2024化学学业水平考试专题练
优化集训4 物质的量及在化学计算中的应用
一、选择题(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.下列有关物质的量和摩尔质量的叙述中,正确的是 ( )
A.水的摩尔质量是18 g
B.0.012 kg12C中约含有6.02×1023个碳原子
C.1 mol水中含有8 mol电子
D.1 mol任何物质都含有6.02×1023个原子
2.下列有关说法正确的是( )
A.1 mol H2的质量是2 g
B.1 mol H2的体积为22.4 L
C.1 mol O2的密度是1.43 g·L-1
D.含1 mol Na+的溶液中Na+浓度为1 mol·L-1
3.与5.4 g H2O中含相同氢原子数的物质是( )
A.0.3 mol HNO3
B.3.612×1023个HNO3分子
C.0.1 mol H3PO4
D.0.2 mol CH4
4.对于标准状况下0.4 mol HCl气体,下列相应的描述不正确的是( )
A.含有0.4 mol H+
B.含有0.8 mol原子
C.质量为14.6 g
D.体积为8.96 L
5.某氧原子的质量是a g,12C原子的质量是b g,若NA只表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是( )
A.该氧原子的相对原子质量为
B.m g该氧原子的物质的量为 mol
C.该氧原子的摩尔质量是aNA g
D.a g该氧原子所含的电子数为8NA
6.下列指定微粒的数目不相等的是( )
A.等物质的量的H2和D2含有的质子数
B.等质量的乙烯和丙烯中含有的原子个数
C.同温、同压下同体积的CO和N2含有的质子数
D.等物质的量的铁和铝分别与足量的盐酸完全反应放出气体的体积(相同状况)
7.在一定条件下,某化合物X受热分解:2XA↑+3B↑,测得反应后生成的混合气体在标准状况的密度为0.38 g·L-1,X的相对分子质量是( )
A.8.5 B.17
C.34 D.68
8.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.常温常压下,22.4 L CCl4含有NA个CCl4分子
B.50 g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有氢原子数为3NA
C.工业上N2和H2反应生成了2 mol NH3,转移的电子数为6NA
D.常温下,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有的C数目为0.1NA
9.下列叙述错误的是( )
A.标准状况下,1 mol混合气体的体积约为22.4 L
B.1 mol气体的体积不一定为22.4 L
C.两种气体的物质的量之比一定等于其体积比
D.标准状况下的气体密度可由摩尔质量和摩尔体积计算
10.关于O2与O3气体,下列说法正确的是( )
A.相同状态下,两种气体所占体积相同时,质量也相等
B.若温度、压强相同,两种气体的密度之比为2∶3
C.若两种气体分子数相同,两种气体的质子数相同
D.若两种气体的质量相同,两种气体的分子数相同
11.容量瓶上未有标记的是( )
A.温度 B.规格(容积)
C.刻度线 D.压强
12.下列实验操作均要用到玻璃棒:①过滤,②蒸发,③溶解,④向容量瓶转移溶液。其中玻璃棒作用相同的是( )
A.①和② B.①和③
C.③和④ D.①和④
13.关于容量瓶的使用,下列操作正确的是( )
A.使用前要检查容量瓶是否漏水
B.用蒸馏水洗涤后要将容量瓶烘干
C.浓溶液稀释可直接在容量瓶中进行
D.定容后,手握瓶颈左右振荡,使溶液浓度均匀
14.配制100 mL 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列情况会导致溶液浓度偏高的是( )
A.容量瓶使用前用1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液润洗
B.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒
C.仰视确定凹液面与刻度线相切
D.定容后,摇匀溶液导致液面低于刻度线,未继续加水
15.称量一定量的氢氧化钠固体配制一定物质的量浓度的溶液,下列图示对应的操作正确的是( )
16.V mL Al2(SO4)3溶液中含有a g Al3+,取出 mL溶液稀释到4V mL,则稀释后溶液中S的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1
B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
二、非选择题
17.氨气极易溶于水,用1 L水吸收标准状况下的氨气560 L得到氨水,所得氨水的密度是0.90 g· mL-1。
