高中化學(xué)基礎(chǔ)知識應(yīng)用題詳解
高中化學(xué)基礎(chǔ)知識應(yīng)用題詳解
在化學(xué)的學(xué)習(xí)中,有很多的知識點都是在生活中有運用到的,學(xué)生想要學(xué)好化學(xué),需要多做題,下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)黻P(guān)于化學(xué)的基礎(chǔ)知識應(yīng)用題和答案的介紹,希望能夠幫助到大家。
高中化學(xué)基礎(chǔ)知識應(yīng)用題和答案
例1 下列有關(guān)氣體體積的敘述中,正確的是 ( )
A.一定溫度和壓強下,各種氣體體積的大小,由構(gòu)成氣體的分于的大小決定
B.一定溫度和壓強下,各種氣體體積的大小,由構(gòu)成氣體的分子數(shù)決定
C.不同的氣體,若體積不同,則它們所含的分子數(shù)也不同
D.氣體摩爾體積是指1 mol任何氣體所占的體積都約為22.4 L
〔分析〕 A項錯,因為氣體體積與構(gòu)成氣體的分子的大小無關(guān),當(dāng)分子數(shù)目一定時,氣體體積的大小主要決定于氣體分子之間的距離;B項正確;C項錯,比較氣體的體積一定要在相同狀況下:D項錯。氣體摩爾體積是指單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體的摩爾體積約為22.4 L/mol.
答案:B
[說明] 本題討論的是氣體體積方面的問題,它所涉及到的知識是氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律,關(guān)于這兩個知識點在應(yīng)用時必須明白:當(dāng)分子數(shù)目一定時,氣體體積的大小主要決定于氣體分子間的距離,而不是分子本身體積的大小,氣體分子間的距離與溫度、壓強有關(guān).
?、僭谑褂脷怏w摩爾體積的概念時,要注意以下幾點:
a.標(biāo)準(zhǔn)狀況,即0℃1.01×105 Pa的狀態(tài).
b.“單位物質(zhì)的量的氣體”即“1 mol任何氣體”.
c.1 mol任何氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下都約為22.4 L,在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,其體積可能為22.4 L,也可能不為22.4 L.
?、诙谑褂冒⒎拥铝_定律時,只要把握好氣體摩爾體積與阿伏加德羅定律的關(guān)系,一般不會出錯,它們之間的關(guān)系表示如下:
(注:T—溫度,p—壓強,V—體積,N—氣體分子數(shù))
在阿伏加德羅定律中,對于任何兩種氣體,其溫度、壓強、物質(zhì)的量、體積四個量中,任意三個量對應(yīng)相同,則第四個量必然相同.
例2 NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法中,正確的是 ( )
①4.6 gNa作為還原劑可提供的電子數(shù)為0.2 NA
②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 LSO2中所含的氧原子數(shù)為NA
③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L HCl中所含的電子數(shù)為9 NA
④在常溫、常壓下,1 mol He中所含有的原子數(shù)為NA
?、菰谕瑴?、同壓時,相同體積的任何氣體單質(zhì)中所含的原子數(shù)相同
?、拊?5℃,壓強為1.01×105Pa時,11.2 L氮氣中所含的原子數(shù)為NA
A.①③⑤ B.②④⑥ C.①②④ D.③⑤⑥
〔分析〕 ①推導(dǎo)如下:
Na - e-=Na+
23g NA
4.6 g (0.2 NA)
所以①正確.
②推導(dǎo)如下:
SO2 ~ 2O
22.4L 2NA
11.2L (NA)
所以②正確.
?、壑?,首先對每個HCl分子中所含的電子數(shù)進(jìn)行計算,因為每個氫原子含1個電子,每個氯原子含17個電子,所以每個HCl分子中含18個電子.
HCl ~ 18e-
22.4L 18 NA
5.6L (4.5NA)
而不是9NA,所以該說法不正確.
?、苷_.1 mol He含有NA個氦原子,不受溫度、壓強的制約.
⑤錯誤.根據(jù)阿伏加德羅定律應(yīng)為“分子數(shù)相同”,而不是原子數(shù)相同.
