第二单元　研究物质的实验方法优质公开课教案

考纲要求

1.了解物质的量(n)及其单位摩尔(mol)、摩尔质量(M)、气体摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)、阿伏加德罗常数(NA)的含义。2.能根据微粒(原子、分子、离子等)数目、物质的量、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。

考点一

物质的量

摩尔质量

1．物质的量

(1)物质的量(n) 物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，单位为摩尔(mol)。

(2)物质的量的规范表示方法：

(3)阿伏加德罗常数(NA) 0．012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数，其数值约为6.02×1023，单位为mol1。

－N公式：NA＝

n2．摩尔质量

m－(1)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是

g·mol1。公式：M＝。

n(2)数值：以

g·mol质量。

深度思考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)1 mol NaCl和1 mol HCl含有相同的粒子数目(

) (2)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(

) －1为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)

(3)NaOH的摩尔质量为40 g(

) (4)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等(

) (5)1 mol OH的质量为17 g·mol1(

) －－(6)氖气的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量(

) (7)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√

(7)×

2．阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023是否相同？

答案

不相同。6.02×1023是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012 kg 12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.02×1023。

3．摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 mol物质的质量三者有何区别与联系？请以钠为例加以说明。

答案

三者是三个不同的物理量，具有不同的单位。其单位分别为g·mol1、1、g。若摩尔质－量、1 mol物质的质量分别以g·mol1、g为单位时，三者在数值上是相同的。例如：钠的摩－尔质量为23 g·mol1，钠的相对原子质量为23,1 mol钠的质量为23 g。

－

题组一

基本概念的理解与应用

1．下列说法正确的是(

) A．常温常压下，氯气的摩尔质量等于71 g B．1 mol H2SO4中含有2 mol氢元素

C．某物质的摩尔质量就是该物质的相对分子质量或相对原子质量

D．2 g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023

答案

D 解析

摩尔质量与状态无关，且摩尔质量的单位是g·mol1，A项错误；物质的量只适用于微－观粒子，不能用于宏观元素，B项错误；物质的摩尔质量在数值等于该物质的相对分子质量或相对原子质量，二者表示的意义不同，C项错误；氦气、氩气等稀有气体是单原子分子，2 g氦气的物质的量为0.5 mol，含有的原子数目约为0.5×6.02×1023，D项正确。

2．1个某种氯原子的质量是a g,1个12C原子的质量是b g，用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(

) ①该氯原子的相对原子质量为12a/b

②m g该氯原子的物质的量为m/(aNA)mol

③该氯原子

的摩尔质量是aNA g

④a g该氯原子所含的电子数为17 mol A．①③

B．②④

C．①②

D．②③

答案

C 1a12a解析

该原子的相对原子质量为一个氯原子的质量与一个12C质量的的比值，即＝，12bb12①正确；阿伏加德罗常数个氯原子的质量，即为1 mol该氯原子的质量，因而该氯原子摩尔质量为aNA g·mol1，n(Cl)＝－m

mol，②正确，③错误；该氯原子电子数应为17，④错误。

aNAmN题组二

应用n＝＝，突破质量与微粒数目之间的换算

MNA3．标准状况下有①0.112 L水

②0.5NA个HCl分子

③25.6 g SO2气体

④0.2 mol氨气

⑤2 mol氦气

⑥6.02×1023个白磷分子，所含原子个数从大到小的顺序为______________________。

答案

①>⑥>⑤>③>②>④

4．(1)含6.02×1023个中子的73Li的质量是________g。

(2)4 g D2和20 g 18O2的单质化合时最多能生成__________________________g D

218

O。

(3)若12.4 g Na2X中含有0.4 mol钠离子，Na2X的摩尔质量是________，X的相对原子质量是________。

7－答案

(1)

(2)22

(3)62 g·mol1

16 4N解析

(1)根据n＝计算中子物质的量，73Li的中子数为7－3＝4，进而计算Li的物质的量，NA再根据m＝nM计算。

(2)根据不足量的物质计算生成D2O的质量；18O2过量。

(3)1 mol Na2X中含有2 mol钠离子，0.2 mol Na2X中含有0.4 mol钠离子，则Na2X的摩尔质12.4 g－量为M(Na2X)＝＝62 g·mol1；X的相对原子质量＝62－46＝16。