(1)氨气的质量为 g。
(2)所得氨水的物质的量浓度为 mol·L-1。
18.某化学兴趣小组需要480 mL 0.10 mol·L-1的氢氧化钠溶液,为配制溶液,进行了如下实验操作步骤:
①将已经称量的氢氧化钠固体放入小烧杯中,加适量蒸馏水溶解。
②把①所得溶液小心转入容量瓶中。
③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切。
④用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,将洗涤液都转入容量瓶,并轻轻摇匀。
⑤将NaOH溶液装入试剂瓶,贴上标签。
⑥将容量瓶瓶塞塞紧,上下振荡摇匀。
请回答以下问题:
(1)计算需要NaOH固体的质量为 g。
(2)本实验需要用到的仪器有天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、 。
(3)操作步骤的正确顺序为 (填序号)。
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响 没有进行步骤④ (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);定容时俯视刻度线 。
19.称量Na2CO3和NaOH固体混合物5.32 g,溶于水后加入60 mL 1.0 mol·L-1的Ba(OH)2溶液充分反应,经过滤、洗涤、干燥,称得沉淀3.94 g。为将滤液处理至中性后达标排放,需加入V mL 2.0 mol·L-1稀硫酸。请计算:
(1)混合物中n(Na2CO3)∶n(NaOH)= 。
(2)稀硫酸的体积V= mL。
20.将5.76 g铜粉投入30 mL浓硝酸中,当铜粉恰好与HNO3完全反应时,共收集到标准状况下由NO2和NO组成的混合气体3.36 L。请回答:
(1)被还原的HNO3有 mol,HNO3的物质的量浓度为 。
(2)标准状况下,混合气体中NO的体积为 L。
优化集训4 物质的量及在化学计算中的应用
1.B 解析 水的摩尔质量是18 g· mol-1,A不正确;1个H2O分子中有10个电子,1 mol水中含有10 mol电子,C不正确;构成物质的基本粒子有分子、原子和离子等,1 mol任何物质含有的原子数不一定为6.02×1023,D不正确。故选B。
2.A 解析 H2的状态未知,1 mol H2的体积不一定为22.4 L,B不正确;O2的状态未知,O2的密度不一定为1.43 g·L-1,C不正确;溶液体积未知,含1 mol Na+的溶液中Na+浓度不一定为1 mol·L-1,D不正确。故选A。
3.B 解析 5.4 g H2O的物质的量为0.3 mol,含H原子的物质的量为0.6 mol,H原子数为0.6 mol×6.02×1023 mol-1=3.612×1023。故选B。
4.A 解析 标准状况下0.4 mol HCl气体:不含H+;双原子分子,含有0.8 mol原子;m=0.4 mol×36.5 g· mol-1=14.6 g;V=0.4 mol×22.4 L· mol-1=8.96 L。
5.B 解析 该氧原子的相对原子质量=;mg该氧原子的个数为,其物质的量为 mol;该氧原子的摩尔质量是aNA g· mol-1;该氧原子的质量是a g,则a g该氧原子(即1个氧原子)所含的电子数为8。故选B。
6.D 解析 H、D互为同位素,质子数相同,中子数不同,等物质的量的H2和D2含有的质子数相等;乙烯、丙烯的最简式相同均为CH2,二者的质量相等,含有的原子数也相等;CO分子的质子数=6+8=14,N2分子的质子数=7×2=14,同温、同压下同体积的CO和N2,气体的物质的量相同,含有的质子数也相等;铁和铝分别与足量的盐酸反应时,铁元素化合价从0价升高到+2价,铝元素化合价从0价升高到+3价,因此等物质的量的铁和铝分别与足量的盐酸完全反应放出气体的体积(相同状况)比为2∶3。故选D。
7.B 解析 M(混)=0.38 g·L-1×22.4 L· mol-1≈8.5 g· mol-1,1 mol A和3 mol B的质量:8.5 g· mol-1×4 mol=34 g,根据质量守恒,2 mol X的质量也为34 g;M(X)==17 g· mol-1,X的相对分子质量为17。故选B。
8.C 解析 常温常压下,CCl4是液态,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算,A错误;50 g 46%的乙醇溶液中含0.5 mol C2H5OH,但水中也含有氢原子,故含有的氢原子数大于3NA,B错误;N2与H2反应生成2 mol NH3,转移的电子数为6NA,C正确;Na2CO3溶液的体积未知,无法计算相关粒子数目,D错误。
9.C 解析 对两种气体来说,只有在相同的温度和压强下,物质的量之比才等于其体积比。故选C。
