2021版高考化学一轮复习第1章3物质的量的相关概念练习含解析鲁科版

物质的量的相关概念

　　长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为X2Y4(l)+O2(g)X2(g)+2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为11.2 L,其密度为1.25 g·L-1。

　问题1.反应前O2的体积(标准状况下)为多少?试计算其物质的量。(素养角度——证据推理与模型认知)

提示:由化学方程式可知,反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同,为11.2 L,其物质的量为=0.5 mol。

问题2.X2的摩尔质量是多少?能否确定Y元素的名称?(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:X2的摩尔质量为1.25 g·L-1× 22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,X2Y4的摩尔质量为=32 g·mol-1,故X为氮元素,Y为氢元素。

问题3.若反应生成0.1 mol X2,则转移电子的数量是多少?(素养角度——证据推理与模型认知)

提示:由N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可知每生成1 mol N2转移4 mol电子,所以反应生成0.1 mol N2时,转移电子的物质的量为0.4 mol,数量为0.4NA。

1.(2020·盐城模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾,其中的反应之一为CH3CHCHCH3(2-丁烯)+2O3

2CH3CHO+2O2。下列说法正确的是 (　　)

A.分子式为C4H8的物质的性质均与2-丁烯相同

B.氧化性:O3>O2

C.常温常压下,22.4 L 2-丁烯中含C—H键数目为8×6.02×1023个

D.1 mol O3参与反应,转移的电子数为6×6.02×1023个

【解析】选B。分子式为C4H8的有机物可以是烯烃,也可以是环烷烃,A错误;由化学方程式可知,氧化性O3>O2,B正确;常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 L·

mol-1,C错误;1 mol O3参与反应,转移的电子数为2×6.02×1023个,D错误。

2.(2020·临沂模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)

A.28 g由乙烯与丙烯组成的混合物中含碳碳双键的数目为NA

B.4.6 g乙醇完全氧化生成乙醛,转移电子数为0.2NA

C.25 ℃,1 L pH=13的Ba(OH)2溶液中,含有OH-的数目为0.2NA

D.标准状况下,2.24 L Cl2溶于水所得溶液中含氯的微粒总数为0.2NA

【解析】选B。A.乙烯和丙烯的摩尔质量不同,无法计算混合物的物质的量,则无法判断28 g由乙烯和丙烯组成的混合气体中所含碳碳双键的数目,故A错误;B.

1 mol乙醇转化为1 mol乙醛转移电子2 mol,4.6 g乙醇物质的量为0.1 mol,完全氧化变成乙醛,转移电子数为0.2NA,故B正确;C.pH=13的 Ba(OH)2溶液,

c(H+)=10-13mol·L-1,依据c(H+)c(OH-)=Kw,c(OH-)=10-1mol·L-1,25 ℃、pH=13的

1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为10-1mol·L-1×1 L=0.1 mol,含有的OH-数目为0.1 NA,故C错误;D.标准状况下2.24 L氯气的物质的量为0.1 mol,而氯气和水的反应为可逆反应、不能进行彻底,故所得溶液中的含氯微粒有Cl2、Cl-、ClO-和HClO,故根据氯原子守恒可知:2N(Cl2)+N(Cl-)+N(ClO-)+N(HClO)=0.2NA,故含氯的微粒总数小于0.2NA,故D错误。

【加固训练】

　　1.设阿伏加德罗常数的数值为NA,若等质量的H2O和D2O分别与一定质量的金属钾完全反应,转移的电子数均为NA,则下列各化学量不相等的是              (　　)

A.消耗H2O和D2O的物质的量

B.同温同压下生成气体的体积

C.反应后所得溶液中溶质的质量分数

D.参加反应的钾的质量

【解析】选C。根据反应2H2O+2K2KOH+H2↑和2D2O+2K2KOD+D2↑,转移相等的电子数,消耗H2O和D2O的物质的量相等,生成的气体的物质的量相等,参加反应的K的物质的量相等,故A、B、D正确。

2.碳酸氢铵可作为氮肥,由于其可分解为NH3、CO2和H2O三种气体而消失,故又称气肥。

在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。

(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为________。NH4HCO3的摩尔质量为________(用含m、d的代数式表示)。 

(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔质量为________(用含ρ的代数式表示)。 

(3)若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为________(用含a、b、c的代数式表示)。 

【解析】因为NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)

(1)M(混)=2d g·mol-1⇒n(混)= mol,

⇒M(NH4HCO3)=(2d×3) g·mol-1

=6d g·mol-1。

(2)(混)=22.4ρ g·mol-1。

(3)n(NH3)∶n(CO2)∶n(H2O)=a%∶b%∶c%,(混)=(17a%+44b%+18c%) g·mol-1。

答案:(1) mol　6d g·mol-1

(2)22.4ρ g·mol-1　(3)17a%+44b%+18c%

3.如图所示,在相同温度下,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞,使NO与O2充分反应。(不考虑NO2与N2O4的转化)

(1)开始时左右两室分子数________(填“相同”或“不相同”)。 

(2)反应前后NO室压强________(填“增大”或“减小”)。 

(3)最终容器内密度与原来________(填“相同”或“不相同”)。 

(4)最终容器内________(填“有”或“无”)O2存在。  

【解析】(1)由左右两室体积相同,两容器内气体密度相同可知,两容器中气体的质量相等,但NO和O2的摩尔质量不相等,故其物质的量不相等,开始时左右两室分子数不相同。

(2)由于反应前后NO室的气体物质的量减小,故压强减小。

(3)体系的体积和气体的质量均未变化,密度不变。

(4)由于NO与O2反应,O2过量,故最终容器内有O2存在。

答案:(1)不相同　(2)减小　(3)相同　(4)有