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15课时卷
优化方案·课时作业 第1章 化学计量在实验中的应用高三化学(配人教)优化方案·课时作业
第1章 化学计量在实验中的应用
第一节 物质的量 气体摩尔体积
1.下列说法正确的是( )
A.物质的量就是一定体积的物质的质量
B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.在标准状况下,1mol任何气体的体积均约为22.4L
解析:
选D。
A项物质的量不等于物质的质量;B项阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1,C项摩尔质量有单位,其大小与相对原子质量相等。
2.能表示阿伏加德罗常数数值的是( )
A.1mol金属钠含有的电子数
B.标准状况下,22.4L苯所含的分子数
C.0.012kg12C所含的原子数
D.1L1mol·L-1硫酸溶液所含的H+数
解析:
选C。
A项1molNa含有的电子数为11NA,B项中标准状况下苯为液体,分子数不确定,D项含有的H+数为2NA。
3.(2011年河南平顶山高三模拟)下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,它们的物质的量必相等
B.任何条件下,等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数必相等
C.1L一氧化碳气体的质量一定比1L氧气的质量小
D.等体积、等物质的量浓度的强酸中所含的H+数一定相等
解析:
选B。
气体的体积由气体分子之间的距离决定,所以气体体积受到温度、压强的影响,固体的体积受到微粒体积的影响,温度、压强对固体体积的影响很小,所以同温同压下,相同体积的气体物质,它们的物质的量必相等,同温同压下,相同体积的固体物质,它们的物质的量不相等;等物质的量的乙烯和一氧化碳所含的分子数一定相等,与外界条件无关;在不同的温度、压强下,同体积的一氧化碳气体与氧气的物质的量无法比较,则其质量也无法比较;等体积、等物质的量浓度的盐酸和硫酸中所含的H+数不等,因为硫酸是二元酸,盐酸是一元酸。
4.下列示意图中,白球代表氢原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量忽略不计)。
其中能表示等质量的氢气与氦气的是( )
解析:
选A。
由氦气为单原子分子可排除B项,氢气与氦气的质量相等,可知氢气的物质的量和体积均为氦气的2倍,由以上分析可知A项正确。
5.同温同压下,相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。
若乙气体是CO,则甲气体可能是( )
A.H2S B.HCl
C.NH3D.Cl2
解析:
选A。
根据阿伏加德罗定律可知甲、乙两种气体具有相同的分子数,即物质的量相同。
由题意得:
=
,M甲=34即为H2S气体。
6.(2009年高考海南卷)下列叙述正确的是(用NA代表阿伏加德罗常数的值)( )
A.2.4g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
B.1molHCl气体中的粒子数与0.5mol·L-1盐酸中溶质粒子数相等
C.在标准状况下,22.4LCH4与18gH2O所含有的电子数均为10NA
D.CO和N2为等电子体,22.4L的CO气体与1molN2所含的电子数相等
解析:
选C。
A中2.4g镁的物质的量为0.1mol,失去的电子数为0.2NA;B中盐酸无体积,不能计算出粒子数;D选项中使用的气体摩尔体积不确定是在标准状况下。
7.(2011年安徽巢湖高三四校联考)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A.5.6g铁片投入到冷的浓硫酸中,铁片失去电子数为0.3NA
B.60g二氧化硅(SiO2)中含有的Si—O键为4NA
C.标准状况下,3gNO与1.6gO2混合气体所含有的分子数为0.1NA
D.标准状况下,5.6L四氯化碳含有的分子数为0.25NA
解析:
选B。
