资料简介
阿伏伽德罗常数的相关应用
突破训练(二)
1.1 mol·L-1的NaCl溶液表示 ( )
A.溶液中含有1 mol NaCl
B.1 mol NaCl溶于1 L水中
C.58.5 g NaCl溶于941.5 g水中
D.1 L溶液中含有NaCl 58.5 g
【解析】选D。物质的量浓度为1 mol·L-1的NaCl溶液表示在1 L溶液中含有NaCl 1 mol,即58.5 g。
2.NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.30 g丙醇中存在的共价键总数为5NA
B.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,转移的电子数为2NA
C.常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子总数为2NA
D.2.8 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的原子总数为0.6NA
【解析】30 g丙醇的物质的量为0.5 mol,而1 mol丙醇中含11 mol共价键,故30 g丙醇中存在的共价键总数为5.5NA,A项错误;NO与氧气反应生成二氧化氮,N化合价变化为2,即转移电子数是4NA,B项错误;常温常压下,22.4 L氯气的物质的量小于1 mol,转移电子数小于2NA,C项错误;2.8 g乙烯和环丁烷的最简式均为CH2,混合物中含有0.2 mol CH2,故含有0.2 mol碳原子,混合气体中含有的原子总数为0.6NA,故D项正确。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的有几个( )
①1mol N2与4mol H2反应生成的NH3分子数为2NA;
②标准状况下,体积为22.4L的SO3中含3 NA个氧原子;
③1molC10H22分子中共价键总数为31 NA;
④60g二氧化硅晶体中含有的硅氧键数目为4NA;
⑤1mol/L NaOH溶液中含有Na+ 数目为NA;
⑥1molD2 O含10 NA个电子;
⑦2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1 NA。
A.3 B.4 C.5 D.6
【解析】①错误,该反应可逆,进行不到底,所以生成的NH3必小于2NA;
②错误,在标准状况下SO3不是气体;
③正确,1molC10H22分子中,含有碳碳键9NA,含有碳氢键共22NA,所以含有的共价键总数为31 NA;
④正确,60g二氧化硅晶体的物质的量为1mol,其中每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键,且全部属于自己(没有均摊),所以60g二氧化硅晶体中含有的硅氧键数目为4NA;
⑤错误,因溶液体积未知,所以无法计算钠离子数目;
⑥正确,每个D2O分子中含有10个质子,10个电子,所以1molD2 O含10 NA个电子;
⑦没有指明气体所处的是标准状况,所以无法使用22.4L·mol-1进行计算;
所以答案选择A项。
4.设NA为阿伏加徳罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,1L pH=13的Ba(OH)2溶液中OH-数为0.2NA
B.2.4g镁在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移的电子数为0.2NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4L气体时,负极消耗的气体分子数目为2NA
D.0.lmol/L(NH4)2SO4溶液与0.2mol/LNH4Cl溶液中的NH4+数目相同
【解析】A. pH=13的 Ba(OH)2溶液,c(H+)=10-13mol/L,依据c(H+)·c(OH-)=Kw,c(OH-)=10-1mol/L,25℃、pH=13的1.0L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为10-1mol/L×1L=0.1mol,含有的OH-数目为0.1NA,A项错误;B. 镁在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,均有0价升高到+2价,失去电子的物质的量为=0.2 NA,B项正确;C. 22.4L气体的状态未知,不能利用标准状况下的气体摩尔体积计算,因此负极消耗的气体分子数目无法计算,C项错误;D. 0.1mol/L(NH4)2SO4溶液与0.2mol/LNH4Cl溶液的体积未知,不能计算溶液中的NH4+数目,D项错误。
5.铅笔芯的主要成分是石墨。如果铅笔芯写一个字消耗的石墨质量约为1×10-3g。那么一个铅笔字含有的碳原子数约为 ( )
A.5×1019个 B.5×1022个
C.2.5×1022个 D.2.5×1019个
【解析】选A。n(C)==mol,则含有碳原子个数为mol×6.02×1023mol-1≈5×1019个。
6.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( )
A.NA个氮分子与NA个氧分子的质量比为7∶8
B.1 mol H2的质量与NA个氢分子的质量和相等
C.16 g O2中含有的氧分子数为NA
D.44 g CO2与28 g CO所含有的分子数均为NA
【解析】选C。A中NA个N2的质量是28 g,NA个O2的质量是32 g,质量比为7∶8;C中16 g O2的物质的量为0.5 mol,其分子数为0.5NA。1 mol H2含有NA个氢分子,所以1 mol H2的质量与NA个氢分子的质量和相等;44 g CO2与28 g CO均是1 mol,故它们所含有的分子数都是NA。
7.已知mg A和ng B所含分子数相同,则下列说法不正确的是 ( )
A.标准状况下,同体积的气体A、B的质量比为m∶n
B.25℃下,同质量的气体A、B的分子数比为n∶m
C.同温同压下,气体A、B的密度比为n∶m
D.相同状况下,同质量的气体A、B的体积比为n∶m
【解析】选C。由A、B气体的分子数相同知,两气体的物质的量相等,则此时==,A项正确;同质量的A、B的物质的量之比==,即分子数之比为n∶
m,相同状况下,体积比为n∶m,B、D项正确;同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,即==,C项不正确。
8.如果ag某气体中含有该气体的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是(各选项中NA为阿伏加德罗常数) ( )
A.22.4bc/(aNA)L B.22.4ab/(cNA)L
C.22.4ac/(bNA)L D.22.4/(acNA)L
【解析】选A。ag该气体的分子数为b,则物质的量为mol,摩尔质量M=g·mol-1=g·mol-1,cg该气体的物质的量为n=mol,cg该气体在标准状况下的体积V=n×22.4 L·mol-1=L。
9.在标准状况下,容积为1 L的密闭容器中刚好可以盛放a个N2分子和b个H2分子组成的混合气体,则阿伏加德罗常数的近似值可以表示为 ( )