0.2 mol考点二

气体摩尔体积

阿伏加德罗定律

1．影响物质体积大小的因素

(1)微粒的大小(物质的本性)

(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定) (3)微粒的数目(物质的量的大小) 2．气体摩尔体积

(1)含义：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm，标准状况下，Vm约为

22.4_L·mol1。

－(2)基本关系式

VmNn＝＝＝

VmMNA(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。

3．阿伏加德罗定律及其推论应用

(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)。

(2)阿伏加德罗定律的推论

相同

条件

T、p相同

T、V相同

公式

n1V1＝

n2V2p1n1＝

p2n2ρ1M1＝

ρ2M2结论

语言叙述

同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比

温度、体积相同的气体，其压强与其物质的量成正比

同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量(或相对分子质量)成正比

T、p相同

提醒

对于同一种气体，当压强相同时，密度与温度成反比例关系。

深度思考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)在标准状况下，1 mol O2与1 mol SO3的体积相同(

) (2)在标准状况下，1 mol气体的体积约是22.4 L，在非标准状况下，1 mol气体的体积则一定不是22.4 L(

) (3)在相同条件下，相同物质的量的CO、N2的混合气体与O2的分子个数相同，原子个数也相同(

) (4)标准状况下，氢气的气体摩尔体积为22.4 L(

) (5)同温同体积条件下，等质量的SO2和O2对应的压强之比为1∶2(

)

答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

解析

(4)气体摩尔体积的单位为L·mol1。(5)同温、同体积条件下，压强之比等于其物质的－m1pSO2MSO2641量之比，即＝＝＝，故正确。

m12pO2MO2322．如图有三只气球，其中VA＝VB＝1.12 L。

(1)A、B中气体的物质的量________(填“一定”或“不一定”)是0.05 mol。

(2)标准状况下，A、B气球中的分子个数比为________。

(3)相同温度和压强下，A、C气球中气体的质量相等，则V(A)∶V(B)＝________。

答案

(1)不一定

(2)1∶1

(3)2∶1

题组一

概念的理解与应用

1．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

答案

D 解析

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；决定气体的体积因素是温度、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m22 gV伏加德罗定律判断，故C错误；根据公式求算n(CO2)＝＝n(HCl)＝－1＝0.5 mol，M44 g·Vmmol＝11.2 L－＝0.5 mol，二者物质的量相等，所以分子数相等，故D正确。

22.4 L·mol12．(2016·龙岩一诊)一定温度和压强下，30 L某种气态纯净物质中含有6.02×1023个分子，这些分子由1.204×1024个原子组成，下列有关说法中不正确的是(

) A．该温度和压强可能是标准状况

B．标准状况下该纯净物若为气态，其体积约是22.4 L C．每个该气体分子含有2个原子

D．若O2在该条件下为气态，则1 mol O2在该条件下的体积也为30 L 答案

A 解析

若该物质为气态物质，则其在标准状况下的体积为22.4 L，故该温度和压强不可能是标准状况，A项错误，B项正确；由分子数和原子数的关系可知该分子为双原子分子，且其物质的量为1 mol，C项正确；根据题意，在此温度和压强条件下，Vm＝30 L·mol1，D项正－确。

VmN题组二

有关“n＝＝＝”的应用

VmMNA3．设NA为阿伏加德罗常数，如果a g某气态双原子分子的分子数为p，则b g该气体在标准状况下的体积V(L)是(

) 22.4apA.

bNA22.4NAbC.

a答案

D 解析

解法一

公式法：

a g双原子分子的物质的量＝双原子分子的摩尔质量＝p

mol，

NA22.4abB.

pNA22.4pbD.

aNAaNA－＝

g·mol1，

pp

molNAa g所以b g气体在标准状况下的体积为

b gaNA－

g·mol1p×22.4 L·mol1＝－22.4pb

L。

aNA解法二

比例法：

同种气体其分子数与质量成正比，设b g气体的分子数为N，

a g

～

p

b g

～

N

bppb22.4pb则：N＝，双原子分子的物质的量为，所以b g该气体在标准状况下的体积为

L。

aaNAaNA4．合成氨厂用氨气和空气的混合气体通过灼热铂-铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下A L氨气完全反应，测得转移电子数X个，则阿伏加德罗常数(NA)可表示为(

)

11.2X－A.