铁片在冷的浓硫酸中发生钝化,电子发生转移数小于0.2NA;1mol二氧化硅(SiO2)中含有的Si—O键为4mol,60g二氧化硅(SiO2)的物质的量为1mol,所以其中含有的Si—O键为4NA;标准状况下,NO与O2发生化学反应:
2NO+O2===2NO2,3gNO与1.6gO2恰好完全反应,生成0.1molNO2,NO2又发生以下反应:
2NO2
N2O4,含有的分子数小于0.1NA;标准状况下四氯化碳为液体,不能应用气体摩尔体积22.4L·mol-1进行计算。
8.(2010年广东韶关高三调研)用NA表示阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是( )
A.25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA
B.标准状况下,2.24LCl2与过量的稀NaOH溶液反应,转移电子总数为0.2NA
C.室温下,21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA
D.78gNa2O2固体中含有的阴离子数为2NA
解析:
选C。
25℃时,pH=13的Ba(OH)2溶液中OH-的物质的量浓度为0.1mol·L-1,含有的OH-数目为0.1NA;1molCl2与过量的稀NaOH溶液反应,转移电子总数为1mol,标准状况下2.24LCl2的物质的量为0.1mol,与过量的稀NaOH溶液反应,转移电子总数为0.1NA;21.0g乙烯的物质的量为0.75mol,含有的碳原子数目为0.75mol×2=1.5mol,21.0g丁烯的物质的量为0.375mol,含有的碳原子数目为0.375mol×4=1.5mol,所以21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA;Na2O2固体中含有的阴离子为过氧根离子(O
),78gNa2O2固体的物质的量为1mol,含有的阴离子数为NA。
9.若以NA代表阿伏加德罗常数,则下列关于热化学方程式:
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2600kJ·mol-1的说法正确的是( )
A.有10NA个电子转移时,吸收1300kJ的能量
B.有NA个水分子生成且为液体时,吸收1300kJ的能量
C.有2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
D.有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
解析:
选D。
该反应放热,所以A、B错误。
一个CO2含4对碳氧共用电子对,根据该热化学方程式,每放出2600kJ的热量,生成4NA个CO2,含16NA个碳氧共用电子对。
进而可知每放出1300kJ的热量,生成2NA个CO2,含8NA个碳氧共用电子对。
10.(2011年湖北重点中学高三模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在1L0.1mol·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于0.1NA
B.标准状况下,5.6L一氧化氮和5.6L氧气混合后的分子总数为0.5NA
C.58.5g的氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子
D.1mol乙烷分子含有8NA个共价键
解析:
选A。
碳酸钠溶液中CO
发生水解反应:
CO
+H2O
HCO
+OH-,该反应是阴离子数目增加的反应,所以在1L0.1mol·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于0.1NA;一氧化氮和氧气混合后发生化学反应:
2NO+O2===2NO2,该反应是气体分子数减少的反应,所以标准状况下5.6L一氧化氮和5.6L氧气混合后的分子总数小于0.5NA;氯化钠固体的构成微粒为阴阳离子,没有氯化钠分子;1个乙烷分子中的共价键数目为7,1mol乙烷分子含有7NA个共价键。
11.