?、拊?5℃,壓強為1.01×105Pa時,不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下,所以11.2L N2的物質(zhì)的量不是0.5 mol,所含的原子數(shù)也不是NA.
綜上所述,①②④正確,其余都錯.
答案:C
[說明] ①解本題的關(guān)鍵是掌握標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積與所含微粒的轉(zhuǎn)換規(guī)律:
氣體體積(L) 物質(zhì)的量 微粒數(shù)
?、谠诒嫖雠袛喔鬟x項正誤時,要注意克服“錯覺”,要善于結(jié)合所學(xué)元素和化合物的知識,運用物質(zhì)的量、氣體體積、物質(zhì)的微粒數(shù)及阿伏加德羅定律等概念.
例3 已知阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量及摩爾體積,下列物理量中尚不能全部計算出其近似值的是 ( )
A.固體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量 B.液體物質(zhì)分子的大小及質(zhì)量
C.氣體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量 D.氣體物質(zhì)分子的質(zhì)量
〔分析〕 聯(lián)系氣、液、固三種狀態(tài)的物質(zhì)中微粒聚集的狀態(tài)進(jìn)行分析,從微觀角度理解影響氣體、固體、液體物質(zhì)的摩爾體積的因素.固體和液體物質(zhì)中,分子間距離較小,分子間堆積較緊密,所以根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量及摩爾體積三個物理量就可以計算出分子大小和分子質(zhì)量的近似值.對于氣體物質(zhì)來說,由于氣體分子間距離比分子本身的體積要大得多,根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量及摩爾體積三個物理量只能計算出分子質(zhì)量的近似值.
答案:C
例4 依照阿伏加德羅定律,下列敘述中,正確的是 ( )
A.同濕、同壓下,兩種氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量之比
B.同溫、同壓下,兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于密度之比
C.同溫、同壓下,兩種氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度之比
D.同溫、同體積下,兩種氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強之比
〔分析〕 根據(jù)阿伏加德羅定律及推論可知,同溫、同壓下,兩種氣體的體積之比等于它們的物質(zhì)的量之比,與它們的摩爾質(zhì)量成反比,跟它們的密度成反比,故A、B兩項錯誤.
答案:CD
[說明]對阿伏加德羅定律及推論的深刻理解和記憶是解題基礎(chǔ).或由pV=nRT= RT→pM= RT=ρRT公式也可求解.
同類變式1 下列各組物質(zhì)中,體積相同的是()
A.25 mol氯氣和2.5mol氯化氫
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,4.48L氫氣和0.8g氦氣
C.同溫、同壓下,3.01×1023個氨分子和22 g 二氧化碳?xì)怏w
D.9g水蒸氣和11.2 L氨氣
答案:BC
同類變式2 在一定溫度和壓強下,1體積X2(氣)和3體積Y2(氣)化合,生成 2體積Z(氣).則Z的化學(xué)式是 ( )
A.XY3 B.XY C.X3Y D.X2Y3
答案:A
綜合應(yīng)用題
例5 阿伏加德羅常數(shù)為NA,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,某種O2和N2的混合氣體m g含有b個分子,則n g該混合氣體在相同狀況下,所占的體積(L)應(yīng)是 ( )
A.22.4nb/(mNA) B.22.4 mb/(nNA)
C.22.4nNA/(mb) D.nbNA/(22.4m)
〔分析〕 m g混合氣體的物質(zhì)的量= mol,對相同的混合氣體,其質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比,設(shè)ng混合氣體的物質(zhì)的量為x,則
故在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體的體積為
V=x•Vm=
答案:A
【注意】本題的解法有多種:
?、?先求ng氣體中含有的分子數(shù): ,再求物質(zhì)的量: mol= mol,最后求V.
?、?先求混合氣體的平均摩爾質(zhì)量: 再求ng該混合氣體的物質(zhì)的量:
最后求出V.
