跟踪检测(一) 物质的量、气体摩尔体积

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跟踪检测(一)物质的量、气体摩尔体积
1.下列说法中正确的是()
A.1 mol S和O2的摩尔质量都是32 g
B.7.8 g Na2S与Na2O2的混合物约含有阴离子6.02×1022个
C.1 mol任何气体中都含有相同的原子数
D.22.4 L CO2气体中含有3N A个原子
解析:选B 1 mol S和O2的摩尔质量都是32 g·mol-1,A错误;Na2S与Na2O2的相对分子质量相同,均是78,且阴阳离子的个数之比均是1∶2,因此7.8 g Na2S与Na2O2的混合物约含有阴离子6.02×1022个,B正确;1 mol任何气体中不一定都含有相同的原子数,例如氧气和臭氧,C错误;不知是否为标准状况下,无法根据气体摩尔体积求算其物质的量,D错误。

2.(2018·枣阳一中月考)6.6 g木炭在标准状况下V L氧气中点燃,恰好完全反应。

将反应后生成的气体通入足量过氧化钠中,过氧化钠增重7 g,则V为()
A.5.6 B.8.96
C.9.52 D.12.32
解析:选B根据2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,向过氧化钠中通入2 mol CO2时,过氧化钠增重56 g,则当过氧化钠增重7 g时,木炭与氧气反应生成的CO2的物质的量n(CO2)
=7 g
56 g×2 mol=0.25 mol,根据碳元素守恒,则n(CO)=n(C)-n(CO2)=0.3 mol,则参加反
应的n(O2)=n(CO2)+1
2n(CO)=0.40 mol,故V(O2)=22.4 L·mol-
1×0.40 mol=8.96 L,B项
正确。

3.(2018·郑州质检)如图,同温同压下,分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。

A、B、C、D四个气球中,与充有氯化氢的气球所含原子数一定相等的是()
解析:选C同温同压下,体积相等的气球中,气体的物质的量相等。

HCl是双原子分子,因此当混合气体分子的平均原子数一定等于2时才符合要求。

A项,平均原子数有可能
等于2;B项,平均原子数一定大于2;C项,平均原子数一定等于2;D项,平均原子数一定大于2,故C项正确。

4.(2018·开封调研)如图是氨气与氯化氢反应的装置。

抽走玻璃片充分反应,反应中有关物理量的描述正确的是(N A表示阿伏加德罗常数的数值)()
A.气体反应物的总体积为0.224 L
B.生成物的分子个数为0.005N A
C.产物中的N—H键个数为0.02N A
D.加水溶解后所得溶液中NH+4数目为0.005N A
解析:选C A项,没有说明气体所处的状况,故气体反应物的总体积不一定是0.224 L,错误;B项,生成物NH4Cl为离子化合物,不存在分子,错误;D项,由于NH+4部分水解,故所得溶液中NH+4数目小于0.005N A,错误。

5.(2018·湖北四校模拟)设N A代表阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是()
①常温常压下,1 mol氦气含有的核外电子数为4N A
②常温常压下,17 g甲基(—14CH3)所含的中子数为8N A
③64 g铜发生氧化还原反应,一定失去2N A个电子
④常温常压下,100 mL 0.5 mol·L-1乙酸溶液中,乙酸分子的数目小于0.05N A
⑤标准状况下,22.4 L C2H5OH中含有的氢原子数为6N A
⑥常温常压下,22.4 L NO气体的分子数小于N A
A.①②⑤B.③④⑤
C.②④⑥D.③⑤⑥
解析:选C①氦气分子是单原子分子,1 mol氦气含有的核外电子数为2N A,错误;
②常温常压下,17 g甲基的物质的量是17 g
17 g·mol-1
=1 mol,所含的中子数为8N A,正确;③64 g铜的物质的量为1 mol,发生氧化还原反应若生成Cu2+,一定失去2N A个电子,若生成Cu+,则失去N A个电子,错误;④100 mL 0.5 mol·L-1乙酸溶液中含乙酸的物质的量为0.1 L×0.5 mol·L-1=0.05 mol,乙酸为弱电解质,在水溶液中会发生电离,故乙酸分子的数目小于0.05N A,正确;⑤标准状况下,乙醇为液态,计算物质的量时不能用22.4 L·mol-1,故22.4 L乙醇中含有的氢原子数不是6N A,错误;⑥常温常压下,气体的摩尔体积大于22.4 L·mol-1,所以22.4 L NO气体的分子数小于N A,正确。

6.如图表示1 g O
2
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.C2H4B.CH4
C.CO2D.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。