(1)2molO3和3molO2的质量之比________,分子数之比________,同温同压下的密度之比________,含氧原子数之比________,体积之比________。
(2)O3与Cl2具有相似的性质,均可用于自来水的消毒。
已知二者在消毒时均被还原为最低价态,则相同状况下10LO3与________LCl2的消毒能力相当。
(3)气体化合物A分子式可表示为OxFy,已知同温同压下10mLA受热分解生成15mLO2和10mLF2,则A的化学式为________,推断的依据为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)本题考查的是物质的量的应用,根据物质的量与其他量的关系把物质的量转化成要求的量,还考查了阿伏加德罗定律的运用,运用时注意所处的条件。
(2)此过程为氧化还原反应,O3与Cl2消毒后分别转化为
、
,若设Cl2的体积为xL,根据氧化还原反应过程中化合价升降总数相等,则10L×3×[0-(-2)]=xL×2×[0-(-1)],解得x=30。
(3)根据质量守恒定律和阿伏加德罗定律,写出分解方程式为2OxFy
3O2+2F2,则A化学式为O3F2。
答案:
(1)1∶1 2∶3 3∶2 1∶1
2∶3
(2)30 (3)O3F2 阿伏加德罗定律和质量守恒定律
12.在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体6.72L,质量为12g。
此混合物中CO和CO2物质的量比是________,CO的体积分数是________,CO的质量分数是________,C和O原子个数比是________,混合气体的平均相对分子质量是________,对氢气的相对密度是________。
解析:
设CO、CO2的物质的量分别为x、y。
由题意得:
,
解得:
y=0.225mol,x=0.075mol,
故n(CO)∶n(CO2)=1∶3。
∴CO的体积分数为25%,
CO的质量分数为:
×100%
=17.5%,
C和O的原子个数比是:
0.3∶(0.075+0.225×2)=4∶7,
混合气体的平均相对分子质量是:
=40,对氢气的相对密度为:
=
=20。
答案:
1∶3 25% 17.5% 4∶7 40 20
13.某液体化合物X2Y4,常用做火箭燃料。
16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应方程式为X2Y4(l)+O2(g)===X2(g)+2Y2O(l)。
冷却后标准状况下测得生成物的体积为11.2L,其密度为1.25g·L-1,则:
(1)反应前O2的体积V(O2)为________;
(2)X2的摩尔质量为____________;Y元素的名称是__________。
(3)若反应生成0.1molX2,则转移电子的物质的量为________mol。
解析:
(1)由方程式知O2的体积与生成物X2的体积相同,即11.2L。
(2)M(X2)=1.25g·L-1×22.4L·mol-1=28g·mol-1
由方程式可知:
n(X2Y4)=n(X2)=
=0.5mol
则M(X2Y4)=
=32g·mol-1
由M(X2)、M(X2Y4)可知Y的相对原子质量为1,即为氢元素。
(3)由M(X2Y4)=32g·mol-1 M(Y)=1,则M(X)=14,即为氮元素。
N2H4+O2===N2+2H2O,产生0.1molN2转移电子的物质的量为0.1mol×[0-(-2)]×2=0.4mol。
答案:
(1)11.2L
(2)28g·mol-1 氢 (3)0.4
14.某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量。
实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量的二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为ag。
②装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热,开始反应,直到产生一定量的气体。
⑤停止加热(如图,导管出口高于液面)。
⑥测量收集到气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。
回答下列问题:
(1)如何检查装置的气密性?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒内外液面高度使之相同;②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;③读取量筒内气体的体积。
这三步操作的正确顺序是________(填写步骤代号)。
(3)测量收集到气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同?
________________________________________________________________________。
(4)如果实验中得到的氧气体积是cL(0℃、1.01×105Pa),水蒸气的影响忽略不计,氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c):
M(O2)=________________________________________________________________________。
解析:
检查该套装置的气密性,利用手捂法即可。
测量收集气体体积时应注意:
首先要冷却至室温,然后慢慢将量筒下移使量筒内外液面高度相同,最后再读取量筒内气体的体积。
