，但气体分子个数不同，所以两容器的温度和压强不可能均相同，D项错误。

6．(2019·湖北当阳质检)标准状况下有以下四种气体：①6.72 L CH4；②3.01×1023个HCl分子；③13.6 g H2S；④0.2 mol NH3。下列关系不正确的是(　　)

A．体积：④<①<③<②

B．质量：④<①<③<②

C．物质的量：①<②<③<④

D．氢原子数：②<④<③<①

【答案】C

【解析】①标准状况下，6.72 L CH4的物质的量为＝0.3 mol，②3.01×1023个HCl分子的物质的量为＝0.5 mol，③13.6 g H2S的物质的量为＝0.4 mol，④0.2 mol NH3。标准状况下气体体积之比等于其物质的量之比，体积：④<①<③<②，A项正确；CH4的质量为0.3 mol×16 g·mol－1＝4.8 g，HCl的质量为0.5 mol×36.5 g·mol－1＝18.25 g，NH3的质量为0.2 mol×17 g·mol－1＝3.4 g，质量：④<①<③<②，B项正确；物质的量大小顺序为④<①<③<②，C项错误；CH4中n(H)＝0.3 mol×4＝1.2 mol，HCl中n(H)＝0.5 mol，H2S中n(H)＝0.4 mol×2＝0.8 mol，NH3中n(H)＝0.2 mol×3＝0.6 mol，氢原子数：②<④<③<①，D项正确。

7．通常工业上利用反应：SO2＋H2O2＋BaCl2=== BaSO4↓＋2HCl来监测SO2的含量是否达标，用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固体中所含离子总数为0.3NA

B．25  ℃时，pH＝1的HCl溶液中含有H＋的数目约为0.1NA

C．标准状况下，17 g H2O2中所含共用电子对数为2NA

D．生成2.33 g BaSO4沉淀时，吸收SO2的体积为0.224 L

【答案】A

【解析】溶液体积未知，无法计算H＋数目，B项错误；标准状况下，17 g H2O2的物质的量为0.5 mol，所含共用电子对数为1.5NA，C项错误；气体状况未知，无法计算气体体积，D项错误。

8．在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g/mol)时，压强为1×104 Pa，如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内的压强增至5×104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为(　　)

A．33×1025　　　 B．3.3×1024

C．7.5×1023　　　 D．7.5×1022

【答案】C

【解析】11 g X气体的物质的量是＝0.25 mol，同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，容器内的压强增至5×104 Pa时，气体的物质的量是1.25   mol，分子数为1.25  mol×NA≈7.5×1023，故C正确。

9．一定温度和压强下，用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球。下列说法正确的是(　　)

A．气球②中装的是O2

B．气球①和气球③中气体分子数相等

C．气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1

D．气球③和气球④中气体密度之比为2∶1

【答案】D

【解析】根据阿伏加德罗定律的推论：同温同压下，同质量的气体体积与其摩尔质量成反比。四种气体的摩尔质量的大小关系为MSO2>MCO2>MO2>MCH4，所以气球①、②、③、④中的气体分别为SO2、CO2、O2、CH4，故A项错误；同质量的气体，分子数之比等于其物质的量之比，也等于其摩尔质量的反比，气球①和气球③中气体分子数不相等，气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4，故B、C项均错误；同温同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比，气球③和气球④中气体密度之比为2∶1，D项正确。

10．(2018·四川宜宾三模)检查司机是否酒后驾车的反应原理是C2H5OH＋4CrO3＋6H2SO4===2Cr2(SO4)3＋2CO2↑＋9H2O。NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．0.1  mol C2H5OH中含OH－数目为0.1NA

B．25  ℃时，pH＝1的H2SO4溶液中含有H＋的数目为0.1NA

C．1.8 g H2O中含有共用电子对数目为0.2NA

D．生成4.48 L CO2气体时，转移电子数目为1.2NA

【答案】C

【解析】 C2H5OH是非电解质，不能电离出OH－，A项错误；25  ℃时，pH＝1的H2SO4溶液中，c(H＋)＝0.1 mol/L，溶液体积未知，故无法求得H＋的数目，B项错误；1.8 g H2O即为0.1 mol，一个H2O分子中含有两对共用电子对，故1.8 g H2O中含有共用电子对数目为0.2NA，C项正确；根据反应：C2H5OH＋4CrO3＋6H2SO4===2Cr2(SO4)3＋2CO2↑＋9H2O，生成1 mol CO2，转移6 mol电子，故生成标准状况下4.48 L CO2气体时转移1.2NA个电子，但题目中并没有指出是否为标准状况下，故无法求得转移电子数目，故D项错误。