只有CO2的相对分子质量大于O2的,故C正确。

7.下列说法不正确的是()
A.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数一定相同
B.等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C.温度和容积相同的两容器中分别盛有5 mol O2和2 mol N2,则压强之比为5∶2 D.等温等压条件下,5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2
解析:选A温度相同、压强相同、体积相同的O2(g)和N2(g)所含的分子数相同,故A 错误;等温等压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,故B正确;同温同体积的气体的物质的量之比等于压强之比,故C正确;等温等压条件下气体的物质的量之比等于体积之比,故D正确。

8.(2018·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)
解析:选D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。

9.现有三种常见治疗胃病药品的标签:
INDICALM 消化药片
每片含250 mg 碳酸钙Stomachease
减缓胃痛
每片含250 mg
氢氧化镁
Fast digestion
帮助消化
每片含250 mg
氧化镁
①②③
药品中所含的物质均能中和胃里过量的盐酸,下列关于三种药片中和胃酸的能力比较,正确的是()
A.①=②=③B.①>②>③
C.③>②>①D.②>③>①
解析:选C碳酸钙摩尔质量为100 g·mol-1,氢氧化镁摩尔质量为58 g·mol-1,氧化镁摩尔质量为40 g·mol-1,碳酸钙、氢氧化镁、氧化镁与盐酸都按物质的量比1∶2反应,药片中三者的质量相同,摩尔质量越小中和胃酸的能力越强,所以中和盐酸的能力为③>②>①。

10.(2018·厦门质检)设N A为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中指定粒子数目一定小于N A的是()
A.12 g C60和石墨的混合物所含的碳原子数目
B.1 L 1 mol·L-1的Na2CO3溶液中含有的碳酸根离子的数目
C.0.5 mol·L-1NaOH溶液中所含Na+数目
D.28 g铁在反应中作还原剂且完全反应时,失去电子的数目
解析:选B12 g C60和石墨的混合物所含碳原子数目为N A,A错误;1 L 1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,由于CO2-3水解,含有的CO2-3数目小于N A,B正确;未指明溶液的体积,C错误;28 g铁在反应中作还原剂且完全反应时,失去电子的数目可能为1.5N A,可能为N A,也可能在N A~1.5N A之间,D错误。

11.肼(N2H4)是火箭燃料,常温下为液体,其分子的球棍模型如图所示。

肼能与双氧水发生反应:N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O。

下列说法正确的是
()
A.11.2 L N2中含电子总数为7×6.02×1023
B.3.2 g N2H4中含有共价键的总数为6×6.02×1022
C.标准状况下,22.4 L H2O2中所含原子总数为4×6.02×1023
D.若生成3.6 g H2O,则上述反应转移电子的数目为2×6.02×1022
解析:选D没有指明是否是标准状况,无法计算物质的量,故A错误;1 mol N2H4
中含有共价键的物质的量为5 mol,则3.2 g N2H4中含共价键5×
3.2 g
32 g·mol-1
=0.5 mol,故B
错误;标准状况下,H2O2不是气体,故C错误;生成4 mol水时,转移电子的物质的量为
4 mol,因此生成3.6 g水时转移电子的物质的量为3.6 g
18 g·mol-1
=0.2 mol,故D正确。

12.(2018·天津五校联考)N A代表阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是()
A.在标准状况下,22.4 L一氯甲烷分子所含原子总数为5N A
B.在标准状况下,11.2 L HF含质子总数为5N A
C.63 g HNO3作氧化剂时转移电子数目为N A
D.1 mol环己烷()含非极性键数目为5N A
解析:选A A项,在标准状况下,一氯甲烷呈气态,正确;B项,在标准状况下,HF呈液态,错误;C项,硝酸的还原产物可能是NO2、NO、N2、NH3等,错误;D项,1个环己烷分子含6个非极性键,错误。

13.(2018·吉林五校联考)N A代表阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是() A.9 g 9038Sr2+中含有的电子数为3.6N A
B.某温度下纯水的pH=6,该温度下1 L pH=11的NaOH溶液中含OH-的数目为0.1N A
C.一定温度下,1 L 0.5 mol·L-1 NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol·L-1NH4Cl溶液中含NH+4数目均为0.5N A
D.丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6N A
解析:选C1个9038Sr2+中含有36个电子,9 g 9038Sr2+为0.1 mol,含有的电子数为3.6N A,A项正确;某温度下纯水的pH=6,则水的离子积K W=10-12,pH=11的NaOH溶液中c(OH
-)=
K W
c(H+)
=0.1 mol·L-1,1 L该溶液中含OH-的数目为0.1N A,B项正确;1 L 0.5 mol·L-1
NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol·L-1NH4Cl溶液中由于NH+4水解,两者含NH+4数目均小于0.5N A,C项错误;丙烯和环丙烷的分子式均为C3H6,42 g该混合气体为1 mol,所含氢原子的个数为6N A,D项正确。

