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2019-2020年人教版高三化学微专题突破训练02：阿伏伽德罗常数的相关应用（6份打包）
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2019-2020年人教版高三化学微专题突破训练02：阿伏伽德罗常数的相关应用
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资料简介
阿伏伽德罗常数的相关应用
突破训练（三）
1．雾霾天气对环境造成了严重影响，部分城市开展PM2.5和臭氧的监测。下列有关说法正确的是( )
A．臭氧的摩尔质量是48 g
B．同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3
C．16 g臭氧中含有6.02×1023个原子
D．1.00 mol臭氧中含有电子总数为18×6.02×1023
【解析】：摩尔质量的单位是g·mol－1，故A项错误；同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧体积比为3∶2，故B项错误；1.00 mol臭氧中含有电子总数为24×6.02×1023，故D项错误。
2．下列关于0.2 mol/L Ba(NO3)2溶液的说法中，正确的是( )
A．溶液中含有的阴、阳离子总数为0.6 mol
B．在0.5 L该溶液中，Ba2＋的浓度为0.1 mol/L
C．在500 mL该溶液中，含有0.2 mol NO
D．取1 L该溶液稀释到10 L时，NO的浓度为0.02 mol/L
【解析】由于缺少溶液体积，无法计算硝酸钡的物质的量，也就不能求出阴、阳离子总数，故A错误；c(Ba2＋)＝c[Ba(NO3)2]＝0.2 mol/L，不随溶液体积而发生变化，故B错误；n(NO)＝2c[Ba(NO3)2]·V＝2×0.2 mol/L×0.5 L＝0.2 mol，故C正确；0.2 mol/L Ba(NO3)2溶液中NO的浓度为0.4 mol/L，取1 L该溶液稀释到10 L时，稀释过程中溶质的物质的量不变，c(NO)＝＝0.04 mol/L，故D错误。
3．设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液，下列说法正确的是（ ）
A．每升溶液中的H+数目为0.02NA
B．c(H+)= c()+2c()+3c()+ c(OH−)
C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小
D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强
【解析】A项，常温下pH=2的H3PO4溶液，每升溶液中的H+数目为0.01NA，错误；B项，表示电荷守恒，正确；C项，加水稀释使电离度增大，但c（H+）减小，溶液pH增大，错误；D项，加入NaH2PO4固体，H2PO4-抑制了H3PO4的电离，c（H+）减小，溶液酸性减弱，错误。
4．NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A. 16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 NA
B. 22.4 L（标准状况）氨气含有的质子数为18NA
C. 92.0 g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NA
D. 1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
【解析】A、16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol＝0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分子的集合体，因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1 NA，A错误；B、标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是一个Ar原子组成的单质，其中含有的质子数是18 NA，B正确；C、1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3 NA，C错误；D、甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA。
5.在环保、化工行业有一种溶液浓度的表示方法:质量-体积浓度,用单位体积溶液中所含的溶质质量来表示,单位g·m-3或g·L-1。现有一种20 ℃时的饱和CuSO4溶液,密度为1.2 g·cm-3,质量-体积浓度为200 g·L-1,则对此溶液的说法错误的是( )
A.该溶液的质量分数为16.7%
B.该溶液的物质的量浓度为1.25 mol·L-1
C.在20 ℃时,硫酸铜的溶解度为20 g
D.在20 ℃时把200 g CuSO4·5H2O溶解于1 L水中恰好得到饱和溶液
【解析】选D。根据质量-体积浓度为200 g·L-1,即1 L溶液中含200 g溶质,
1 L溶液的质量是1 000 mL×1.2 g·cm-3=1 200 g,该溶液的质量分数为×
100%=16.7%,A正确;1 L溶液中含200 g(即1.25 mol)溶质,该溶液的物质的量浓度为1.25 mol·L-1,B正确;S∶100 g=200 g∶(1 000 mL×1.2 g·cm-3-
200 g),S=20 g,C正确;CuSO4·5H2O溶于水后得到CuSO4溶液,其溶质为CuSO4质量为200 g×=128 g,质量分数=×100%=10.7%,此值小于16.7%,
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．25℃、101kPa 时，22.4L乙烷中所含共价键数目为6NA
B．3.2gO2和O3的混合气体中，含氧原子数为0.2NA
C．12g金刚石含有共价键数目为4NA
D．1molNaHSO4熔融时电离出的离子总数为3NA