mol1

5A22.4A－C.

mol1

5X答案

D 5A－B.

mol1

11.2X22.4X－D.

mol1

5AA解析

A L氨气的物质的量为

mol，

22.4由于4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O，

△则1 mol NH3转化为NO转移电子5 mol，

A L则A L氨气被氧化时转移电子数X＝5·N，

－·22.4 L·mol1A所以NA＝22.4X－

mol1。

5A催化剂5．CO和CO2的混合气体18 g，完全燃烧后测得CO2体积为11.2 L(标准状况)，

(1)混合气体中CO的质量是________g；

(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是________L；

(3)混合气体在标准状况下的密度是________g·L1；

－(4)混合气体的平均摩尔质量是________g·mol1。

－答案

(1)7

(2)5.6

(3)1.61

(4)36 解析

CO燃烧发生反应：2CO＋O2=====2CO2，CO的体积与生成CO2的体积相等，燃烧后CO2的总体积为11.2 L，故18 g CO和CO2的混合气体的总体积为11.2 L，在标准状况下，18 g CO和CO2的混合气体的物质的量为0.5 mol，设CO的物质量为x mol，CO2的物质量为y mol，

28x＋44y＝18则，解得x＝0.25，y＝0.25。

11.2 Lx＋y＝－22.4 L·mol1(1)混合气体中CO的质量＝28 g·mol1×0.25 mol＝7 g；

－点燃

(2)故原混合气体中，CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol1＝5.6 L；

－18 g－(3)原混合气体的密度＝≈1.61 g·L1；

11.2 L(4)解法一：M＝ρ·22.4 L·mol1＝1.61 g·L1×22.4 L·mol1≈36 g·mol1；

－－－－解法二：M＝18 g－＝36 g·mol1；

11.2

mol22.4

解法三：M＝28 g·mol1×50%＋44 g·mol1×50%＝36 g·mol1；

－－－故平均摩尔质量为36 g·mol1。

－

求气体的摩尔质量M的常用方法

(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝m/n。

(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝NA·m/N。

(3)根据标准状况下气体的密度ρ：

M＝ρ×22.4(g·mol1)。

－(4)根据气体的相对密度(D＝ρ1/ρ2)：M1/M2＝D。

(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%……，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。

题组三

阿伏加德罗定律及推论的应用

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

答案

C 解析

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．等温等压下，有质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，下列叙述中正确的是(

) A．体积之比为13∶13∶14 B．密度之比为14∶14∶13 C．质量之比为1∶1∶1

D．原子数之比为1∶1∶1 答案

B 解析

A项，三种气体分子的质子数分别为14、14、14，质子数相等的CO、N2、C2H2三种气体，物质的量相等，等温等压下，气体的体积与其物质的量成正比，所以三者体积之比为1∶1∶1，错误；B项，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 g·mol1、28 g·mol1、26 g·mol1，－－－nMM等温等压下，气体摩尔体积相同，根据ρ＝＝知，密度与摩尔质量成正比，则密度之比nVmVm为28∶28∶26＝14∶14∶13，正确；C项，三种气体分子的物质的量相等，CO、N2、C2H2摩尔质量分别为28 g·mol1、28 g·mol1、26 g·mol1，根据m＝nM知：质量之比与摩尔质量－－－成正比，为28∶28∶26＝14∶14∶13，错误；D项，1分子CO、N2、C2H2分别含原子数为2、2、4，所以三种气体原子数之比为1∶1∶2，错误。

考点三

突破阿伏加德罗常数应用的“六个”陷阱

1．抓“两看”，突破气体与状况陷阱

一看“气体”是否处在“标准状况”。

二看“标准状况”下，物质是否为“气体”[如CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注：CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯等在标准状况下均不为气体]。

2．排“干扰”，突破质量(或物质的量)与状况无关陷阱

给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生的正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实际上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

3．记“组成”，突破陷阱

(1)记特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目，如Ne、D2O、18O2、—OH、OH等。

