第二章智能作业13 与物质的量有关的计算

第1题 (单选题) 难度 - 基础题：

下列与“物质的量”相关的计算正确的是(　　)

A: 现有CO、CO₂、O₃三种气体，它们都含有1 mol O，则三种气体的体积之比为6∶3∶2
B: 28 g CO和22.4 L CO₂中含有的碳原子数一定相等
C: 标准状况下，11.2 L X气体分子的质量为16 g，则X气体的摩尔质量为32
D: a g Cl₂中有b个氯原子，则阿伏加德罗常数N_A为 $\frac{35.5 b}{a}$ mol^-1

解析:

现有CO、CO₂、O₃三种气体，它们都含有1 mol O，则三种气体的物质的量分别是1 mol、 $\frac{1}{2}$ mol、 $\frac{1}{3}$ mol，未指明同温同压，物质的量之比未必等于体积之比，故体积之比不一定是6∶3∶2，A错误；未指明标准状况，22.4 L CO₂的物质的量未必是1 mol，B错误；标准状况下，11.2 L X气体分子的物质的量为0.5 mol，质量为16 g，则X气体的摩尔质量是32 g·mol^-1，C错误；a g Cl₂中有b个氯原子，根据n= $\frac{m}{M}$ 和n= $\frac{N}{N_{A}}$ ，有 $\frac{a}{71}$ = $\frac{b}{2 N_{A}}$ ，则阿伏加德罗常数N_A为 $\frac{35.5 b}{a}$ mol^-1，D正确。

第2题 (单选题) 难度 - 基础题：

(2023·江苏南通海门中学高一期中)过氧乙酸消毒液是一种常见的消毒剂。如图为实验室中过氧乙酸消毒液试剂瓶标签上的有关数据，下列说法不正确的是(　　)

A: 3.01×10²³个过氧乙酸分子中所含碳原子的物质的量为1 mol
B: 过氧乙酸中C、H、O三种元素的质量之比为6∶1∶12
C: 过氧乙酸消毒液的物质的量浓度为2.28 mol·L^-1
D: 该消毒液中过氧乙酸的物质的量为11.4 mol

解析:

由分子式可知，3.01×10²³个过氧乙酸分子中含有碳原子的物质的量为 $\frac{3.01 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23} m o l^{- 1}}$ ×2=1 mol，A正确；碳、氢、氧三种元素的质量之比为(12×2)∶(1×4)∶(16×3)=6∶1∶12，B正确；由c= $\frac{1 000 ρ w}{M}$ 可知，过氧乙酸溶液的浓度为 $\frac{1 000 \times 1.14 \times 15.2 %}{76}$ mol·L^-1=2.28 mol·L^-1，则200 mL溶液中过氧乙酸的物质的量为2.28 mol·L^-1×0.2 L=0.456 mol，C正确，D错误。

第3题 (单选题) 难度 - 基础题：

有容积不同X、Y两密闭容器，X中充满CO气体，Y中充满CH₄、O₂、N₂混合气体，同温同压下测得两容器中气体密度相同。下列叙述不正确的是(　　)

A: 两容器中所含气体分子数一定不同
B: 两容器中所含气体质量一定不同
C: Y容器中所含CH₄、O₂和N₂物质的量之比一定为1∶3∶6
D: Y容器中CH₄、O₂和N₂的质量比可以为1∶6∶3

解析:

同温同压下，两个容器的体积不同，所以分子数不同，A正确；已知两个容器的体积不同，而气体的密度相同，由m=ρV可知，质量不同，B正确；根据同温同压下密度之比等于摩尔质量之比可知，两个容器中气体的平均摩尔质量相同，即CH₄、O₂、N₂的平均摩尔质量为28 g·mol^-1，由于N₂的摩尔质量为28 g·mol^-1，则CH₄、O₂的平均摩尔质量为28 g·mol^-1，氮气的物质的量不确定，所以Y容器中所含CH₄、O₂和N₂物质的量之比不一定为1∶3∶6，C错误；由C分析可知，Y容器中CH₄、O₂的质量之比为 $\frac{1 \times 16}{3 \times 32}$ = $\frac{1}{6}$ ，N₂的质量不固定，所以CH₄、O₂、N₂的质量之比可以为1∶6∶3，D正确。

