2020版高考化学一轮跟踪检测02计算入门 以物质的量为中心的计算(含解析)

计算入门——以物质的量为中心的计算

1．(2019·唐山一模)阿伏加德罗常数的值用NA表示，下列叙述正确的是(　　)

A．室温时，1 L pH＝2的NH4Cl溶液中所含H＋的数目为1×10－12NA

B．1 mol LiAlH4在125 ℃时完全分解生成LiH、H2、Al，转移电子数为3NA

C．1.7 g氨气中含有共价键的数目为0.4NA

D．标准状况下，22.4 L NO2含有的原子数小于3NA

解析：选B　A项，室温时，1 L pH＝2的NH4Cl溶液中所含H＋的数目为0.01NA；B项，1 mol LiAlH4在125 ℃时完全分解生成LiH、H2、Al，反应中Al元素的化合价从＋3价降低到0价，因此转移电子数为3NA；C项，1.7 g氨气的物质的量是0.1 mol，其中含有共价键的数目为0.3NA；D项，标准状况下，NO2不是气体。

2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述不正确的是(　　)

A．常温常压下，30.0 g氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA

B．标准状况下，33.6 L乙烯与乙炔的混合物中含有碳原子的数目为3NA

C．1 L 1 mol·L－1的Na2CO3溶液中含有氧原子的数目为3NA

D．某密闭容器中0.1 mol Na2O2和0.1 mol CO2充分反应，转移电子的数目为0.1NA

解析：选C　30.0 g氟化氢的物质的量为30.0 g÷20 g·mol－1＝1.5 mol，含有氟原子的数目为1.5NA，故A正确；标准状况下，33.6 L乙烯与乙炔的混合气体的物质的量为1.5 mol，它们分子中均含有2个碳原子，则混合物中含有碳原子的数目为3NA，故B正确；在Na2CO3溶液中，除Na2CO3含氧原子外，H2O也含有氧原子，该溶液中含有氧原子的数目大于3NA，故C错误；根据化学反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，0.1 mol Na2O2和0.1 mol CO2充分反应，转移电子的数目为0.1NA，故D正确。

3．(2019·福州一模)设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是(　　)

A．0.01 mol乙烯气体被浓溴水完全吸收，反应伴随0.02NA个碳碳共价键断裂

B．实验室用电解熔融NaOH制取金属钠，制得2.3 g钠时，电路中至少转移0.1NA个电子

C．标准状况下，44.8 L HCl气体溶于1.0 L水中，所得溶液每毫升中含2×10－3NA个

H＋

D．含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2混合后充分加热，可产生NA个Cl2分子

解析：选B　A项，0.01 mol乙烯气体被浓溴水完全吸收生成1,2­二溴乙烷，反应伴随0.01NA个碳碳共价键断裂；B项，实验室用电解熔融NaOH制取金属钠，钠由＋1价变为0价，所以制得2.3 g钠时，电路中至少转移0.1NA个电子；C项，标准状况下，44.8 L HCl气体溶于1.0 L水中，所得溶液体积不是1.0 L；D项，稀盐酸与MnO2不能反应产生Cl2，含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2混合后充分加热，产生的Cl2分子数小于NA个。

4．(2019·巴东三中模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是(　　)

A．电解饱和食盐水，阳极产生22.4 L气体时，电路中通过的电子数目为2NA

B．4.4 g由CO2和N2O组成的混合气体中的电子数目为2.2NA

C．含有氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的共价键数目为0.5NA

D．常温下，1.0 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.1NA

解析：选A　未指明是否在标准状况下，无法计算阳极生成的22.4 L气体的物质的量，A错误；CO2和N2O的摩尔质量均为44 g·mol－1，且两者1个分子中均含22个电子，故4.4 g(0.1 mol)CO2和N2O的混合气体中含有2.2NA个电子，B正确；含有氢原子数为0.4NA的CH3OH的物质的量为0.1 mol，每个CH3OH分子中含有5个共价键，所以0.1 mol CH3OH分子中含0.5NA个共价键，C正确；常温下，pH＝13的Ba(OH)2溶液中OH－浓度为0.1 mol·

L－1,1.0 L该溶液中含有0.1 mol OH－，含有的OH－数目为0.1NA，D正确。

5．(2018·广西二模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．7.8 g Na2O2与足量水反应，转移的电子数为0.1NA