(2)记最简式相同的物质，如NO2和N2O4、乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)等。

(3)记摩尔质量相同的物质，如N2、CO、C2H4等。

(4)记物质中所含化学键的数目，如一分子H2O2、CnH2n＋2中化学键的数目分别为3、3n＋1。

4．审“组成、体积”因素，突破电解质溶液中粒子数目陷阱

(1)是否存在弱电解质的电离或盐类水解。

－

(2)已知浓度，是否指明体积，用好公式n＝cV。

(3)在判断溶液中微粒总数时，是否忽视溶剂水。

5．要识破隐含的可逆反应，记住反应条件、反应物浓度变化对反应的影响，突破陷阱

(1)2SO2＋O2N2＋3H2催化剂△2SO3

2NO22O4

高温、高压催化剂2NH3

(2)Cl2＋H2O(3)NH3＋H2OHCl＋HClO NH3·H2ONH4＋OH

＋－△(4)MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (5)常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”。

6．抓“反应”，突破陷阱

(1)明确三步确定电子转移数目

(2)熟记常考氧化还原反应转移的电子数(其他反应物均过量) 转移电子的物质反应

Na2O2＋CO2

(或H2O) Cl2＋NaOH Cl2＋Fe 物质

的量或电子数目

1 mol Na2O2

1 mol O2

1 mol Cl2

1 mol Cl2

1 mol Fe 1 mol或NA

2 mol或2NA

1 mol或NA

2 mol或2NA

3 mol或3NA

题组一

气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA(

)

(2)常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA(

) (3)标准状况下，2.24 L 氨水含有NH3分子数为0.1NA(

) (4)标准状况下，22.4 L SO3中含有SO3分子数为1NA(

) (5)标准状况下，22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

题组二

物质的量或质量与状况

2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)常温常压下，3.2 g O2所含的原子数为0.2NA(

) (2)标准状况下，18 g H2O所含的氧原子数目为NA(

) (3)室温下，1 mol CH4中含有5NA原子(

) (4)常温常压下，1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA(

) 答案

(1)√

(2)√

(3)√

(4)√

题组三

物质的组成与结构

3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)在常温常压下，18 g H2O与18 g D2O所含电子数均为10NA(

) (2)相同质量的CO与N2，所含分子数、原子数均相同(

) (3)17 g —OH与17 g OH－所含电子数均为10NA(

) (4)30 g SiO2中含有硅氧键个数为1NA(

) (5)15 g C2H6中含有共价键数目为3.5NA(

) (6)32

g甲醇中所含共价键数目为5NA(

) (7)30 g甲醛中含有共用电子对数目为4NA(

) (8)56 g乙烯中所含共用电子对数目为12NA(

) (9)78 g苯中含有3NA碳碳双键(

) (10)14 g乙烯与丙烯的混合气体中所含氢原子数目为2NA(

) 答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√

(6)√

(7)√

(8)√

(9)×

(10)√

题组四

电解质溶液中粒子数目的判断

4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)0.1 L 3.0 mol·L－1的NH＋4NO3溶液中含有的NH4的数目为0.3NA(

) (2)等体积、等物质的量浓度的NaCl和KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA((3)0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA(

) )

(4)25 ℃时，pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH数目为0.2NA(

) (5)1 L 0.1 mol·L－1－的Na2CO3溶液中所含氧原子数目为0.3NA(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

题组五

物质转化中的“隐含反应”

5．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)50 mL 12 mol·L－1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA(

) (2015·四川理综，4D) (2)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA(

) (2015·全国卷Ⅰ，8D) (3)56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子(

) (4)在密闭容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2，充分反应后可得到NH3分子数为NA(

) (5)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA(

) (6)标准状况下，22.4 L NO2气体中所含分子数目为NA(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

题组六

氧化还原反应中电子转移数目的判断

6．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA(

) (2)0.1 mol Zn与含0.1 mol HCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA(

) (3)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA(

) (4)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA(

) (5)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1 mol Fe2被氧化时，共转移的电子的数目为NA(

) ＋(6)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

(6)×

气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。

测量气体体积的常用方法：

(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。

测量前A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。

C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。

D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。

解答该量气装置读数时的答题模板：

①将××××恢复至室温。

②调节×××与×××两端液面相平。

③视线与×××在同一水平线上。

E装置：直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。

(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。

专题训练

欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。

填写下列各项(气流从左到右)：

(1)各种仪器连接的先后顺序是________接________、________接________、________接________、________接________(用小写字母表示)。

(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是___________(填序号)。

①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为Va mL；

②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上衡量，得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上；