第4题 (单选题) 难度 - 基础题：

化学用语是学习化学的语言，概念的准确理解是学好化学的关键，下列说法错误的是（　　）

A: 49 g H₂SO₄的物质的量为0.5 mol
B: 360 g NaCl溶于1 L水形成密度为1.197 g·cm^-3的溶液，其物质的量浓度为6.15 mol·L^-1
C: 标准状况下，3.01×10²³个CO₂分子占有的体积为11.2 L
D: 标准状况下，H₂的密度约为0.089 3 g·L^-1

解析:

49 g H₂SO₄的物质的量n（H₂SO₄）= $\frac{49 g}{98 g \cdot m o l^{- 1}}$ =0.5 mol，A正确；360 g NaCl溶于1 L水中，溶液的体积不等于1 L，应用溶液质量除以密度计算，B错误；n（CO₂）= $\frac{3.01 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23} m o l^{- 1}}$ =0.5 mol，V（CO₂）=0.5 mol×22.4 L·mol^-1=11.2 L，C正确；标准状况下，1 mol氢气的质量是2 g，1 mol氢气的体积是22.4 L，标准状况下H₂的密度ρ（H₂）= $\frac{m}{V}$ = $\frac{M}{V_{m}}$ = $\frac{2 g \cdot m o l^{- 1}}{22.4 L \cdot m o l^{- 1}}$ ≈0.089 3 g·L^-1，D正确。

第5题 (单选题) 难度 - 基础题：

下列说法正确的是(N_A表示阿伏加德罗常数的值)(　　)

A: 在常温常压下，11.2 L N₂含有的分子数为0.5 N_A
B: 在常温常压下，1 mol He含有的原子数为2N_A
C: 71 g Cl₂所含原子数为2N_A
D: 23 g Na在化学反应中失去的电子数目为10N_A

解析:

常温常压不是标准状况，不能用22.4 L·mol^-1计算氮气物质的量，故A错误；He是单原子分子，因此1 mol He含有原子数为N_A，故B错误；1 mol Na参与化学反应失去1 mol电子，因此23 g Na在化学反应中失去电子数目为N_A，故D错误。

第6题 (单选题) 难度 - 基础题：

(2023·南京高一期末)设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A: 0.2 mol·L^-1 AlCl₃溶液中Cl^-物质的量为0.6 mol
B: 1.6 g O₂中所含的O原子数目为6.02×10²²
C: 标准状况下，4.48 L H₂O中含有分子数为0.2N_A
D: 7.8 g Na₂O₂中含有阴、阳离子的总数为0.4N_A

解析:

只有溶液浓度，缺少溶液体积，不能计算微粒的物质的量，A错误；O原子相对原子质量是16，所以1.6 g O₂中所含的O原子的物质的量是0.1 mol，则O原子的数目为6.02×10²²，B正确；标准状况下水不是气体，C错误；Na₂O₂中含有2个阳离子(Na⁺)和1个阴离子( $O_{2}^{2 -}$ )，7.8 g Na₂O₂的物质的量是0.1 mol，则其中含有的阴、阳离子总数是0.3N_A，D错误。

第7题 (单选题) 难度 - 基础题：

在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L^-1 HCl溶液，Fe完全溶解。N_A代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A: 反应转移电子为0.5 mol
B: HCl溶液中Cl^-数为3N_A
C: 2.8 g Fe含有的质子数为1.3N_A
D: 反应生成的气体标准状况下为3.36 L

解析:

2.8 g Fe的物质的量为0.05 mol，与100 mL 3 mol·L^-1HCl溶液发生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。Fe完全溶解生成Fe²⁺，该反应转移0.1 mol电子，A错误；HCl溶液中Cl^-的物质的量为0.3 mol，因此，Cl^-数为0.3N_A，B错误；Fe的质子数为26，2.8 g Fe含有的质子数为1.3N_A，C正确；反应生成H₂的物质的量为0.05 mol，在标准状况下的体积为1.12 L，D错误。

第8题 (单选题) 难度 - 基础题：

(2024·河北邯郸高一月考)设N_A为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是(　　)