【解析】A. 25℃、101kPa 时，22.4L乙烷的物质的量小于1mol，且1mol乙烷中所含共价键数目为7NA，选项A错误；B．3.2gO2和O3的混合物中含有的氧原子的物质的量为=0.2mol，数目为0.2NA，选项B正确；C．12g金刚石中含有1molC，金刚石中，每个C与其它4个C形成了4个共价键，每个碳原子形成的共价键数目为：×4=2，所以1molC原子形成的共价键为2mol，含有的共价键数目为2NA，选项C错误；D、熔融状态下，硫酸氢钠电离出钠离子和硫酸氢根离子，1molNaHSO4熔融时电离出的离子总数为2NA，选项D错误。
7.下列叙述正确的是 ( )
A.将5.85 g NaCl晶体溶入100 mL水中,制得0.1 mol·L-1NaCl溶液
B.将1 L c mol·L-1硫酸溶液用水稀释为5 L,得到0.2 c mol·L-1硫酸溶液
C.将25 g无水CuSO4溶于水制成100 mL溶液,其浓度为1 mol·L-1
D.将w g a% NaCl溶液蒸发掉 g水,得到4a% NaCl溶液
【解析】]将5.85 g NaCl晶体溶入100 mL水中,所得溶液体积不是100 mL,所得溶液的浓度不是0.1 mol·L-1,A错误;1 L c mol·L-1硫酸溶液用水稀释为5 L,稀释后溶液浓度为c mol·L-1×=0.2c mol·L-1,B正确;将25 g无水CuSO4溶于水制成100 mL溶液,其浓度为=1.562 5 mol·L-1,C错误;w g a% NaCl溶液蒸发掉 g水,如没有固体析出,得到溶液的质量分数为=2a%,D错误。
8.下列溶液中Cl-的物质的量与100 mL 1 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量相等的是 ( )
A.150 mL 1 mol·L-1NaCl溶液
B.100 mL 3 mol·L-1KClO3溶液
C.75 mL 2 mol·L-1MgCl2溶液
D.50 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液
【解析】 100 mL 1 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量为0.3 mol,A中Cl-的物质的量为0.15 mol,B中不含Cl-,C中Cl-的物质的量为0.3 mol,D中Cl-的物质的量为0.15 mol。
9．下列说法中，正确的是（ ）
A．将2 g H2与足量的N2混合，充分反应后转移的电子数为2NA
B．1molNa218O2与足量水最终水溶液中18O原子为2NA个
C．常温下，46gNO2和N2O4组成的混合气体中所含有的分子数为NA
D．100mL 12mol/L的浓HNO3与过量Cu反应，转移的电子数大于0.6NA
【解析】A．将2 g H2与足量的N2混合，该反应为可逆反应，不能进行彻底，充分反应后转移的电子数小于2NA，故A错误；B. 1molNa218O2与足量水生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠中的氧原子转化为氢氧化钠和氧气中的氧原子，最终水溶液中18O原子为NA个，故B错误；C．NO2、N2O4的摩尔质量不同，无法计算混合气体的组成，故C错误；D．由于浓HNO3与铜反应生成NO2，而稀HNO3与铜反应生成NO，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O，100 mL 12 mol•L-1的浓HNO3完全被还原为NO2转移0.6mol电子，完全被还原为NO转移0.9mol电子，转移的电子数大于0.6NA，故D正确。
10．NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．常温常压下，31 g P4中含P－P键的数目为NA
B．常温常压下，46 g NO2与92 g N2O4所含的分子数相同
C．一定条件下，6.4 g铜粉与过量的硫粉充分反应，转移电子数为0.2 NA
D．标准状况下，将22.4 L Cl2 通入足量NaOH溶液中，转移电子数为NA
【解析】A．每个P4中含6个P－P键，31 gP4的物质的量为=0.25mol，则31 g P4中含P－P键的数目为1.5NA，故A错误；B．常温常压下，存在2NO2 N2O4，则1molNO2与1molN2O4所含的分子数不相同，故B错误；C．Cu和S在加热条件下生成Cu2S，则6.4g铜粉与过量的硫粉充分反应，转移电子数为0.1NA，故C错误；D．标准状况下，22.4LCl2的物质的量为0.1mol，其完全溶于足量NaOH溶液中生成NaCl和NaClO，转移电子数为NA，故D正确。
11.下列溶液配制实验的描述完全正确的是 ( )
A.在容量瓶中先加入一定体积的水,再加入浓硫酸配制准确浓度的稀硫酸
B.用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol·L-1)通常需要用容量瓶等仪器
C.配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4以防水解
D.用pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的盐酸所需全部玻璃仪器有100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
【解析】]不能在容量瓶中直接稀释浓硫酸,稀释浓硫酸应该在烧杯中进行,A错误;若用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸,通常使用量筒和烧杯即可,不需要使用容量瓶,B错误;NH4Fe(SO4)2溶液中铁离子部分水解生成氢氧化铁和氢离子,加入稀硫酸可以抑制铁离子水解,C正确;pH=1的盐酸配制100 mL pH=2的盐酸,必须使用量取液体体积的仪器,如量筒或者酸式滴定管,D错误。
12.用98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制1 mol/L的稀硫酸100 mL,按配制溶液时仪器的选用顺序排列,选择正确的是 ( )
①玻璃棒 ②胶头滴管 ③100 mL容量瓶 ④托盘天平 ⑤50 mL烧杯 ⑥10 mL量筒 ⑦100 mL量筒 ⑧移液管 ⑨滴定管
A.⑥③⑧⑤①② B.⑥⑤③①⑨②