B．36 g由35Cl和37Cl组成的氯气中所含质子数一定为17NA

C．25 ℃时，pH＝12的氨水中所含OH－的数目为0.01NA

D．30 g由甲醛(HCHO)与乙酸组成的混合物中所含C—H键的数目为2NA

解析：选A　A项，7.8 g Na2O2的物质的量为＝0.1 mol，与足量水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，0.1 mol过氧化钠反应转移0.1 mol电子，因此转移的电子数为0.1NA；B项，由35Cl和37Cl组成的氯气的相对分子质量在70～74之间，无法计算36 g由35Cl和37Cl组成的氯气的物质的量；C项，溶液的体积未知，无法计算25 ℃时pH＝12的氨水中所含OH－的数目；D项，甲醛(HCHO)与乙酸的最简式相同，但1个HCHO分子中含2个C—H键，1个CH3COOH分子中含3个C—H键，故无法计算30 g由甲醛(HCHO)与乙酸组成的混合物中所含C—H键的数目。

6．用NA表示阿伏加德罗常数的值。俗名为“臭碱”的硫化钠可用于冶金、燃料、皮革、电镀等工业，硫化钠的一种制备方法是Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑。下列说法正确的是(　　)

A．1 mol·L－1Na2SO4溶液中含氧原子的数目一定大于4NA

B．1 L 0.1 mol·L－1Na2S溶液中含阴离子的数目小于0.1NA

C．生成1 mol氧化产物时转移电子数为4NA

D．通常状况下，11.2 L CO2中含质子的数目为11NA

解析：选C　未注明溶液的体积，无法计算Na2SO4的物质的量和溶液中水的物质的量，因此也无法计算所含氧原子的数目，A错误；1 L 0.1 mol·L－1Na2S溶液中含有0.1 mol Na2S，S2－水解生成HS－和OH－，阴离子的数目大于0.1NA，B错误；题给反应的氧化产物为CO2，C元素化合价由0价升高到＋4价，生成1 mol CO2时转移电子数为4NA，C正确；通常状况下，气体摩尔体积不是22.4 L·mol－1，故11.2 L CO2的物质的量不是0.5 mol，所含质子的数目不是11NA，D错误。

7．(2019·南昌一模)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(　　)

A．1 mol甲醇中含有的共价键数为4NA

B．1 mol氯气分别与铁和铝完全反应时转移的电子数均为3NA

C．电解精炼铜，当电路中通过的电子数目为0.2NA时，阳极质量减少6.4 g

D．1 mol CH3COONa和少量CH3COOH溶于水所得中性溶液中，CH3COO－的数目为NA

解析：选D　A项，1 mol甲醇中含有的共价键数为5NA；B项，1 mol氯气分别与铁和铝完全反应时，氯元素化合价由0变为－1，所以转移的电子数均为2NA；C项，粗铜中含有杂质铁、锌等，所以电路中通过的电子数为0.2NA时，阳极质量不一定减少6.4 g；D项，根据电荷守恒，n(CH3COO－)＋n(OH－)＝n(Na＋)＋n(H＋)，溶液呈中性，则n(OH－)＝n(H＋)，所以n(CH3COO－)＝n(Na＋)＝1 mol。

8．NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．在0 ℃、101 kPa条件下，11.2 L丁烷中含极性共价键数目为5NA

B．含23 g钠元素的Na2O和Na2O2混合物中阴离子数目介于0.5NA和NA之间

C．5NH4NO34N2↑＋2HNO3＋9H2O中当氧化产物比还原产物每多14 g时，转移电子数为15NA

D．用惰性电极电解饱和碳酸钠溶液时，电路上通过2 mol电子时产生气体分子总数为NA

解析：选A　在0 ℃、101 kPa条件下，11.2 L丁烷的物质的量为0.5 mol，其中含极性共价键(C—H)的物质的量为0.5 mol×10＝5 mol，故A正确；根据钠原子守恒，含23 g钠元素的Na2O和Na2O2混合物的物质的量为0.5 mol，而Na2O和Na2O2均由2个钠离子和1个阴离子构成，故其中阴离子数目为0.5NA，故B错误；5NH4NO34N2↑＋2HNO3＋9H2O中氧化产物和还原产物均为氮气，其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶3，当氧化产物比还原产物每多14 g时，共生成氮气2 mol，转移电子数为7.5NA，故C错误；用惰性电极电解饱和碳酸钠溶液，相当于电解水，当电路上通过2 mol电子时产生1 mol H2、0.5 mol O2，分子总数为1.5NA，故D错误。