A: 标准状况下，2.24 L水所含氢原子数为0.2N_A
B: 常温常压下，7.8 g Na₂O₂与足量水反应转移的电子数为0.1N_A
C: 5.6 g Fe与足量的稀H₂SO₄完全反应，转移的电子数为0.3N_A
D: 0.100 mol·L^-1 NaHCO₃溶液中，Na⁺数目为0.1N_A

解析:

标准状况下，水不是气体，不能利用气体摩尔体积计算其物质的量，A错误；7.8 g Na₂O₂物质的量为0.1 mol，与足量水反应转移的电子数为0.1N_A，B正确；5.6 g Fe与足量的稀H₂SO₄完全反应生成0.1 mol Fe²⁺，转移的电子数为0.2N_A，C错误；0.100 mol·L^-1 NaHCO₃溶液中，没有溶液的体积，无法计算出Na⁺的物质的量，D错误。

第9题 (单选题) 难度 - 基础题：

(2023·湖北荆州高一期末)N_A是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A: 在25 ℃，101 kPa时，22.4 L CO₂中所含原子数目为3N_A
B: 500 mL 12 mol·L^-1浓盐酸与1.5 mol MnO₂充分反应生成Cl₂的分子数目为1.5N_A
C: 常温常压下，1 mol Cl₂溶于1.0 L H₂O中，溶液中Cl^-、HClO、ClO^-的个数之和为2N_A
D: 18 g H₂O中含有电子的数目为10N_A

解析:

温度高于0 ℃，22.4 L气体物质的量小于1 mol，所含原子数目小于3N_A，故A错误；随反应的进行，盐酸浓度降低，还原性降低，反应停止，故B错误；溶液中Cl₂、Cl^-、HClO、ClO^-的氯原子数目之和为2N_A，故C错误；H₂O的摩尔质量为18 g·mol^-1，18 g H₂O的物质的量为1 mol，含有电子的数目为10N_A，故D正确。

第10题 (单选题) 难度 - 中档题：

下列关于物质的量浓度的说法正确的是(　　)

A: 在标准状况下，V L氨气溶于1 L水配成密度为ρ g·cm^-3的氨水，该氨水的物质的量浓度为 $\frac{V}{22.4 (V + 1)}$ mol·L^-1
B: 0.3 mol·L^-1硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸根离子总物质的量为0.9 mol
C: 将40 g氢氧化钠固体溶于1 L水中，物质的量浓度为1 mol·L^-1
D: 实验室使用的浓盐酸的溶质质量分数为36.5%，密度为1.19 g·cm^-3，则该浓盐酸物质的量浓度是11.9 mol·L^-1

解析:

V L氨气与1 L水的体积不能相加，溶液的体积不是(V+1)L，A错误；溶液的体积未知，无法计算出物质的量，B错误；1 L水溶解氢氧化钠后，溶液体积不再是1 L，C错误；根据质量分数与物质的量浓度的换算c= $\frac{1 000 ρ ω}{M}$ 可知，该浓盐酸的物质的量浓度c= $\frac{1 000 \times 1.19 \times 36.5 %}{36.5}$ mol·L^-1=11.9 mol·L^-1，D正确。

第11题 (单选题) 难度 - 中档题：

设N_A为阿伏加德罗常数的值，将NaClO固体投入100 g 36.5%的盐酸中并微热，发生反应：NaClO+2HCl(浓)NaCl+H₂O+Cl₂↑。下列说法正确的是(　　)

A: 74.5 g NaClO中所含离子数为3N_A
B: 该盐酸中所含氢离子数为N_A
C: 若反应转移N_A个e^-，则有1 mol NaClO被氧化
D: 若有0.5 mol HCl参与反应，则转移的电子数为0.25N_A

解析:

NaClO由Na⁺和ClO^-组成，故74.5 g NaClO中所含离子数为2N_A，故A错误；100 g 36.5%盐酸所含HCl的物质的量为1 mol，该盐酸中所含氢离子数包含HCl电离出的氢离子和水电离出的氢离子，故大于N_A，故B错误；若反应转移N_A个e^-，则有1 mol NaClO被还原，故C错误；根据方程式，2 mol HCl参与反应时，转移1 mol电子，故0.5 mol HCl参与反应，转移的电子数为0.25N_A，故D正确。