据题意可知,试管内固体质量减少值为(a-b)g就是生成的O2的质量,又知O2在标准状况下的体积为cL,所以M(O2)=
=
=
g/mol
答案:
(1)将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气
(2)②①③
(3)慢慢将量筒下移
(4)
g/mol
第二节 物质的量在化学实验中的应用
1.下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO
的总物质的量为0.9mol
B.1L水吸收22.4L氨气时所得氨水的浓度是1mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合溶液中,如果Na+和SO
的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10℃时,100mL0.35mol·L-1的KCl饱和溶液蒸发掉5g水冷却到10℃时,其体积小于100mL,它的物质的量浓度仍为0.35mol·L-1
解析:
选D。
A项由于不知道溶液的体积,故不能求算各微粒的物质的量;B项22.4LNH3没有注明条件故无法求算其浓度;C项根据溶液显中性,可得电荷守恒式:
c(K+)+c(Na+)=2c(SO
)+c(Cl-),若n(Na+)=n(SO
),那么K+和Cl-的物质的量浓度一定不相同。
2.(2011年佛山模拟)配制100mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液,下列操作正确的是( )
A.称取1.06g无水碳酸钠,加入100mL容量瓶中,加水溶解、定容
B.称取1.06g无水碳酸钠,加入100mL蒸馏水,搅拌、溶解
C.转移Na2CO3溶液时,未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶中
D.定容后,塞好瓶塞,反复倒转,摇匀
解析:
选D。
A项在容量瓶中溶解不正确,B项直接加入100mL蒸馏水水量太大,不利于转移和定容,C项应用玻璃棒引流。
3.某溶液中(假定不考虑水解因素)仅含有K+、Mg2+、SO
、NO
四种离子,其中K+与Mg2+的个数之比为4∶5,则NO
与SO
的物质的量之比一定不是( )
A.8∶3 B.3∶2
C.1∶3D.2∶3
解析:
选D。
根据电荷守恒可得:
n(K+)×1+n(Mg2+)×2=n(NO
)×1+n(SO2-4)×2,则n(NO
)+2n(SO
)=4+10=14,讨论可知D不符合。
4.(2011年保定模拟)实验室用下列溶质配制一种混合溶液,已知溶液中c(K+)=c(Cl-)=
c(Na+)=c(SO
),则其溶质可能是( )
A.NaCl K2SO4
B.KCl Na2SO4 NaCl
C.NaCl Na2SO4 K2SO4
D.KCl K2SO4 Na2SO4
解析:
选C。
将四个选项中物质的量之比求算出来依次验证,即得答案。
5.精确配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,下面实验操作中正确的是( )
A.称量时,将NaOH固体直接放在托盘天平上面的纸上
B.将称好的NaOH固体放入容量瓶中,加入少量水溶解
C.在烧杯中溶解NaOH固体后,立即将所得溶液注入容量瓶中
D.将烧杯中已冷却的NaOH溶液注入未经干燥的容量瓶中
解析:
选D。
A错误,称量NaOH时需放在玻璃器皿中称量,因为NaOH有腐蚀性;B错误,应先将称量好的NaOH放入烧杯中溶解,再转移至容量瓶中;C错误,NaOH在烧杯中溶解待冷却至室温后方可转入容量瓶中;D正确,容量瓶未干燥对结果无影响。
6.配制0.01mol/L的KMnO4消毒液,下列操作导致所配溶液浓度偏高的是( )
A.取KMnO4样品时不慎在表面沾了点蒸馏水
B.溶解搅拌时有液体飞溅
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线
解析:
选C。
A项取得样品质量偏小,使溶液浓度偏低,B项液体飞溅损失一部分KMnO4,使溶液浓度偏低,C项定容时俯视导致加水量较少浓度偏高,D项加水量过多,使溶液浓度偏低。
7.以下仪器,用蒸馏水洗净后便可立即使用而不会对实验结果造成误差的是( )
①中和滴定用的锥形瓶 ②中和滴定用的滴定管 ③容量瓶 ④配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,用于称量的小烧杯 ⑤量筒(量取浓H2SO4用)
A.①②⑤B.①③
C.②④⑤D.①⑤
解析:
选B。
中和滴定只与锥形瓶中溶质有关。
容量瓶定容时仍会加水至刻度线,故二者不干燥即可使用。
8.(2011年天津模拟)某金属R的氯化物溶液20mL,浓度为0.05mol/L,它恰好能与20mL0.15mol/LAgNO3溶液完全反应,则该氯化物的化学式为( )
A.RClB.RCl2
C.RCl3D.RCl5
解析:
选C。
n(Cl-)=n(Ag+)=0.02L×0.15mol/L=0.003mol,n(氯化物)=0.02L×0.05mol/L=0.001mol,故1mol 氯化物电离出3molCl-,C正确。
9.(2011年湖南长沙模拟)已知14mol/L的H2SO4溶液的溶质质量分数为80%,那么7mol/L的H2SO4溶液的溶质质量分数将( )
A.大于40%B.等于40%
C.小于40%D.无法确定
解析:
选A。
由公式c=
得ρ1w1=2ρ2w2,因硫酸浓度越大,密度越大,则ρ1>ρ2所以w2>
。
10.(思维拓展题)有BaCl2和KCl的混合溶液VL,将它均分成两份。
一份滴加稀硫酸,使Ba2+完全沉淀;另一份滴加AgNO3溶液,使Cl-完全沉淀。
反应中消耗mmolH2SO4、nmolAgNO3。
据此得知原混合溶液中的K+的物质的量浓度为( )
A.