同類變式1 如果ag某氣體中含有的分子數(shù)為b,則c g該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) ( )
答案:A
同類變式2 空氣和二氧化碳按體積比5:1混合,使混合氣體與足量的紅熱焦炭充分反應(yīng).設(shè)空氣中氮氣和氧氣的體積比為4:1,不計其他成分,且體積都在同溫、同壓下測定,則反應(yīng)后的氣體中一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為 ( )
A.29% B.43%
C.50% D.100%
答案:C
同類變式3 兩個容積相同的容器,一個盛有NO,另一個盛有N2和O2,在同溫、同壓下,兩容器內(nèi)的氣體一定具有相同的 ( )
A.原子總數(shù) B.質(zhì)子總數(shù)
C.分子總數(shù) D.質(zhì)量
答案:AC
例6 兩種金屬的混合粉末15.0g,跟足量的鹽酸反應(yīng),生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H211.2 L,則下列各組混合物能滿足上述條件的是 ( )
A.Mg、Ag B.Cu、Zn
C.Al、Mg D.Fe、Al
〔分析〕 本題考查的是金屬與酸反應(yīng)的能力,及標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積與物質(zhì)的量的關(guān)系.
解法1:常規(guī)方法→逐項分析計算.A項中A呂與鹽酸不反應(yīng),11.2LH2由Mg與鹽酸反應(yīng)得來,則需金屬鎂12g,混合物可另有3g銀,符合題意;B項中Cu與鹽酸不反應(yīng),即11.2LH2全部由Zn與鹽酸反應(yīng)得來,別需鋅32.5g,大于15g,不符合題意;C項中Al、Mg都與鹽酸反應(yīng),可用極值法處理,設(shè)15.0 g全為Al,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的H2的體積V(H2)>11.2 L,若15.0 g全為Mg,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的H2體積V(H2)>11.2 L,所以Al、Mg無論以什么比例混合,只要總質(zhì)量為15.0 g,則生成的H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下必大于11.2L,不符合題意;D項中Fe、Al也都與鹽酸反應(yīng),同樣用極值法進(jìn)行處理,若15.0g全為Fe,則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(H2)<11.2L,若15.0全為Al,別在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(H2)>11.2 L,所以在總質(zhì)量為15.0 g的情況下,只要Fe、Al按照一定比例混合,最后生成H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下就會為11.2 L,符合題意.
解法2:摩爾電子質(zhì)量法.根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中,得失電子數(shù)相等的原則,通過失去、得到或偏移1 mol電子所需要和涉及的物質(zhì)的量,抓住轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵因素,思路明確,簡化過程.
兩種金屬粉末15.0g,與酸反應(yīng)放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2 11.2 L,即0.5 mol,而0.5 mol H2,是由1 mol H+轉(zhuǎn)變而來,敵得電子1 mol,因此混合物平均失去1 mol電子所需的質(zhì)量為15 g.那么組成混合物的各組分失去1 mol電子所需的質(zhì)量必須一個大于15 g,另一個小于15 g,這樣形成的混合物才可能為15g.對于Mg、Al、Fe、Zn四種金屬來說,其失去1 mol電子所需的質(zhì)量為其摩爾質(zhì)量除以其化合價,即Mg為12g,Al為9g,F(xiàn)e為28g,Zn為32.5g,對于Cu、Ag等與鹽酸不反應(yīng),不放出H2的金屬來說,可以認(rèn)為放出1 mol H2需質(zhì)量無窮大(即不可能放出H2),則為大于15g.經(jīng)分析A項符合;B項均大于15g,不符合;C項均小于15g,不符合;D項符合.
答案:AD
【注意】 摩爾電子質(zhì)量法是較簡單的解題方法.本題是取失去1 mol電子所需的質(zhì)量,而非平均摩爾質(zhì)量,因而需避免由于各種金屬化合價不同而引起的計算錯誤.
同類變式1 一種含雜質(zhì)的鐵,已知可能含有銅、鋁、鈣或鎂等金屬中的一種或幾種,取5.6g樣品與足量的稀H2SO4充分作用,生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H22,24 L,則此鐵樣中一定含有的金屬雜質(zhì)是_______.
