解析 HF的沸点为19.54 ℃,在标准状况下呈非气态,A项错误;乙烯和丙烯的最简式都是CH2,故7.0 g乙烯和丙烯的混合物含有n(CH2)=0.5 mol,则H原子的物质的量为1 mol,即NA个,B项正确;浓硫酸与Cu的反应,随着反应的进行,浓硫酸的浓度变稀,稀H2SO4与Cu不反应,故生成的SO2分子数目小于0.46NA,C项错误;N2与H2生成NH3的反应为可逆反应,不可能进行到底,转移电子的数目小于0.6NA,D项错误。 答案 B
12.(2011·课标全国卷,7,6分)下列叙述正确的是( )
A.1.00 mol NaCl中含有6.02×10个NaCl分子
B.1.00 mol NaCl中,所有Na的最外层电子总数为8×6.02×10
C.欲配制1.00L 1.00 mol L的NaCl溶液,可将58.5 g NaCl 溶于1.00 L水中 D.电解58.5 g熔融的NaCl,能产生22.4 L氯气(标准状况)、23.0 g金属钠 解析 NaCl属于离子化合物,不存在NaCl分子,A不正确;Na的最外层已经达到8电子稳定结构,所以B正确;1.00 L1.00 mol·L的NaCl溶液是指1.00 mol NaCl(即58.5 g NaCl)溶于水配成1 L溶液,而不是指溶剂为1 L,C不正确;由原子守恒可知电解58.5 g熔融的NaCl只能生成0.5 mol氯气,在标准状况下体积是11.2 L,D不正确。 答案 B
考点二 物质的量在化学方程式计算中的应用
1.(2015·课标全国卷Ⅰ,9,6分)乌洛托品在合成、医药、染料等 工业中有广泛用途,其结构简式如图所示。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为( ) A.1∶1 C.3∶2
B.2∶3 D.2∶1
-1
+
-1+
23
23
解析 根据乌洛托品的结构简式可知分子式为C6H12N4,碳原子来自HCHO,氮原子来自NH3,发生的反应为:6HCHO+4NH3―→C6H12N4+6H2O,根据原子守恒,则甲醛与氨的物质的量之比为3∶2。 答案 C
2.(2015·海南化学,10,4分)下列指定微粒的数目相等的是(双选)( )
A.等物质的量的水与重水含有的中子数 B.等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数
C.同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数
D.等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数
解析 A项,1 mol水中含有的中子数是8 mol,1 mol重水中含有的中子数是10 mol,所以等物质的量的水与重水含有的中子数不相等,错误;B项,乙烯、丙烯都属于烯烃,分子式符合CnH2n,最简式是CH2,所以若二者的质量相等,含CH2的个数相等,含有的共用电子对数也相等,正确;C项,同温同压下,同体积的CO和NO的物质的量相同,但是由于每个分子中含有的质子数不相同,故所含有的质子数不同,错误;D项,由于Cl2的氧化性很强,与变价金属Fe反应时产生的是FeCl3,与Al发生反应产生AlCl3,所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等,正确。 答案 BD
3.(2014·浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是( )
A.光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济 B.氨氮废水(含NH4及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理 C.某种光学检测技术具有极高的灵敏度,可检测到单个细胞(V≈10分子,据此可推算该检测技术能测量细胞内浓度约为10子
D.向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变
解析 A项,正确;B项,NH4及NH3可用化学氧化法或电化学氧化法处理使之生成无毒N2,正确;C项,由c=可推算出该检测技术能测量的单个细胞内目标分子的浓度约为1
+
-12
-12
+
L)内的数个目标
-1
~10
-11
mol·L的目标分
nVNA
10
-12mol·L=
-1
-1
10
-121-1-12-1-12-1
=1.7×10mol·L,1×10mol·L<1.723mol·L
×6.02×10
-11
×10
-12
mol·L<1×10mol·L,故正确;D项,混合燃料的热值在汽油与甲醇的热值
-1
之间,错误。 答案 D
4.(2012·上海化学,11,3分)工业上将氨气和空气的混合气体通过铂-铑合金网发生氨氧化反应,若有标准状况下V L氨气完全反应,并转移n个电子,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为( ) A.11.2n 5V5VB. 11.2nC.
22.4V 5nD.
22.4n 5V催化剂
解析 根据反应4NH3+5O2=====△4NO+6H2O可知,当有标准状况下V L NH3完全反应时,NH3的物质的量为数为n,则n=答案 D
5.(2015·山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________溶液(填化学式),阳极电极反应式为________,电解过程中Li向________电极迁移(填“A”或“B”)。
+
5Vmol,转移电子的物质的量为mol,已知在此反应中转移电子22.422.4
V5V22.4n×NA,所以,NA=,故选D。 22.45V
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为________________,铁渣中铁元素的化合价为________,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________。
解析 (1)B极区生成H2,同时会生成LiOH,则B极区电解液为LiOH 溶液;电极A为阳极,在阳极区LiCl 溶液中Cl 放电,电极反应式为2Cl-2e===Cl2↑;在电解过程中Li(阳离子)向B电极(阴极区)迁移。(2)Co(OH)3首先被H2SO4 溶解生成Co,Co具有氧化性,可将SO3氧化为SO4,同时自身被还原为Co,写出离子方程式并配平即可。
2-
2-
2+
+
3+
3+
-
-
-
1.344 L
铁渣中Fe 元素的化合价为+3价。CO2的物质的量为:n(CO2)=mol,-1=0.06
22.4 L·mol根据CoC2O4的组成可知Co物质的量为0.03 mol,其质量为:m(Co)=0.03 mol×59 g·mol
-1
=1.77 g,设钴氧化物的化学式为CoxOy,根据元素的质量比可得:59x∶16y=1.77 g∶
(2.41 g-1.77 g),解得x∶y=3∶4,所以钴氧化物的化学式为:Co3O4。 答案 (1)LiOH 2Cl-2e===Cl2↑ B
(2)2Co(OH)3+SO3+4H===2Co+SO4+5H2O[或Co(OH)3 +3H===Co +3H2O,2Co +SO3+H2O===2Co+SO4+2H] +3 Co3O4
6.(2014·江苏化学,18,12分)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。
(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和________。 (2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为________。 (3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:
①准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。
固体样品的剩余质量②另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(×100%)随温
固体样品的起始质量度的变化如下图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水,600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。
2-
2+
2-
+
2-
+
2+
2-
+
3+
3+
-
-
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH )∶n(CO3 )(写出计算过程)。 解析 (1)碱式碳酸铝镁之所以具有阻燃作用,除了受热分解需要吸收大量的热外,还因为生成的高熔点的MgO、Al2O3和释放出的大量CO2也有阻燃作用。(2)根据电荷守恒有:
-n(Mg2+)×2+n(Al3+)×3=n(OH-)+n(CO23)×2,则2a+3b=c+2d。
-
2-
答案 (1)生成的产物具有阻燃作用 (2)2a+3b=c+2d
0.560 L-2(3)n(CO2)=-1=2.50×10 mol
22.4 L·mol
m(CO2)=2.50×10-2 mol×44 g·mol-1=1.10 g
在270~600 ℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O
m(CO2)+m(H2O)=3.390 g×(0.734 5-0.370 2)
=1.235 g
m(H2O)=1.235 g-1.10 g=0.135 g n(H2O)=0.135 g-3
-1=7.50×10 mol
18 g·mol
n(OH-)=7.50×10-3 mol×2=1.50×10-2 mol
--2-2
n(OH-)∶n(CO23)=(1.50×10 mol)∶(2.50×10 mol)=3∶5。
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