③检查装置的气密性；

④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水Vb mL。

(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为______________________。

(4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(5)仔细分析上述实验装置后，经讨论认为结果会有误差，于是又设计了如下图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为________mL。

答案

(1)a

h

g

b

c

f

e

d (2)③②④①

22.4×1 000m(3)

Va－Vb(4)偏小

(5)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差

②V1－V2

解析

根据实验目的及各装置的特点可分析知：利用A装置中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。

(2)综合考虑各实验步骤可知先后顺序为③②④①。

(3)由题意知：

Mg

～

H2

M

22.4 L·mol1

－m g

(Va－Vb)×103 L －22.4×1 000m所以M＝。

Va－Vb(4)由于试管B未冷却至室温，会导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量变小。

1．(2016·全国卷Ⅰ，8)设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是(

) A．14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA

B．1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA

C．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

D．标准状况下，2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA

答案

A 解析

A项，乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中相当于含有1 mol CH2，则其氢原子数为2NA，正确；B项，合成氨的反应是可逆反应，则1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA，错误；C项，铁和过量硝酸反应生成硝酸铁，故1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为3NA，错误；D项，标准状况下CCl4为液态，故2.24 L CCl4的物质的量不是0.1 mol，则其含有的共价键数不是0.4NA，错误。

2．(2016·四川理综，4)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

) A．2.4 g Mg在足量的O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA

B．标准状况下，5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA

C．氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为

0.4NA

D．0.1 L 0.5 mol·L1 CH3COOH溶液中含有的H数为0.05NA

－＋答案

B 解析

A项，0.1 mol Mg完全反应转移电子数为0.2NA，错误；B项，0.25 mol CO2中氧原子数为0.5NA，正确；C项，甲醇的结构式为错误；D项，醋酸是弱酸，部分电离：CH3COOH,0.1 mol CH3OH分子中σ键数为0.5NA，CH3COO＋H，含0.05 mol CH3COOH－＋

的溶液中H数目小于0.05NA，错误。

3．(2015·全国卷Ⅱ，10)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(

) A．60 g丙醇中存在的共价键总数为10NA

B．1 L 0.1 mol·L－1＋的NaHCO3溶液中HCO3和CO23的离子数之和为0.1NA

－－C．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为1NA

235113611D．235 g核素

235―→9092U发生裂变反应：

92U＋0n―38Sr＋

54Xe＋100n，净产生的中子(0n)数为裂变10NA

答案

C 解析

A项，60 g丙醇的物质的量是1 mol，根据其结构式可知，1 mol 丙醇分子中存在的共价键总数为11NA，错误；B项，根据电解质溶液中物料守恒可知，1 L 0.1 mol·L－－－1的NaHCO3溶液中HCO3、CO23和H2CO3粒子数之和为0.1NA，错误；C项，在氧化物中，钠元素的化合价只有＋1价，因此23 g Na(即1 mol Na)充分燃烧时转移电子数为1NA，正确；D项，235 235g核素235

92U即1 mol

92U，发生裂变反应时净产生的中子数为9NA，错误。

4．(2015·广东理综，10)设nA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是(

) A．23 g Na 与足量H2O反应完全后可生成nA个H2分子

B．1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成nA

个SO3分子

C．标准状况下，22.4 L N2和H2混合气中含nA

个原子

D．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8nA

个电子

答案

D 解析

A项，23 g Na即1 mol Na可失去1 mol e，与足量的H2O反应生成0.5nA

个H2分子，错误；B项，1 mol Cu与足量热浓硫酸反应应生成nA个SO2分子，错误；C项，N2和H2都是双原子分子，标准状况下22.4 L N2和H2混合气的物质的量为1 mol，含有2nA个原子，错误；D项，3 mol Fe生成1 mol Fe3O4，根据Fe3O4中3个Fe原子的化合价共为＋8价，可知反应中3 mol单质铁失去8nA个e，正确。

5．(1)(2015·全国卷Ⅰ，9改编)乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比应为__________________。

－－

(2)[2015·山东理综，29(2)]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的体积为1.344 L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为_______________。

(3)[2015·浙江理综，27Ⅱ(1)改编]一定条件下金属钠和H2反应生成混合物甲。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。请推测甲的化学式：________ 。