9．设阿伏加德罗常数的值为NA。已知：在无氧条件下，葡萄糖发生反应C6H12O62CH3CH2OH＋2CO2↑。下列说法正确的是(　　)

A．0.1 mol葡萄糖(C6H12O6)含羟基(—OH)数目为0.6NA

B．10.0 g质量分数为46%的酒精与足量的钠反应产生氢分子数为0.05NA

C．常温常压下，4.48 L CO2和NO2的混合气体含原子总数为0.6NA

D．4.8 g Mg在足量的CO2中完全燃烧，转移电子数目为0.4NA

解析：选D　A项，葡萄糖的结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO,1个葡萄糖分子含5个羟基，错误；B项，酒精中含有水，水与钠也反应生成H2，错误；C项，常温常压下，4.48 L气体的物质的量小于0.2 mol，错误；D项，2Mg＋CO22MgO＋C，n(Mg)＝0.2 mol，转移电子为0.4 mol，正确。

10．(2019·六安一中月考)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)

①22 g T2O含有电子数为10NA

②0.44 g C3H8中含有的共价键总数目为0.1NA

③1 mol Na2O2与CO2完全反应时转移电子数为2NA

④28 g硅晶体中含有2NA个Si—Si键

⑤11.2 L Cl2通入足量的NaOH溶液中充分反应，转移的电子数等于0.5NA

⑥200 mL 1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液中Al3＋和SO的数目总和是NA

A．①②③　　　　　　　 B．②④⑥

C．①③⑤  D．①②④

解析：选D　T原子核内有1个质子、2个中子，T2O的相对分子质量为3×2＋16＝22,22 g T2O的物质的量为＝1 mol，含有电子数为10NA，①正确；0.44 g C3H8的物质的量为0.01 mol,1 mol C3H8中含有的共价键数目为10NA，所以0.01 mol C3H8中含有的共价键总数目为0.01 mol×10NA mol－1＝0.1NA，②正确；Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，1 mol  Na2O2与CO2完全反应时转移电子数为NA，③错误；28 g硅晶体中含有硅原子的物质的量为1 mol，硅晶体的结构与金刚石的结构相似，一个硅原子与周围四个硅原子形成四个Si—Si键，每个Si—Si键被两个硅原子所共有，故1个硅原子实际含有2个Si—Si键，所以含有1 mol硅原子的硅晶体中含有2NA个Si—Si键，④正确；没有指明气体所处的状况，无法计算氯气的物质的量，故转移的电子数目也无法计算，⑤错误；200 mL 1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，Al2(SO4)3的物质的量为0.2 mol，Al3＋发生水解，所以Al3＋和SO的数目总和小于NA，⑥错误。

11．在Al2(SO4)3、K2SO4和明矾的混合溶液中，如果c(SO)等于0.2 mol·L－1，当加入等体积的0.2 mol·L－1的KOH溶液时，生成的沉淀恰好溶解，则原混合溶液中K＋的物质的量浓度为(　　)

A．0.25 mol·L－1　　　　 B．0.2 mol·L－1

C．0.45 mol·L－1  D．0.225 mol·L－1

解析：选A　根据Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O可知，加入等体积的KOH溶液时生成的沉淀恰好溶解，说明原溶液中c(Al3＋)＝×0.2 mol·L－1＝0.05 mol·L－1。设K＋的物质的量浓度为x mol·L－1，则根据电荷守恒可知，c(K＋)＋c(Al3＋)×3＝c(SO)×2，即x mol·L－1＋0.05 mol·L－1×3＝0.2 mol·L－1×2，解得x＝0.25。

12．(2018·邯郸丛台区模拟)向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 0.5 mol·L－1的H2SO4溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现。则原混合物中Cu和Fe2O3的物质的量之比为(　　)

A．2∶1  B．1∶1

C．1∶2  D．无法计算

解析：选B　Cu、Fe2O3的混合物中加入H2SO4溶液，固体混合物恰好完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现，说明不含Fe3＋，溶液中溶质为CuSO4、FeSO4，根据得失电子守恒可知：n(Cu)＝n(Fe2O3)，所以原混合物中Cu和Fe2O3的物质的量之比为1∶1。