mol·L-1B.
mol·L-1
C.
mol·L-1D.
mol·L-1
解析:
选D。
依据发生的离子反应可知,该混合溶液中含有Ba2+2mmol,含有Cl-2nmol,根据溶液呈电中性可得n(K+)+2n(Ba2+)=n(Cl-),则n(K+)=n(Cl-)-2n(Ba2+)=(2n-4m)mol,故c(K+)=
mol·L-1。
本题容易忽视“分成两等份”而出错。
11.在一定温度下,某饱和氢氧化钠溶液体积为VmL,溶液密度为dg·cm-3,质量分数为w,物质的量浓度为cmol/L,溶液中含氢氧化钠质量为mg。
(1)用w表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为
________________________________________________________________________。
(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为
________________________________________________________________________。
(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为
________________________________________________________________________。
(4)用c、d表示溶液中溶质的质量分数为________________________________________________________________________
__________________________。
解析:
(1)溶液为饱和溶液,w=
,∴S=
g;
(2)c=
=
mol/L;
(3)c=
=
=
·
=
=25dwmol/L;
(4)w=
×100%=
×100%=
×100%=
%。
答案:
(1)S=
×100g
(2)c=
mol/L
(3)c=25dwmol/L (4)w=
%
12.
(1)常温下,将20.0g14%的NaCl溶液跟30.0g24%的NaCl溶液混合,混合后得到密度为1.17g·cm-3的溶液。
请计算:
①混合后的溶质中NaCl的质量分数为________。
②混合后的溶液的物质的量浓度为________。
③在1000g水中需加入________mol氯化钠,才能使其浓度恰好与上述混合后的溶质的浓度相等。
(计算结果保留1位小数)
(2)在标准状况下,1L水溶解了一定体积的NH3,所得溶液的密度为0.91g·cm-3,物质的量浓度是17.2mol·L-1,则所溶解的NH3的体积为________________。
解析:
(1)①NaCl的质量分数为:
×100%
=20%。
②混合溶液中溶质的物质的量为:
n=
≈0.17mol
溶液的体积为:
V=
×10-3L·mL-1
=0.043L,c=
=4.0mol/L。
③设加入NaCl的物质的量为n,
×100%
=
×100%,
n≈4.3mol。
(2)设溶解氨气的体积为VL,
=17.2mol·L-1,V=623.8L。
答案:
(1)①20% ②4.0mol/L
③4.3
(2)623.8L
13.
(1)实验室里需用480mL0.1mol/L的CuSO4溶液。
①以下配制方法正确的是__________________(填字母)。
A.称取7.68gCuSO4加入500mL水
B.称取12.0g胆矾加入500mL水
C.称取8.0gCuSO4加入500mL水
D.称取12.5g胆矾配成500mL溶液
②假如其他操作均准确无误,分析下列情况对配制溶液浓度的影响。
A.定容时俯视观察刻度线:
________;
B.移液时,对用于溶解CuSO4(或胆矾)的烧杯没有洗涤:
________;
C.定容后,将容量瓶振荡摇匀,静置时发现液面低于刻度线,又补加水至刻度线:
________。
(2)用98%(密度为1.84g/cm3)的
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