A.a+b B.22.4(a+b)
C. D.22.4(a+b)×6.02×1023
【解析】选B。在标准状况下,1 L N2和H2的物质的量为mol,含有a个N2分子和b个H2分子可列式:=,故NA=22.4(a+b)。
10.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( )
A.氢氧燃料电池负极消耗1.12 L气体时,电路中转移的电子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,阴离子总数大于0.1NA
C.64 g Cu和足量的硫粉加热,充分反应转移的电子数是2NA
D.常温常压下,36 g 18O2中含中子数为16NA
【解析】 题中未指明温度和压强,故不能判断电路中转移的电子数,A项错误;1 L 0.1
mol·L-1的Na2S溶液中Na2S的物质的量为0.1 mol,由于S2-发生水解反应:S2-+H2OHS-+OH-,阴离子总数增加,故1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,阴离子总数大于0.1NA,B项正确;根据2Cu+SCu2S可知,64 g(1 mol)Cu和足量硫粉充分反应,转移的电子数为NA,C项错误;1个18O2中含20个中子,则36 g(1 mol)18O2中含中子数为20NA,D项错误。
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子
B.常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA
C.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
D.常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子
【解析】:选B Cu与浓硫酸反应生成SO2,而不生成SO3,A项错误;NO2和N2O4的最简式相同,均为NO2,92 g NO2和N2O4不论怎样混合,其所含有的原子数均为×3NA mol-1=6NA,B项正确;N2与H2的反应是可逆反应,不能进行到底,故1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA,C项错误;常温下,铁遇浓H2SO4发生钝化,不能生成SO2分子,D项错误。
12.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是( )
A.1 mol甲基(—CH3)所含的电子数为10NA
B.标准状况下,22.4 L四氯化碳中含有C—Cl键的数目为4NA
C.常温常压下,1 mol分子式为C2H6O的有机物中,含有C—O键的数目为NA
D.在电解精炼粗铜的过程中,当阴极析出32 g铜时转移电子数目为NA
【解析】:选D A项,1 mol甲基中含有电子的物质的量为9 mol;B项,标准状况下,CCl4不是气体;C项,C2H6O的结构简式可能是CH3CH2OH,也可能是CH3OCH3,如果是CH3CH2OH,1 mol CH3CH2OH中含有1 mol C—O键,如果是CH3OCH3,1 mol CH3OCH3中含有2 mol C—O键;D项,阴极的电极反应式为Cu2++2e-===Cu,故当阴极析出32 g铜时转移电子数目为NA。
13.某硫酸铝和硫酸镁的混合液中,c(Mg2+)=2 mol·L-1,c(SO)=6.5 mol·L-1,若将200 mL的此混合液中的Mg2+和Al3+分离,至少应加入1.6 mol·L-1的氢氧化钠溶液( )
A.0.5 L B.1.625 L
C.1.8 L D.2 L
【解析】:选D 根据电荷守恒得:2c(Mg2+)+3c(Al3+)=2c(SO),c(Al3+)=
eq \f(2×6.5 mol·L-1-2×2 mol·L-1,3)=3 mol·L-1,加入NaOH溶液使Mg2+、Al3+分离,此时NaOH转化为Na2SO4和NaAlO2,由电荷守恒得:
V(NaOH)==
=2 L。
14.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。
15.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。
16.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。
17.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。
18.某同学帮助水质监测站配制480 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液以备使用。
(1)该同学应选择________ mL的容量瓶。
(2)其操作步骤如图所示,则上图框中的操作应在图中________(填字母)之间。
A.②与③ B.①与②
C.③与④ D.④与⑤
(3)该同学应称取NaOH固体__________g,用质量为23.1 g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时,请在附表中选取所需的砝码大小__________(填字母),并在下图中选出能正确表示游码位置的选项________。
附表:砝码规格
a
b
c
d
e
砝码大小/g
100
50
20
10
5
(4)下列操作对所配溶液的浓度大小有何影响?(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
①定容时,俯视读数,浓度会__________;
②转移溶液的过程中,少量液体溅出来,浓度会________;
③容量瓶未干燥,浓度会________;
④定容摇匀后发现溶液的凹液面低于刻度线,浓度会______。
【解析】:(1)容量瓶的规格应等于或稍大于配制溶液的体积,实验室没有480 mL容量瓶,所以应选500 mL容量瓶。(2)框中的操作为将蒸馏水注入容量瓶,该操作应在使用胶头滴管定容之前,即应在④与⑤之间,故答案为D。(3)配制500 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液需要NaOH的质量为0.5 L×0.5 mol·L-1×40 g·mol-1=10.0 g;NaOH具有腐蚀性且易潮解,应放在烧杯内称量,计算可得NaOH与烧杯的总质量为10.0 g+23.1 g=33.1
g,故应选择20 g与10 g的砝码,即选择c、d;由表中数据可知,最小的砝码为5 g,游码的最大刻度为5 g,所以游码应在3.1 g的位置,故选C。(4)①定容时,俯视读数,溶液的体积偏小,所配制溶液的浓度偏大;②转移溶液的过程中,少量液体溅出来,溶质的物质的量偏小,所配制溶液的浓度会偏小;③容量瓶使用时未干燥,溶质的物质的量和溶液的体积都不变,所以对配制溶液的浓度无影响;④定容摇匀后溶液的凹液面低于刻度线,是因为部分溶液附着在瓶壁上,对溶液的浓度无影响。
答案:(1)500 (2)D (3)10.0 c、d C
(4)①偏大 ②偏小 ③无影响 ④无影响
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