答案

(1)3∶2

(2)Co3O4

(3)NaH 解析

(1)由乌洛托品的分子式C6H12N4可知，反应中HCHO提供C原子，氨提供N原子，分子中C、N原子个数比即为甲醛与氨的物质的量之比，为3∶2。

1.344 L(2)n(CO2)＝根据原子守恒，可知：CoC2O4～2CO2，n(CoC2O4)＝0.03 －＝0.06 mol，22.4 L·mol1mol，则钴的氧化物中m(Co)＝0.03 mol×59 g·mol1＝1.77 g，则氧化物中m(O)＝2.41 g－1.77 －g＝0.64 g，故n(O)＝为Co3O4。

0.64 g－＝0.04 mol，则n(Co)∶n(O)＝0.03 mol∶0.04 mol，则氧化物16 g·mol1(3)甲是由Na和H2反应得到的，故甲中含有Na、H两种元素，又因为4.80 g甲分解得到2.24 L(标准状况)H2，得到H2的质量为0.2 g，所以生成Na的质量为4.6 g，化合物甲中Na和H的原子个数比为1∶1，可判断甲的化学式为NaH。

1．双酚基丙烷(BPA，分子式为C15H16O2)可能降低男性及女性的生育能力。下列有关判断不正确的是(

) A．BPA的摩尔质量是228 g·mol1

－B．1 mol BPA中含有6.02×1023个分子

C．BPA属于有机化合物

D．1 mol BPA在标准状况下的体积约为22.4 L 答案

D 解析

BPA在标准状况下肯定不是气体。

2．(2016·宁德高三一模)下列说法中正确的是(

)

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．0.012 kg 12C中所含的碳原子数为NA

C．物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量

D．1 mol任何物质都含有约6.02×1023

个原子

答案

B 解析

A项，摩尔是物质的量的单位，不是物理量；C项，物质的摩尔质量当以g·mol1

作－单位时在数值上等于其相对分子(原子)质量。

3．(2016·桂林模拟)下列说法不正确的是(

) A．温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)分子数相同

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气罐中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g)，两气罐中的压强之比等于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 答案

A 解析

A项，温度相同、体积相同，但没有说压强是否相同，因此无法推出物质的量是否相同，错误；B项，等温等压下，密度之比等于摩尔质量之比，SO2和CO2的密度之比＝64∶44＝16∶11，正确；C项，等温等压下，气体物质的量之比等于压强之比，因此两者压强之比等于5∶2，正确；D项，等温等压下，气体体积之比等于物质的量之比，因此二者体积之比等于5∶2，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

答案

C 解析

设该气体的摩尔质量为M，则

166 g－100 g142 g－100 g＝

－M44 g·mol1M＝28 g·mol1，应选C。

－5．某气体的摩尔质量为M g·mol1，NA表示阿伏加德罗常数的值，在一定的温度和压强下，－MX体积为V L的该气体所含有的分子数为X。则表示的是(

) VNAA．V L该气体的质量(以g为单位)

B．1 L该气体的质量(以g为单位) C．1 mol该气体的体积(以L为单位) D．1 L该气体中所含的分子数

答案

B 解析

X除以NA为该气体的物质的量；然后乘以M表示其质量；最后除以V为1 L该气体的质量。

6．同温同压下，甲容器中充满35Cl2，乙容器中充满37Cl2，下列叙述不正确的是(

) A．若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体密度之比为35∶37 B．若两种气体体积相等，则甲、乙两容器中气体分子数之比为35∶37 C．若两种气体质量相等，则甲、乙两容器中气体所含质子数之比为37∶35 D．若两种气体体积相等，由甲、乙两容器中气体所含中子数之比为9∶10 答案

B 解析

同温同压下，若两种气体体积相等，则两种气体物质的量相等(气体分子数也相等)，m两种气体质量之比为35∶37，而ρ＝，m＝nM，故甲、乙两容器中气体密度之比为35∶37，V甲、乙两容器中气体所含中子数之比为(35－17)∶(37－17)＝9∶10，A、D项正确，B项错误；11同温同压下，若两种气体质量相等，则甲、乙两容器中气体物质的量之比为∶＝37∶35，3537故甲、乙两容器中气体所含质子数之比为37∶35，C项正确。