第12题 (填空题) 难度 - 中档题：

现有m g某X₂气体，它的摩尔质量为M g·mol^-1，阿伏加德罗常数的值用N_A表示，则

(1)一个X原子的质量为　　　　g。

(2)该气体在标准状况下的体积为　　　　　　L。

(3)该气体溶于水后形成V L溶液，其溶液的物质的量浓度为　　　　 mol·L^-1。

(4)该气体溶于1 L水中(不考虑反应)，所得溶液的密度为ρ g·cm^-3，则该溶液的物质的量浓度为　 mol·L^-1。

(5)相同状况下，若X₂与氮气以体积比1∶4混合，该混合气体相对氢气的密度为14.4，则X₂的相对分子质量为　　　　。

(6)若标准状况下X₂的密度为1.25 g·L^-1，则X原子有　　　　个电子。

答案:

(1) $\frac{M}{2 N_{A}}$ 　(2) $\frac{22.4 m}{M}$ 　(3) $\frac{m}{M V}$ 　(4) $\frac{1 000 ρ m}{M (m + 1 000)}$ 　(5)32　(6)7

解析:

(1)设该气体的物质的量为1 mol，则一个X₂分子的质量为 $\frac{M}{N_{A}}$ g，而该分子是双原子分子，故一个X原子的质量为 $\frac{M}{2 N_{A}}$ g。(2)在标准状况下，该气体的体积为 $\frac{m g}{M g \cdot m o l^{- 1}}$ ×22.4 L·mol^-1= $\frac{22.4 m}{M}$ L。(3)c= $\frac{n}{V}$ = $\frac{\frac{m}{M}}{V}$ mol·L^-1＝ $\frac{m}{M V}$ mol·L^-1。(4)1 L水的质量m(水)=1 L×1 000 g·L^-1=1 000 g，所得溶液质量m(溶液)=1 000 g+m g，溶液的体积V(溶液)= $\frac{m (溶液)}{ρ}$ = $\frac{1 000 + m}{1 000 ρ}$ L，c= $\frac{n}{V (溶液)}$ = $\frac{\frac{m}{M}}{\frac{m + 1 000}{1 000 ρ}}$ mol·L^-1= $\frac{1 000 ρ m}{M (m + 1 000)}$ mol·L^-1。(5)相同状况下，若X₂与氮气以体积比1∶4混合，则X₂与氮气的物质的量之比为1∶4，由于气体的密度之比等于其相对分子质量之比，则混合气体的平均相对分子质量为14.4×2=28.8，则 $\frac{1 m o l \times M g \cdot m o l^{- 1} + 4 m o l \times 28 g \cdot m o l^{- 1}}{5 m o l}$ =28.8 g·mol^-1，求得X₂的相对分子质量为32。(6)若标准状况下X₂的密度为1.25 g·L^-1，X₂的摩尔质量为1.25 g·L^-1×22.4 L·mol^-1＝28 g·mol^-1，则X的相对原子质量为14，推断出X为氮元素，氮原子的电子数为7。

第13题 (填空题) 难度 - 中档题：

(2023·福建闽侯三中高一期中)完成下列问题。

(1)①1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×10²²，则该气体的摩尔质量为　　　　。

②设N_A为阿伏加德罗常数的值，已知一个铁原子的质量为b g，则铁的摩尔质量为　　　　。

③设N_A为阿伏加德罗常数的值，已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为　　　　　　　　　。

(2)在相同温度和压强下，容器A中的臭氧(O₃)和容器B中的乙炔(C₂H₂)气体所含的原子个数相同，则A、B两容器中气体的体积之比是　　　　　。

(3)某人的血糖化验单显示血液中葡萄糖(C₆H₁₂O₆；M=180 g·mol^-1)为5.00×10^-3 mol·L^-1，此人1 mL血液中含葡萄糖　　　　　mg。

答案:

(1)①64 g·mol^-1　②bN_A g·mol^-1　③ $\frac{a N_{A}}{b}$ g·mol^-1　(2)4∶3　(3)0.9

解析:

