2019版高考化学一轮复习方案:第1章 从实验学化学 4 第3讲 课后达标训练(含解析)
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一、选择题
1.下列几种说法中正确的是( )
A.摩尔是可以把物质的质量与微观粒子数联系起来的一个基本物理量
B.某物质含有6.02×1023个微粒,含有这个数目微粒的物质一定是1 mol
C.1 mol氢气分子可以表示为1 mol H2
D.硫酸的摩尔质量为98 g
解析:选C。A项,摩尔是物质的量的单位,不是物理量;B项,6.02×1023个微粒是1 mol,但含有这个数目微粒的物质不一定是1 mol,如含6.02×1023个Na+的Na2CO3为0.5 mol,B项错误;D项单位错误。
2.下列说法中正确的是( )
A.在一定温度和压强下,固体或液体物质体积大小只由构成微粒的大小决定
B.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一定不同
C.在一定温度下,各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定
D.22 g CO2与标准状况下11.2 L HCl所含的分子数相同
解析:选D。在一定温度和压强下,固体或液体的体积主要取决于粒子数和粒子大小,故A错误;决定气体体积的因素是温度、压强、气体的分子数,不同的气体,体积不同,它们所含的分子数不一定不同,故B错误;压强对分子间的距离有影响,该选项未指明压强,无法使用阿伏加德罗定律判断,故C错误;根据公式求算n(CO2)===0.5 mol,n(HCl)===0.5 mol,二者物质的量相等,所以分子数相等,故D正确。
3.如图表示1 g O2与1 g X气体在相同容积的密闭容器中压强(p)与温度(T)的关系,则X气体可能是( )
A.C2H4 B.CH4
C.CO2 D.NO
解析:选C。由图可知,相同温度时,p(O2)>p(X),在同质量、同体积、同温度条件下,气体相对分子质量与压强成反比,即相对分子质量越大,压强越小。所给选项中只有CO2的相对分子质量大于O2,故C正确。
4.在标准状况下,向一质量为100 g的密闭容器中充满CO2后,质量为166 g,相同条件下,向相同的容器中充满未知气体,称其质量为142 g,则该气体可能为( )
A.O2 B.CH4
C.CO D.H2
解析:选C。设该气体的摩尔质量为M,则=,M=28 g·mol-1,故选C。
5.室温时,两个容积相同的烧瓶中分别盛有M和N两种气体(同温同压),取下弹簧夹A,使两烧瓶内的气体充分混合后,容器内的压强由大到小的顺序是( )
编号 | ① | ② | ③ | ④ |
气体M | H2S | H2 | NH3 | NO |
气体N | SO2 | Cl2 | HCl | O2 |
A.②④①③ B.①②③④
C.④①②③ D.①④③②
解析:选A。设气体M、N的物质的量均为a mol。
①2H2S + SO2===3S↓+2H2O
a mol a mol
n(SO2)=a mol;
②H2和Cl2混合不反应,n(气)=2a mol;
③NH3+HCl===NH4Cl
气体的物质的量变为0;
④2NO + O2 === 2NO2
a mol a mol a mol
n(气)=a mol。
6.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲、乙两种气体,它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断,下列说法中正确的是( )
A.若M(甲)<M(乙),则分子数:甲<乙
B.若M(甲)>M(乙),则气体摩尔体积:甲<乙
C.若M(甲)<M(乙),则气体的压强:甲>乙
D.若M(甲)>M(乙),则气体的体积:甲<乙
解析:选C。等质量的气体,其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比,若M(甲)<M(乙),则分子数:甲>乙,A项错误;若M(甲)>M(乙),则物质的量:甲<乙,又气体体积相等,故气体摩尔体积:甲>乙,B项错误;同温同体积同质量的气体或混合气体,压强与摩尔质量成反比,C项正确;由质量和密度相等可知气体体积相等,D项错误。
7.下列叙述中正确的是( )
①标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同
②标准状况下,1 g H2和14 g N2的体积相同
③28 g CO的体积为22.4 L
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤同温同体积下,气体物质的物质的量越大,则压强越大
⑥同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比
A.①②③ B.②⑤⑥
C.②③⑥ D.④⑤⑥
解析:选B。标准状况下H2O不是气体,而HCl为气体,所以虽然二者等体积,但物质的量不相同,①错误;同样在④中所指的物质不一定是气体,④错误;标准状况下,1 g H2和14 g N2的物质的量均为0.5 mol,故体积相同,②正确;28 g CO的物质的量是1 mol,但条件不确定,所以体积不一定是22.4 L,③错误;同温同体积下,气体的压强与物质的量成正比,所以物质的量越大,则压强越大,⑤正确;同温同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比,⑥正确。故选B。
8.(2018·潍坊统考)设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1NaF溶液中含有0.1NA个F-
B.32 g硫跟足量金属铜反应转移电子数为2NA
C.48 g O2和O3的混合气体中含有3NA个氧原子
D.1 mol H2O中含有2NA个共价键
解析:选A。1 L 0.1 mol·L-1NaF溶液中F-由于发生水解,其数目小于0.1NA,A项说法错误;根据反应2Cu+SCu2S可知,32 g硫跟足量铜反应转移电子数为2NA,B项说法正确;48 g O2和O3的混合气体中氧原子数为×NA=3NA,C项说法正确;1个H2O分子中含有2个H—O键,故1 mol H2O中含有2NA个共价键,D项说法正确。
9.(2018·保定高三质检)由C16O和C18O组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同,则下列关系正确的是( )
A.混合气体中C16O与C18O的分子数之比为14∶15
B.混合气体中C16O与C18O的物质的量之比为1∶1
C.混合气体中C16O与C18O的质量之比为15∶14
D.混合气体中C16O与C18O的密度之比为1∶1
解析:选B。C16O的相对分子质量为28,C18O的相对分子质量为30,它们的平均相对分子质量为29,利用十字交叉法很容易求出其物质的量之比为1∶1。A项应为1∶1;C项应为14∶15;D项,同温、同压下气体密度与摩尔质量成正比,应为14∶15。
10.肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料,常温下为液体,其球棍模型如图所示。肼能与双氧水发生反应:N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L N2中含电子总数为5NA
B.标准状况下,22.4 L N2H4中所含原子总数为6NA
C.标准状况下,3.2 g N2H4中含有共价键的总数为0.6NA
D.若生成3.6 g H2O,则上述反应转移电子的数目为0.2NA