答案:銅
同類變式2 在相同狀況下將Mg、Al、Fe分別投入到質(zhì)量相等且足量的稀 H2SO4中,反應(yīng)結(jié)束后,三種溶液的質(zhì)量仍相等,則投入Mg、Al、Fe三種金屬的質(zhì)量關(guān)系正確的是 ( )
A.Mg>Al>Fe B.Al>Fe>Mg
C.Al>Mg>Fe D.Fe>Mg>Al
答案:C
同類變式3 將由鎂、鋁、鋅組成的混合物與足量鹽酸作用,放出H2的體積為 2.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則三種金屬的物質(zhì)的量之和可能為 ( )
A.0.250 mol B.0.125 mol
C.0.100 mol D.0.070 mol
答案:C
例7 空氣可近似視為N2和O2按體積比為4:1組成的混合氣體,則空氣的平均相對分子質(zhì)量約為 ( )
A.28 B.29
C.34 D.60
〔分析〕 根據(jù)平均摩爾質(zhì)量的計算公式: =28 g/mol×+32g/mol ×= 28.8 g/mol,即空氣的相對分子質(zhì)量約為29.另外也可以根據(jù)平均值法規(guī)律,推得答案:空氣的平均相對分子質(zhì)量 r應(yīng)為28< r<32.
答案:B
[說明] 對于混合物來說,其某些特性受各組分的一些特性的制約,使得混合物的某些特性具有可預(yù)見性;那么平均值法規(guī)律,就是指混合物的平均相對分子質(zhì)量、元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、平均相對原子質(zhì)量、某指定的物質(zhì)的量總是介于組分的相應(yīng)量的最大值與最小值之間.
例8 某物質(zhì)A在一定條件下加熱可分解,產(chǎn)物都是氣體.分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2A B+2C+2D,測得生成的混合氣體對氫氣的相對密度為d,則A的相對分子質(zhì)量為 ( )
A.7d B.5d
C.2.5d D.2d
〔分析〕 根據(jù)題中給出的化學(xué)方程式知,完全分解后生成氣體的平均摩爾質(zhì)量 =[M(B)+2M(C)+2M(D)]/5.根據(jù)題意 =d•M(H2)=2dg/mol,則M(B)+2M(C)+2M(D)=5 =10d g/mol;又根據(jù)質(zhì)量守恒定律:2M(A)=M(B)+2M(C) +2M(D),所以M(A)=5d g/mol,Mr(A)=5d.
答案:B
同類變式1 150℃時,碳酸銨完全分解,生成的氣態(tài)混合物其密度是相同條件下H2密度的 ( )
A.96倍 B.48倍
C.24倍 D.12倍
答案:B
同類變式2 固體A在一定溫度下分解,生成氣體B、C、D,反應(yīng)的化學(xué)方程式 為:2A=B+2C+3D,若測得生成氣體的質(zhì)量是相同體積H2質(zhì)量的15倍,則固體A的摩爾質(zhì)量是 ( )
A.30 g/mol B.60 g/mol
C.90 g/mol D.120 g/mol
答案:C
例9 由CO和CO2組成的混合氣體,平均摩爾質(zhì)量為32g/mol,求該混合氣體中CO和CO2的體積之比.
〔分析〕 本題是二元混合體系,并且具有平均值的計算題,因此,可以考慮采用十字交叉法來解題.
解:CO的摩爾質(zhì)量是28g/mol,CO2的摩爾質(zhì)量是44g/mol.
即CO與CO2的體積之比為3:1.
答:CO與CO2的體積之比為3:1.
[說明] 十字交叉法通常適用于二元混合體系并且具有平均值的計算中,它的數(shù)學(xué)表達(dá)式是:
根據(jù)題中所提供的a1.a2,a的物理意義不同,所得 的物理意義也不同.