11．(2018·东北哈师大等三校第一次联考)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)

A．7.1 g Cl2与足量的Fe反应，转移电子数目为0.2NA

B．12.0 g NaHSO4晶体中阳离子和阴离子总数为0.3NA

C．标准状况下，11.2 L CCl4所含的碳原子数等于0.5NA

D．足量Cu与200 mL 10 mol·L－1 HNO3充分反应，生成NO2的分子数目为NA

【答案】A

【解析】 7.1 g Cl2的物质的量是0.1 mol，与足量的Fe反应，转移电子数目为0.2NA，A项正确； 12.0 g NaHSO4晶体的物质的量是0.1 mol，其中阳离子和阴离子总数为0.2NA，B项错误；标准状况下四氯化碳是液体，不能利用气体摩尔体积计算11.2 L CCl4所含的碳原子数，C项错误；200 mL 10 mol/L HNO3的物质的量是2 mol，根据离子方程式Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O可知，若2 mol浓HNO3与足量的铜完全反应生成1 mol NO2，但由于随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸，稀硝酸与铜反应生成NO，所以生成NO2的分子数目小于NA，D项错误。

12．(2018·湖南雅礼中学月考)三个密闭容器中分别充入H2、O2、CO2三种气体，以下各种情况下排序正确的是(　　)

A．当它们的压强和体积、温度均相同时，三种气体的质量：m(H2)＞m(O2)＞m(CO2)

B．当它们的温度和压强均相同时，三种气体的密度：ρ(H2)＞ρ(O2)＞ρ(CO2)

C．当它们的质量和温度、压强均相同时，三种气体的体积：V(CO2)＞V(O2)＞V(H2)

D．当它们的温度和密度都相同时，三种气体的压强：p(H2)＞p(O2)＞p(CO2)

【答案】D

【解析】同温同压时，同体积的气体物质的量相同，摩尔质量越大，则质量越大，因此m(CO2)＞m(O2)＞m(H2)，A项错误；同温同压下，相对分子质量越大，则密度越大，因此ρ(CO2)＞ρ(O2)＞ρ(H2)，B项错误；同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，由于三种气体质量相等，因此n(H2)＞n(O2)＞n(CO2)，所以V(H2)＞V(O2)＞V(CO2)，C项错误；同温同密度下，气体压强与摩尔质量成反比，故p(H2)＞p(O2)＞p(CO2)，D项正确。

二、非选择题

13．物质的量是高中化学常用的物理量，请完成以下有关计算：

(1)2 mol CO(NH2)2中含______mol H，______g N，所含氧原子跟______mol H2O所含氧原子个数相等。

(2)2 mol O3和3 mol O2的质量之比为______，分子数之比为______；同温同压下，密度之比为______，含氧原子数之比为______，体积之比为______。

(3)39 g Na2O2与足量H2O反应，转移的电子为______mol。

(4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含有0.2 mol Cl－，此氯化物的摩尔质量为________，该金属元素的相对原子质量为________。

(5)6.72 L CO(标准状况)与一定量的Fe2O3恰好完全反应生成Fe与CO2后，生成Fe的质量为____g。

(6)某氯原子的质量是a g,12C原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值。该氯原子的相对原子质量为__________；m g该氯原子的物质的量为__________；该氯原子的摩尔质量是____________；n g该氯原子所含的电子数为____________。

【答案】(1)8　56　2

(2)1∶1　2∶3　3∶2　1∶1　2∶3

(3)0.5　(4)95 g·mol－1　24　(5)11.2

(6)　mol　aNA g·mol－1　

【解析】(4)二价金属的氯化物可表示为MCl2，在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl－，则该氯化物的物质的量为0.1 mol，摩尔质量为95 g·mol－1；该金属元素的相对原子质量为95－71＝24。(5)CO与Fe2O3反应的化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，标准状况下，6.72 L CO的物质的量为0.3 mol，完全反应后生成0.2 mol Fe，即11.2 g。

14．某研究性学习小组的同学为了探究“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，他们以教材中相关【科学探究】为基础，设计了如下实验装置并记录相关实验数据。请回答下列问题：