解析:选D。1个N2分子含有14个电子,标准状况下,11.2 L N2的物质的量为0.5 mol,则所含电子数为7NA,A项错误;标准状况下肼不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,故所含原子数不是6NA,B项错误;1个肼分子含有5个共价键,3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol,则所含共价键的数目为0.5NA,C项错误;反应N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O中,生成4 mol H2O时转移4 mol电子,故生成3.6 g(即0.2 mol)H2O时,转移电子的数目为0.2NA,D项正确。
二、非选择题
11.(2018·北京西城区高三模拟)物质的量是高中化学中常用的物理量,请回答以下有关其内容的计算。
(1)0.2 g H2含有________个氢原子。
(2)标准状况下,含有相同氧原子数的CO与CO2的体积之比为________。
(3)在9.5 g某二价金属的氯化物中含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________。
(4)标准状况下,6.72 L CO与一定量的Fe2O3恰好完全反应后,剩余固体的质量为________g。
解析:(1)0.2 g H2的物质的量为0.1 mol,含有0.2 mol 氢原子,其数目为1.204×1023。(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的物质的量之比为2∶1,标准状况下,体积之比为2∶1。(3)二价金属的氯化物可以表示为MCl2,在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则9.5 g该氯化物的物质的量为0.1 mol,该氯化物的摩尔质量为95 g/mol;该金属元素的相对原子质量为95-71=24。(4)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,恰好与Fe2O3完全反应时生成0.2 mol Fe,则剩余固体的质量为11.2 g。
答案:(1)1.204×1023 (2)2∶1 (3)95 g/mol 24
(4)11.2
12.在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体6.72 L,质量为12 g。此混合物中:
(1)CO和CO2物质的量比是________;
(2)CO的体积分数是________,CO的质量分数是________;
(3)C和O原子个数比是________;
(4)混合气体的平均相对分子质量是________,对氢气的相对密度是________。
解析:(1)设CO、CO2的物质的量分别为x、y。
由题意得:
,
解得,
故n(CO)∶n(CO2)=1∶3。
(2)CO的体积分数为25%;CO的质量分数为×100%=17.5%。
(3)C和O的原子个数比是0.3∶(0.075+0.225×2)=4∶7。
(4)混合气体的平均相对分子质量是=40,对氢气的相对密度为==20。
答案:(1)1∶3 (2)25% 17.5% (3)4∶7 (4)40 20
13.合成氨工业生产中所用的α Fe催化剂的主要成为FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4∶5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时混合物中铁的质量分数为________(保留两位小数)。
(3)写出由C(炭粉)与Fe2O3在高温下反应制备α铁触媒的化学方程式(另一种产物可溶于水):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向480 g Fe2O3粉末加入炭粉的质量为________,生成实验条件下CO2的体积为________(假设此实验条件下,气体摩尔体积为24 L·mol-1)。
解析:(1)设FeO、Fe2O3分别为x mol、y mol,根据铁、氧物质的量之比得:(x+2y)∶(x+3y)=4∶5,x∶y=2∶1,Fe2+与Fe3+物质的量之比为x∶2y=1∶1。(2)根据催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2,可推知,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,混合物中铁的质量分数为×100%≈72.41%。(3)由题给信息知,C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO,同时C(炭粉)被氧化成CO2。(4)由于催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时,其催化剂活性最高,此时反应后的混合物中,FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,原料480 g Fe2O3为3 mol,Fe2O3~2FeO,原料中必须有的Fe2O3参加反应,即1 mol Fe2O3参加反应,理论上要有0.5 mol C反应,即6 g C,生成0.5 mol CO2,在该条件下体积为12 L。
答案:(1)1∶1 (2)72.41% (3)2Fe2O3+C4FeO+CO2↑ (4)6 g 12 L
14.现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量:__________________________________________。
(2)混合气体中碳原子的个数:________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)将混合气体依次通过如图装置,最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为_____________________________________;
②标准状况下气球中收集到的气体的体积为_______________________________;
③气球中收集到的气体的电子总数为______________________________________
(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
解析:(1)混合气体的体积为8.96 L,则其物质的量为n===0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1;(2)设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,则根据混合物的质量为14.4 g可得:28x+44y=14.4①;根据气体的物质的量为0.4 mol可得:x+y=0.4②;联立①②解得:x=0.2,y=0.2;由于CO和CO2分子中均含1个碳原子,故0.2 mol CO和0.2 mol CO2中共含0.4 mol C原子,即0.4NA个;(3)将混合气体依次通过如图装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体;①气球中收集到的气体为CO,故收集到的气体的摩尔质量为28 g·mol-1;②气球中的气体为CO,其体积V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L;③一个CO含有14个电子,则0.2 mol CO含有电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8NA。
答案:(1)36 g·mol-1 (2)0.4NA
(3)①28 g·mol-1 ②4.48 L ③2.8NA