十字交叉法的適用范圍可歸納為八類.列表如下:
a1,a2 A (a2-a)/(a-a1)
① 溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 混合溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 兩種溶液的質(zhì)量比
?、?物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 混合物中該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 兩種物質(zhì)的質(zhì)量比
?、?溶液的密度 混合溶液的密度 兩種溶液的體積比
?、?溶液的物質(zhì)的量濃度 混合溶液的物質(zhì)的量濃度 兩種溶液的體積比
?、?同位素的質(zhì)量數(shù) 同位素的平均相對分子質(zhì)量 兩種同位素的物質(zhì)的量之比
?、?物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 混合物乩平均相對分子質(zhì)量 兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比 (相同條件下氣態(tài)物質(zhì)的體積比)
⑦ 物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 各自反應(yīng)后生成同種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比
?、?物質(zhì)分子組成中某種元素的原子個數(shù) 混合物中該元素的平均原子個數(shù) 兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比 (相同條件下氣態(tài)物質(zhì)的體積比)
不注意十字交叉法的適用范圍,就容易出現(xiàn)錯誤.
同類變式1 實驗室測得氮氣與氧氣組成的混合氣體的密度是氫氣密度的14.5倍,可知其中氮氣的體積分?jǐn)?shù)為_______,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______.
答案:75%;72.4%
同類變式2 當(dāng)1 mol P4與9 mol Cl2完全反應(yīng),所得產(chǎn)物中PCl3與PCl5的物質(zhì)的量之比是_______.
答案:1:3
例10 如圖3-12所示,容器A(容積為2L)中有壓強為1×105Pa的空氣,在容器B中(容積為1 L)放入少量的只吸附氧氣的吸附劑,保持真空,打開旋塞C,放置片刻,容器內(nèi)的總壓強變?yōu)?.6×1O5Pa,這時容器中氮氣和氧氣的分子數(shù)之比為(吸附劑的體積可忽略不計)
( )
A.8:1 B.10:1 C.12:1
〔分析〕 運用阿伏加德羅定律進(jìn)行分析.打開旋塞前后,所發(fā)生的變化過程可分解成以下兩個分過程:①體積從2 L變?yōu)? L;②氧氣有部分或全部被吸收.最后總壓強為0.6×105Pa,體積變?yōu)? L,相當(dāng)于壓強為1×1O5 Pa時,體積為1.8 L,所以吸附劑吸附掉的氧氣相當(dāng)于壓強為1×1O5 Pa時,體積為0.2 L那么吸附后,氣體中 N2和O2的體積比為8:1.
答案:A
思維誤區(qū) 分析這類比較復(fù)雜的問題時,有的同學(xué)不能將一個復(fù)雜的過程分解成簡單的分過程,思維無法順利展開.
探索與創(chuàng)新題
例11 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,向10L由H2、CO2、CO、N2組成的混合氣體中通入6 L O2,用電火花引燃,使之充分反應(yīng)后,測得氣體體積為7.5 L.將這些氣體通入盛有過量NaOH溶液的洗氣瓶,氣體體積變?yōu)? L,這2 L氣體的密度是相同狀況下H2密度的15.5倍,求原混合氣體中各種氣體的體積.(以上數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得)
〔分析〕 在H2、CO2、CO和N2中,只有H2和CO與O2反應(yīng),用極端假設(shè)法可知O2過量,故2 L氣體中只含O2與N2,由平均相對分子質(zhì)量可求出其中O2、N2的體積.根據(jù)消耗的O2的量可求出H2與CO的總體積,進(jìn)而可求得原混合氣體中 CO2的體積,再根據(jù)CO2的總量可求出CO的體積,最后得出H2的體積.
答案:H2:4 L;CO:5 L;CO2:0.5 L;N2:0.5 L.
易錯與疑難題
例12 下列各物質(zhì)中含原子個數(shù)最多的是 ( )
A.0.4 mol O2 B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L CO2
C.10 g Ne D.4℃時5.4 mL H2O
錯解:A
〔分析〕 通過計算得出A項原子數(shù)為0.8 mol;B項原子數(shù)為0.75 mol;C項原子數(shù)為0.5 mol;D項中,常誤認(rèn)為4℃時H2O為氣態(tài),實際上,D項原子數(shù)為0.9 mol.
正解:D
例13 將1.5mol H2充入一個材料彈性良好的氣球中,氣球膨脹無褶皺,將該氣球置于0℃101 kPa的環(huán)境下,其體積為_______.