7．在臭氧发生装置中装入氧气100 mL，经反应：3O2=====2O3，最后气体体积变为95 mL(体积均在标准状况下测定)，则混合气体的密度是(

) A．1.3 g·L1

－放电B．1.5 g·L1

－C．1.7 g·L1

－D．2.0 g·L1

－答案

B 解析

ρ(O2)＝32 g·mol1÷22.4 L·mol1≈1.429 g·L1，根据同温同压下同质量气体的密度之比－－－等于体积的反比，可得：ρ(混)≈1.5 g·L1。

－8．硫代硫酸钠溶液与盐酸的反应(Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O)可用于探索浓度对反应速率的影响。常温常压下，若该反应产生固体单质16 g，则反应中各有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)

二氧化硫

硫代硫酸钠

转移的电子

A B C D 答案

D 1 mol 11.2 L

0.5 mol 158 g 79 g NA

2 mol NA

解析

该反应为S2O2S2O2每摩尔S2O23在酸性条件下的歧化反应，3中硫的化合价为＋2，3参－－－加反应生成1 mol单质硫和1 mol SO2，转移电子2 mol。故常温常压下反应生成16 g(即0.5 mol)单质硫时，必生成0.5 mol SO2，同时转移1 mol电子，需要注意的是常温常压下11.2 L SO2的物质的量不是0.5 mol，故只有D项正确。

9．(2017·福州检测)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

答案

D 解析

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；标准状况下肼为液体，22.4 L N2H4的物质的量远大于1 mol，故所含原子数远大于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。

10．(2016·荆州质检)NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(

) A．0.1 mol Fe在0.1 mol氯气中充分燃烧时转移的电子数为0.3NA

B．0.1 mol乙烷和丙烯的混合物所含氢原子数目为0.6NA

C．64 g的SO2与足量的O2充分反应后可得到NA个SO3分子

D．标准状况下，2.24 L四氯化碳含有的分子数目为0.1NA

答案

B 解析

0.1 mol Fe在0.1 mol氯气中充分燃烧，Fe剩余，则转移电子数为0.2NA，A项错误；乙烷和丙烯的分子式分别为C2H6、C3H6，故0.1 mol该混合物含有0.6NA个H原子，B项正确；SO2与O2的反应为可逆反应，SO2不可能完全反应生成SO3，故得到SO3分子数小于NA，C项错误；标准状况下，四氯化碳为液体，2.24 L CCl4的物质的量远大于0.1 mol，故所含分子数目远大于0.1NA，D项错误。

11．(2016·武汉调研)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)＜Mr(Y)＝0.5Mr(Z)，下列说法正确的是(

) A．原子数目相等的三种气体，质量最大的是Z B．相同条件下，同质量的三种气体，气体密度最小的是X C．若一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则它们的物质的量一定均为0.1 mol D．同温下，体积相同的两容器分别充入2 g Y气体和1 g Z气体，则其压强比为2∶1 答案

B 解析

原子数相等，不能确定其分子数的关系，即不能确定其物质的量的关系，所以不能确定其质量的大小，A项错误；相同条件下，同质量的气体，摩尔质量越小，其物质的量越大，体积越大，密度越小，故气体X的密度最小，B项正确；在一定条件下，三种气体体积均为2.24 L，则其物质的量相等，但不一定是0.1 mol(没有说明是否在标准状况下)，C项错误；二者的物质的量之比为4∶1，同温同体积的气体，其压强之比等于物质的量之比，则其压强之比为4∶1，D项错误。

12．(2016·宝鸡期末)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(

) A．密闭容器中，0.2 mol NO与0.1 mol O2充分反应，产物的分子数为0.2NA

B．标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含有0.1NA个氧原子

C．1 mol甲苯含有6NA个C—H键

D．常温下，1 L 0.1 mol·L答案

B 解析

0.2 mol NO与0.1 mol O2充分反应生成0.2 mol NO2，但由于存在平衡：2NO2N2O4，－1的Na2CO3溶液中含有的离子总数为0.3NA

因此所得产物的分子数小于0.2NA，A项错误；标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2的物质的量均为0.05 mol，均含有0.1NA个氧原子，B项正确；1 mol甲苯含有8NA个C—H键，C项错误；1 L 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中n(Na2CO3)＝1 L×0.1 mol·L1＝0.1 mol，但CO23发－－

生水解反应：CO23＋H2O－HCO3＋OH，故所含离子总数大于0.3NA，D项错误。

－－13．NA代表阿伏加德罗常数的值。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为a g，则该混合物(