(1)①分子数目为1.204×10²²，说明该气体物质的量为0.02 mol，则该气体的摩尔质量为 $\frac{1.28 g}{0.02 m o l}$ =64 g·mol^-1。③分子数为b，可得气体物质的量n= $\frac{N}{N_{A}}$ = $\frac{b}{N_{A}}$ mol，则该气体的摩尔质量：M= $\frac{m}{n}$ = $\frac{a g}{\frac{b}{N_{A}} m o l}$ = $\frac{a N_{A}}{b}$ g·mol^-1。(2)在相同温度和压强下，臭氧(O₃)和乙炔(C₂H₂)气体所含的原子个数相同，则臭氧(O₃)和乙炔(C₂H₂)气体物质的量之比为4∶3，相同温度和压强下，气体体积比等于物质的量之比，比值为4∶3。(3)根据m=nM=cVM=5.00×10^-3 mol·L^-1×10^-3 L×180 g·mol^-1=9×10^-4g=0.9 mg。

第14题 (填空题) 难度 - 中档题：

物质的量是沟通微观和宏观世界的桥梁，以物质的量为中心的计算更是变化万千。设N_A=6.02×10²³，计算下列各值：

(1)4.5 g H₂O与　　　　　g H₂SO₄所含的分子数相等，它们所含氧原子数之比是　　　　　。

(2)同温同压条件下，5 mol O₂和2 mol H₂体积之比为　　　　　　；密度之比为　　　　　　　。

(3)NO和O₂发生反应：2NO+O₂2NO₂，现有a mol NO和b mol O₂充分反应后氮原子与氧原子的个数比为　　　　　　　　。

(4)同浓度的三种溶液：Na₂SO₄、MgSO₄、Al₂(SO₄)₃，其三者体积比为3∶2∶1，则S $O_{4}^{2 -}$ 浓度之比为　　　　　　　。

(5)8.4 g N₂与9.6 g某单质R_x所含原子数相同，且分子数之比为3∶2，则x值是　　　　。

(6)将19.4 g CO₂和水蒸气的混合气体与足量的Na₂O₂反应，收集到标准状况下5.6 L气体，试确定原混合气体的平均摩尔质量为　　　　　　　　，CO₂与水蒸气的体积之比为　　　　　　。

答案:

(1)24.5　1∶4　(2)5∶2　16∶1　(3)a∶(a+2b)　(4)1∶1∶3　(5)3　(6)38.8 g·mol^-1　4∶1

解析:

(1)4.5 g H₂O的物质的量为0.25 mol，与0.25 mol H₂SO₄所含的分子数相等，H₂SO₄质量为24.5 g，它们所含氧原子的物质的量分别为0.25 mol、1 mol，数目之比是1∶4。(2)根据阿伏加德罗定律可知，同温同压条件下，5 mol O₂和2 mol H₂体积之比等于物质的量之比，即5∶2；密度之比等于摩尔质量之比，即32∶2=16∶1。(3)反应前后原子种类和数目不变，a mol NO和b mol O₂充分反应后氮原子与氧原子的个数比为a∶(a+2b)。(4)同浓度的三种溶液：Na₂SO₄、MgSO₄、Al₂(SO₄)₃，浓度比与体积比无关，由化学式体现的关系可知，S $O_{4}^{2 -}$ 浓度之比为1∶1∶(3×1)=1∶1∶3。(5)8.4 g N₂的物质的量为0.3 mol，所含原子数为0.6N_A，其与9.6 g某单质R_x所含原子数相同，且分子数之比为3∶2，则9.6 g某单质R_x所含分子数为0.2N_A，所含原子数为0.6N_A，则1个R_x分子中含有3个原子，x值是3。(6)将19.4 g CO₂和水蒸气的混合气体与足量的Na₂O₂反应，收集到标准状况下5.6 L气体(物质的量为0.25 mol)；由2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑、2Na₂O₂+2CO₂CO₃+O₂可知，均为2 mol气体生成1 mol氧气，则混合气体的物质的量为0.5 mol，原混合气体的平均摩尔质量为 $\frac{19.4 g}{0.5 m o l}$ =38.8 g·mol^-1；设CO₂与水蒸气的物质的量分别为a mol、(0.5-a)mol，则44a+18(0.5-a)=19.4，a=0.4，水蒸气的物质的量为0.1 mol，则CO₂与水蒸气的体积之比为4∶1。

第二章 智能作业13 与物质的量有关的计算

第二章智能作业13 与物质的量有关的计算