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N A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摩尔质量:______________________________;
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N A表示阿伏加德罗常数的值)
解析:(1)混合气体的体积在标准状况下为8.96 L,则其物质的量n=V
V m=
8.96 L 22.4 L·mol-1
=0.4 mol,混合气体的平均摩尔质量为14.4 g
0.4 mol=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,所得x+y=0.4②;解①②得:x=0.2 mol,y=0.2 mol;由于CO和CO2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0.4N A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,而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量,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=nV m=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L;③一个CO含有14个电子,由(2)求出的CO的物质的量为0.2 mol,则电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,电子总数为2.8N A个。

答案:(1)36 g·mol-1(2)0.4N A
(3)①28 g·mol-1②4.48 L③2.8N A
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+2S2O2-3===2I-+S4O2-6,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H 2SO 4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Na 2S 2O 3溶液发生反应,滴定达到终点时出现的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

若滴定消耗Na 2S 2O 3溶液V mL ,则样品中CaO 2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(CaO 2·8H 2O)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CaO 2~I 2~2S 2O 2-3,则样品中CaO 2的质量
分数为cV ×10-3×722×a
×100%=36cV ×10-3a ×100%。

(2)CaO 2·8H 2O 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 ,根据钙元素守恒,可知为CaO 。

答案:(1)溶液由蓝色变无色,振荡,且30 s 内不出现蓝色 36cV ×10-
3a ×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NO x 排放。

(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:
①尿素[CO(NH 2)2]水溶液热分解为NH 3和CO 2,该反应的化学方程式:________________________________________________________________________。

②反应器中NH 3还原NO 2的化学方程式:____________________________________。

③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO 2在O 2作用下会形成(NH 4)2SO 4,使催化剂中毒。

用化学方程式表示(NH 4)2SO 4的形成:________________________________。

④尿素溶液浓度影响NO 2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NH 3,所得NH 3用过量的v 1 mL c 1 mol·L -
1H 2SO 4
溶液吸收完全,剩余H 2SO 4用v 2 mL c 2 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(NO x 储存还原)工作原理:
NO x 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(NO 3)2的相互转化实现NO x 的储存和还原。

储存NO x 的物质是________。

②用H 2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO 3)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H 2与Ba(NO 3)2的物质的量之比是________。

解析:(1)①根据题意,反应物为H 2O 和CO(NH 2)2,生成物为NH 3和CO 2,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NH 3和NO 2,生成物为N 2和H 2O ,反应需在催化剂作用下进行。

③根据题意,NH 3、SO 2、O 2和H 2O 反应生成(NH 4)2SO 4。

④根据题意,加入硫酸的总物质的量为c 1v 1×10-3 mol ,NaOH 消耗硫
酸的物质的量为c 2v 2×10-32
mol ,因此与NH 3反应的硫酸的物质的量为⎝ ⎛⎭
⎪⎫c 1v 1×10-3-c 2v 2×10-32mol ,根据关系式:CO(NH 2)2~2NH 3~H 2SO 4,得n [CO(NH 2)2]=⎝⎛⎭⎫c 1v 1-12c 2v 2×10-3 mol ,m [CO(NH 2)2]=(c 1v 1-12
c 2v 2)×10-3 mol ×60 g·mol -1=0.06(c 1v 1-12c 2v 2)g ,因此尿素溶液中溶质的质量分数为0.06⎝⎛⎭⎫c 1v 1-12c 2v 2g a g
×100%=3(2c 1v 1-c 2v 2)100a。

(2)①由图a 可以看出NO x 在BaO 中储存,在Ba(NO 3)2中还原,因此储存
NO x 的物质为BaO 。

②由图b 可知,Ba(NO 3)2在第一步反应中被H 2还原为NH 3,根据得失电子守恒,1 mol Ba(NO 3)2转化成NH 3得到2 mol ×8=16 mol 电子,1 mol 氢气失去2 mol 电子,因此消耗的H 2与Ba(NO 3)2的物质的量之比为8∶1。

答案:(1)①CO(NH 2)2+H 2O ――→△
CO 2↑+2NH 3↑ ②8NH 3+6NO 2=====催化剂
7N 2+12H 2O ③2SO 2+O 2+4NH 3+2H 2O===2(NH 4)2SO 4
④3(2c 1v 1-c 2v 2)100a (2)①BaO ②8∶1。

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