13．人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm－3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。

抽取血样20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。

(1)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则其中的x＝________。

(2)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为____mg·cm－3。

解析：(1)由电荷守恒可得x＝2。(2)血样处理过程中发生反应的离子方程式依次是：①Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓；②CaC2O4＋2H＋===Ca2＋＋H2C2O4；③2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由此可得关系式：5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnO，所以n(Ca2＋)＝n(MnO)＝×0.012 00 L×0.020 mol·L－1＝6.0×10－4 mol，血液样品中Ca2＋的浓度＝＝1.2×10－3 g·cm－3＝1.2 mg·cm－3。

答案：(1)2　(2)1.2

14．利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为_______________________________________

________________________________________________________________________。

铁渣中铁元素的化合价为________。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体积为1.344 L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为________。

解析：酸性条件下，Co(OH)3首先与H＋反应生成Co3＋，Co3＋具有氧化性，可将SO氧化为SO，根据电子守恒和质量守恒定律，配平可得：2Co(OH)3＋4H＋＋SO===SO＋2Co2＋＋5H2O。由于NaClO3和O2具有氧化性，铁渣中铁元素应为＋3价。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，n(CO2)＝＝0.06 mol，设钴氧化物的分子式为CoxOy，则有

xCoC2O4＋O2CoxOy　　　＋　　　2xCO2

　　　　　　　 (59x＋16y)g　　　　   2x mol

　　　　 　　　2.41 g　　　　　　  　0.06 mol

则有(59x＋16y)×0.06＝2.41×2x，得x∶y＝3∶4。

所以钴氧化物的化学式为Co3O4。

答案：2Co(OH)3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋5H2O[或Co(OH)3＋3H＋===Co3＋＋3H2O,2Co3＋＋SO＋H2O===2Co2＋＋SO＋2H＋]　＋3　Co3O4

15．过氧化钙晶体(CaO2·8H2O)可用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水、应急供氧等。

(1)已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O，测定制备的过氧化钙晶体中CaO2的含量的实验步骤如下：

第一步：准确称取a g产品放入锥形瓶中，再加入过量的b g KI晶体，加入适量蒸馏水溶解，再滴入少量2 mol·L－1的H2SO4溶液，充分反应。

第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。

第三步：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液发生反应，滴定达到终点时出现的现象是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

若滴定消耗Na2S2O3溶液V mL，则样品中CaO2的质量分数为________(用字母表示)。

(2)已知过氧化钙加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。将过氧化钙晶体(CaO2·8H2O)在坩埚中加热逐渐升高温度，测得样品质量随温度的变化如图所示，则350 ℃左右所得固体物质的化学式为______________。

解析：(1)根据得失电子守恒，可得关系式CaO2～I2～2S2O，则样品中CaO2的质量分数为×100%＝×100%。

(2)CaO2·8H2O的摩尔质量为216 g·mol－1，故2.16 g过氧化钙晶体为0.01 mol,350 ℃左右所得固体质量为0.56 g，根据钙原子守恒，可知为CaO。

答案：(1)溶液由蓝色变无色，且30 s内不恢复蓝色　×100%　(2)CaO

16．(2017·北京高考)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：______________。

②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：________________________________

________________________________________________________________________。

③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：___________________________________。

④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 g·mol－1)含量的方法如下：

取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L－1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L－1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。

(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：

NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。

②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是________。

解析：(1)①根据题意，反应物为H2O和CO(NH2)2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。④根据题意，加入硫酸的总物质的量为c1v1×10－3 mol，NaOH消耗硫酸的物质的量为 mol，因此与NH3反应的硫酸的物质的量为mol，根据关系式：CO(NH2)2～2NH3～H2SO4，得n[CO(NH2)2]＝×10－3 mol，m[CO(NH2)2]＝(c1v1－c2v2)×10－3 mol×60 g·mol－1＝0.06(c1v1－c2v2)g，因此尿素溶液中溶质的质量分数为×100%＝。(2)①由图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba(NO3)2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由图b可知，Ba(NO3)2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 mol Ba(NO3)2转化成NH3得到2 mol×8＝16 mol电子，1 mol氢气失去2 mol电子，因此消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为8∶1。

答案：(1)①CO(NH2)2＋H2OCO2↑＋2NH3↑

②8NH3＋6NO27N2＋12H2O

③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4

④

(2)①BaO　②8∶1