【实验装置】

【部分实验数据】

(1)4分钟时H2、O2的物质的量分别是________mol、________mol。

(2)该温度下，气体摩尔体积是__________。

(3)下列叙述不正确的是________。

A．气体摩尔体积与气体的温度相关

B．在该实验条件下，3  mol O2的气体摩尔体积为74.58 L·mol－1

C．同温、同压下，2  mol CO、CO2混合气体和2  mol O2的体积相同

D．该实验条件下，O2的密度为1.287 g·L－1

【答案】(1)0.1　0.05　 (2)24.86 L· mol－1　(3)B

【解析】(1)4分钟时水槽中H2O减轻的质量为300 g－298.2 g＝1.8 g，根据反应：2H2O通电,2H2↑＋O2↑可知，消耗1.8 g(0.1  mol)H2O得到0.1  mol H2、0.05  mol O2。(2)0.05  mol O2的体积为1.243 L，所以气体摩尔体积为＝24.86 L· mol－1。(3)在其他条件不变时，一定物质的量的气体，温度越高，其体积越大，故温度越高，气体摩尔体积也越大，A项正确；气体摩尔体积限定气体的物质的量为1  mol，所以该实验条件下O2的气体摩尔体积为24.86 L·mol－1，B项错误；同温、同压下，气体的物质的量相同，其体积相等，所以2  mol CO、CO2混合气体和2 mol O2的体积相同，C项正确；该实验条件下，1  mol O2的体积为24.86 L、质量为32 g，则O2的密度为＝1.287 g·L－1，D项正确。

15．Ⅰ.将11.6 g二氧化碳和水蒸气的混合物与足量的Na2O2充分反应，固体质量增加了3.6 g，则原混合气体的平均相对分子质量为________。

Ⅱ.在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，CO2的体积为1.344 L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为________。

Ⅲ.分别称取2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。

(1)将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系见图。混合物中n[(NH4)2SO4]∶n(NH4Cl)为____________。

(2)另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl－)＝_______(溶液体积变化忽略不计)。

【答案】Ⅰ.23.2　Ⅱ.Co3O4　Ⅲ.(1)1∶2　(2)0.1  mol/L

【解析】Ⅰ.设CO2、水蒸气的物质的量分别是x  mol、y  mol，则：

，解得，所以原混合气体的物质的量为(0.1＋0.4) mol＝0.5  mol，原混合气体的平均摩尔质量为＝23.2 g/mol。

Ⅱ.设钴氧化物的化学式为CoxOy，根据元素的质量比可得59x∶16y＝0.03  mol×59 g/mol∶(2.41 g－0.03  mol×59 g/mol)，解得x∶y＝3∶4，则钴氧化物的化学式：Co3O4。

Ⅲ.(1)分别称取2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份，第一份加入100 mL的氢氧化钡，生成沉淀硫酸钡的质量为2.33 g，其物质的量为＝0.01 mol，根据硫酸根离子守恒，所以第一份中硫酸铵的物质的量为0.01 mol，其质量为0.01×132＝1.32 g，则每份中NH4Cl的质量为2.39 g－1.32 g＝1.07 g，所以氯化铵的物质的量为＝0.02 mol，所以两者的物质的量之比为0.01 mol∶0.02  mol＝1∶2。

(2)由(1)可知100 mL氢氧化钡的物质的量为0.01 mol，所以氢氧化钡的浓度为＝0.1 mol/L，而2.39 g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物中铵根离子的物质的量为0.01×2＋0.02＝0.04 mol，根据NH＋OH－===NH3·H2O可知氢氧化钡的物质的量为0.02 mol，所以需氢氧化钡的体积为0.2 L，c(Cl－)＝＝＝0.1 mol/L。

16．(2017·湖北襄阳质检)如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。

在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：

(1)X气体是由________和________元素组成的。

(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时的温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL，则X的摩尔质量是________。

(3)通过计算，确定X的分子式为________。

(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)：

_______________________________________________________________________。

【答案】(1)氮　氢　(2)32 g·mol－1　(3)N2H4

(4)N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu

【解析】由题意可知，在实验时的温度和压强下，1 mol X气体的体积是24 000 mL，则反应消耗的X气体的物质的量为0.01 mol，CuO的物质的量为＝0.02 mol，N2的物质的量为＝0.01 mol，根据氧原子守恒，H2O的物质的量为0.02 mol。根据质量守恒，0.01 mol X气体的质量为0.28 g＋0.02 mol×2 g·mol－1＝0.32 g，其摩尔质量为32 g·mol－1；X气体是由N和H元素组成的，0.01 mol X分子中含有n(N)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，n(H)＝0.02 mol×2＝0.04 mol，因此X的分子式为N2H4。