10.B 解析 相同状态下,两种气体所占体积相同时,质量之比等于摩尔质量之比,为2∶3;若温度、压强相同,两种气体的密度之比等于摩尔质量之比,为2∶3;若两种气体分子数相同,两种气体的原子数之比为2∶3,质子数之比为2∶3;若两种气体的质量相同,两种气体的分子数之比为3∶2。故选B。
11.D 解析 容量瓶上标有温度、规格(容积)和刻度线。故选D。
12.D 解析 在过滤和向容量瓶转移溶液的操作过程中,玻璃棒的作用都是引流;蒸发时,玻璃棒的作用是通过搅拌使受热均匀;溶解时,玻璃棒的作用是搅拌加速溶解。故选D。
13.A 解析 用蒸馏水洗涤后不需要将容量瓶烘干;浓溶液稀释应先在烧杯中进行,冷却后转移至容量瓶;定容后,摇匀的方法是用右手食指顶住瓶塞,左手持瓶底,反复上下颠倒摇匀,不可左右振荡。故选A。
14.A 解析 容量瓶使用前用1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液润洗导致溶质Na2CO3增加,所配溶液浓度偏高;配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒,导致溶质减少,所配溶液浓度偏低;仰视确定凹液面与刻度线相切,导致加水超过刻度线,所配溶液浓度偏低;定容后,摇匀溶液导致液面低于刻度线,溶液浓度不受影响,不需要继续加水。故选A。
15.B 解析 称量氢氧化钠固体时要置于小烧杯中,且应放在托盘天平的左盘;小烧杯中溶解氢氧化钠固体时,用玻璃棒搅拌加速溶解和散热;移液时应该用玻璃棒引流;定容时胶头滴管不能伸入容量瓶中。故选B。
16.C 解析 根据Al2(SO4)3电离方程式:Al2(SO4)32Al3++3S,稀释后c(S)= mol·L-1= mol·L-1。故选C。
17.答案 (1)425 (2)15.8
解析 (1)n(NH3)==25 mol,m(NH3)=25 mol×17 g· mol-1=425 g。
(2)所得氨水的体积:V= L= L,
氨水的物质的量浓度c(NH3)=≈15.8 mol·L-1。
18.答案 (1)2.0 (2)500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)①②④③⑥⑤ (4)偏低 偏高
解析 (1)需要480 mL 0.10 mol·L-1的氢氧化钠溶液,应配制500 mL溶液,选择500 mL的容量瓶,则需要氢氧化钠固体的质量为0.5 L×0.10 mol·L-1×40 g· mol-1=2.0 g。
(2)配制溶液还缺少的仪器为500 mL容量瓶、胶头滴管。
(3)配制溶液的操作步骤:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、装瓶、贴标签,所以正确的操作顺序是①②④③⑥⑤。
(4)没有进行步骤④,会导致部分溶质损耗,所配的溶液浓度将偏低;定容时俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,所配的溶液浓度将偏高。
19.答案 (1)1∶4 (2)50
解析 (1)设碳酸钠、氢氧化钠的物质的量分别为x、y,则有106 g·mol-1×x+40 g·mol-1×y=5.32 g;
根据方程式Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH可知,参与反应的碳酸钠和生成的碳酸钡的物质的量相等,则x==0.020 mol,y=0.080 mol,故混合物中n(Na2CO3)∶n(NaOH)=1∶4。
(2)滤液中的n(OH-)=0.080 mol+0.060 L×1.0 mol·L-1×2=0.20 mol,结合H++OH-H2O,n(H+)=0.20 mol,n(H2SO4)=0.10 mol,稀硫酸的体积V==0.050 L=50 mL。
20.答案 (1)0.15 11 mol·L-1 (2)0.336
解析 该过程发生了两个反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,
n(Cu)==0.09 mol,n(气体)==0.15 mol。
(1)根据守恒法:n(被还原的硝酸)=n(气体)=0.15 mol,
n(未被还原的硝酸)=2n(硝酸铜)=2n(Cu)=2×0.09 mol=0.18 mol,
n(HNO3)=0.15 mol+0.18 mol=0.33 mol,
c(HNO3)==11 mol·L-1。
(2)根据电子守恒:n(NO)×3+n(NO2)×1=0.09 mol×2,又因为n(NO)+n(NO2)=0.15 mol,两式联立可得:n(NO)=0.015 mol,标准状况下,V(NO)=0.015 mol×22.4 L· mol-1=0.336 L。
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