C.④⑤③②①⑨ D.⑥⑤①③②
【解析】]98%的浓H2SO4的物质的量浓度为c===18.4 mol/L,配制1 mol/L的稀硫酸100 mL,需要浓硫酸的体积为V=≈0.005 4 L,即5.4 mL,应选择10 mL量筒;实验时用10 mL量筒量取5.4 mL浓硫酸,在烧杯中稀释,冷却后用玻璃棒转移到100 mL容量瓶中,至溶液距刻度线1~2 cm时,用胶头滴管滴加至刻度线,正确顺序为⑥⑤①③②。
13.图K4-2是NaCl、MgSO4的溶解度曲线。下列说法正确的是 ( )
图K4-2
A.只有在t1 ℃时,NaCl和MgSO4的溶解度才相等
B.t1~t2 ℃,MgSO4的溶解度随温度升高而减小
C. 在t2 ℃时,MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大
D.把MgSO4饱和溶液的温度从t3 ℃降至t2 ℃时,有晶体析出
【解析】 A项,在t1 ℃、t3 ℃时,NaCl、MgSO4的溶解度都相等;B项,t2 ℃之前,MgSO4的溶解度随温度的升高而增大,t2 ℃之后,随温度的升高而降低;D项,把MgSO4饱和溶液的温度从t3 ℃降至t2 ℃时,由饱和溶液变成不饱和溶液,不会有晶体析出。
14.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( )
A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B.25℃,1.01×105Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.在常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
D.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
【解析】选B。A项,He为单原子分子,NA个He在标准状况下的体积约为22.4 L;B项,64 g SO2的物质的量为1 mol,原子数为3NA,与气体所处状态无关,B项正确;C项条件应为标准状况;D项,标准状况下,H2O不是气体。
15.由CH4和O2组成的混合气体,标准状况下的密度为
1 g·L-1,则该混合气体中CH4和O2的体积比为 ( )
A.2∶1 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2
【解析】选D。混合气体的平均摩尔质量=1 g·L-1×22.4 L·mol-1=22.4 g·mol-1,设混合气体为1 mol,其中含CH4的物质的量为amol,则16 g·mol-1×a+32 g·mol-1×
(1-a)mol=22.4 g,a=0.6,同温同压下V(CH4)∶V(O2)=n(CH4)∶n(O2)=a∶(1-a)=3∶2。
16．标准状况下，1 L的密闭容器中恰好可盛放n个N2分子和m个H2分子组成的混合气体，则阿伏加德罗常数可近似表示为( )
A．22.4(m＋n) B．22.4×6.02×1023(m＋n)
C. D．m＋n
【解析】：选A 标准状况下22.4 L气体所含有的分子为1 mol，1 L气体中所含有的气体分子数为(m＋n)，则＝，可知阿伏加德罗常数NA可近似表示为22.4(m＋n)。
17．下列说法中正确的是( )
A．将286 g Na2CO3·10H2O溶于1 L水中，所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1
B．将1 L 2 mol·L－1 H2SO4溶液加水稀释到2 L，所得溶液的物质的量浓度为1 mol·
L－1
C．将1 L 18.4 mol·L－1的H2SO4溶液加入到1 L水中，所得溶液的物质的量浓度为
9.2 mol·L－1
D．将336 mL HCl气体溶于水，配成300 mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为0.05 mol·
L－1
【解析】：选B 将286 g Na2CO3·10H2O溶于1 L水中，所得溶液的体积不是1 L，不能计算溶液的物质的量浓度，A错误；将1 L 2 mol·L－1H2SO4溶液加水稀释到2 L，根据稀释过程中溶质的物质的量不变可知，所得溶液的物质的量浓度为1 L×2 mol·L－1÷2 L＝1 mol·L－1，B正确；将1 L 18.4 mol·L－1的H2SO4溶液加入到1 L水中，所得溶液的体积不是2 L，不能计算溶液的物质的量浓度，C错误；336 mL HCl气体不一定处于标准状况下，不能计算其物质的量，因此不能计算盐酸的物质的量浓度，D错误。
18.NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
B．2.4 g Mg在足量O2中燃烧，转移电子数为0.2NA
C．标准状况下，11.2 L Cl2与足量水反应，转移电子数为0.5NA
D．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NA
【解析】：选B 1 mol CO2与足量Na2O2反应时转移1 mol电子，则标准状况下，5.6 L CO2
的物质的量为0.25 mol，与足量Na2O2反应，转移电子数为0.25NA，A项错误；2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol，与足量的O2反应完全生成MgO，转移的电子数为0.1×2NA＝0.2NA，B项正确；Cl2与水的反应是可逆反应，则标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol，与足量水反应，转移电子数小于0.5NA，C项错误；正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－或O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故转移电子的数目为×4NA mol－1＝4NA，D项错误。
19．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
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