) A．所含共用电子对数目为(a/7＋1)NA

B．所含碳氢键数目为aNA/7 C．燃烧时消耗的O2一定是33.6a/14 L D．所含原子总数为aNA/14 答案

B 解析

A项，1个C2H4分子中含共用电子对数目为6对，假设a

g完全为C2H4，含共用电子对数目为3aNA/14,1个C3H6分子中含共用电子对数目为9对，假设a g完全为C3H6，含共用电子对数目为3aNA/14，则该混合物所含共用电子对数目为3aNA/14，错误；B项，C2H4和C3H6的最简式均为CH2，a g C2H4和C3H6的混合物含最简式CH2的物质的量为a/14 mol，所含碳氢键数目为aNA/7，正确；C项，燃烧时消耗的O2的物质的量为1.5a/14 mol，缺少温度和压强，无法确定氧气的体积，错误；D项，所含原子总数为3aNA/14，错误。

14．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

气体M 气体N

A.②④①③

C．④①②③

答案

A 解析

设气体M、N的物质的量均为a mol。

①2H2S

＋

SO2===3S↓＋2H2O 1

a mol

a mol 21n(SO2)＝a mol；

2②H2和Cl2混合不反应，n(气)＝2a mol；

B．①②③④

D．①④③②

①

H2S SO2

②

H2

Cl2

③

NH3

HCl ④

NO O2

③NH3＋HCl===NH4Cl 气体的物质的量变为0；

④2NO

＋

O2

===

2NO2

1

a mol

a mol

a mol 23n(气)＝a mol。

215．Ⅰ.现有m

g某气体(双原子分子)，其摩尔质量为M

g·mol1，若阿伏加德罗常数的值用－NA表示，则：

(1)该气体的物质的量为________mol；

(2)该气体所含原子总数为________；

(3)该气体在标准状况下的体积为________L。

Ⅱ.臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2=====2O3，将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。

m2mNA22.4m答案

Ⅰ.(1)

(2)

(3)

Ⅱ.3 MMM解析

Ⅱ.3O2=====2O3

ΔV

3体积

2体积

1体积

V

8－6.5＝1.5 L

V＝3 L。

16．合成氨工业生产中所用的α­Fe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4∶5，其中Fe2与Fe3物质的量之比为＋＋放电放电________。

(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2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·mol1)。

－答案

(1)1∶1

(2)0.72 (3)2Fe2O3＋C=====4FeO＋CO2↑

高温

(4)6 g

12 L 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：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3×56分数为≈0.72。(3)由题给信息知，C(炭粉)会将一部分Fe2O3还原成FeO，同时C(炭72＋160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，1Fe2O3～2FeO，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 3C反应，即6 g C。生成CO2为0.5 mol，在该条件下体积为12 L。

17．将含有2.05 g某高价含氧酸的钙盐溶液A与含1.20 g碳酸盐的溶液B混合，恰好完全反应，生成1.25 g白色沉淀C。将滤去沉淀C的滤液蒸发，得到白色固体D，继续加热D，D分解生成两种气态物质的混合物，在0 ℃、1×105 Pa下，体积变为0.56 L，并得到0.90 g液态水，另一种气态物质为气态氧化物R2O。

试回答下列问题：

(1)白色沉淀C的物质的量为________mol。

(2)A的摩尔质量为________，B的摩尔质量为________。

(3)R2O与H2O的物质的量之比为________，生成D的质量为________，D的摩尔质量为________，R2O的相对分子质量为________，R2O的化学式是________。

(4)写出A和B混合的化学方程式：____________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案

(1)0.012 5

(2)164 g·mol1

96 g·mol1

－－(3)1∶2

2 g

80 g·mol1

44

N2O －(4)Ca(NO3)2＋(NH4)2CO3===CaCO3↓＋2NH4NO3

解析

由A＋B===C＋D知，C为CaCO3，D是一种含三种元素的含氧酸盐，该盐只能是NH4NO3，分解生成的R2O为N2O。A为Ca(NO3)2，B为(NH4)2CO3。(1)C的物质的量为1.25 g÷100 g·mol1＝0.012 5 mol。(3)N2O的物质的量为0.56 L÷22.4 L·mol1＝0.025 mol，N2O与－－H2O的物质的量之比为1∶2。