錯解:33.6 L
〔分析〕 應(yīng)用公式n= 求出1.5mol H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為33.6 L,所以認(rèn)為體積應(yīng)為33.6 L.公式應(yīng)用正確,但未考慮由于氣球材料的收縮,而使氣球的體積小于33.6 L.
正解:小于33.6 L
例14 下列說法中,正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) ( )
A.在常溫、常壓下,11.2 L Cl2中含有的分子數(shù)為0.5NA
B.在常溫、常壓下,2 mol O2中含有的原子數(shù)為4NA
C.4g氫氣中含有的分子數(shù)為2NA
D.在同溫、同壓下,相同體積的任何氣體中所含的原子數(shù)相同
錯解:CD
〔分析〕 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol氣體的體積約為22.4L,常溫、常壓下,氣體的摩爾體積不是22.4L/mol,故A項錯;在任何情況下,1 mol O2中都含有2 mol O,所以 2 mol O2含有的原子數(shù)為4NA,不能受思維定式影響,誤認(rèn)為B項的結(jié)論如果要成立,也必須在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,實際上B項是正確的;同理C項也是正確的;D項中,阿伏加德羅定律的內(nèi)容是同溫、同壓、同體積時,分子數(shù)相同,囚不同分子所含原子的個數(shù)不一定相同,例如氮分子是雙原于分子,甲烷分子是五原子分子,不能認(rèn)為同溫、同壓下體積相同時,分子數(shù)相同,原子數(shù)也相同,所以D項錯.
正解:BC
例15 由A、B兩種氣體組成的混合氣體(A、B的式量分別是MA,MB),若A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m%,則混合氣體的平均式量是 ( )
A.
B.MA(1-m%)+MB•m%
C.MA•m%+MB•(1-m%)
D.
錯解:C
〔分析〕 已知混合氣體的兩組分A與B的式量分別為MA,MB,A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m%,那么B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為1-m%,根據(jù)平均摩爾質(zhì)量的計算公式,似乎覺得題中所要求算的平均式量為C項,實際上C項是錯誤的,用A與B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)代替平均摩爾質(zhì)量計算式中的體積分?jǐn)?shù)是行不通的;B項也錯;對于A項,用A與B的式量簡單相加再除以2是錯誤的,忽視了A或B的含量;事實上,可以在計算時取100g混合氣體,那么A的質(zhì)量為mg,B的質(zhì)量就為(100-m)g,由 = ,可得出D項正確.
正解:D
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高考命題總結(jié)與展望
本節(jié)內(nèi)容主要包括氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律,氣體摩爾體積是阿伏加德羅定律的特例,阿伏加德羅定律及其推論把氣體的質(zhì)量、物質(zhì)的量、體積、壓強、密度聯(lián)系在一起,是物理和化學(xué)的交叉滲透點.常見題型以選擇題為主,但也有將一些結(jié)論、規(guī)律作為已知條件的計算題,具體類型:一是通過氣體摩爾體積計算氣體體積,此類題主要考查氣體摩爾體積的概念;二是應(yīng)用阿伏加德羅定律,推斷物質(zhì)組成,計算氣體體積、密度、壓強和比較氣體體積、密度、相對分子質(zhì)量大小.氣體體積在物理和化學(xué)知識中的綜合應(yīng)用,將成為“3+X”試題發(fā)展的新的命題方向.
經(jīng)典高考試題分析
例1 (典型例題下列敘述正確的是 ( )
A.同溫同壓下,相同體積的物質(zhì),它們的物質(zhì)的量必相等
B.任何條件下,等物質(zhì)的量的乙烯和一氧化碳所含的分子數(shù)必相等
C.1 L一氧化碳?xì)怏w一定比1 L氧氣的質(zhì)量小
D.62 gNa2O溶于水后所得溶液中含有的O2-數(shù)為NA
〔分析〕 本題考查阿伏加德羅定律及其推論.阿伏加德羅定律的前提條件是氣體,故A錯誤;任何條件時,相同物質(zhì)的量的乙烯和一氧化碳分子數(shù)一定相等,B正確;C沒指明相同條件,錯誤;Na2O溶于水與水反應(yīng)后所得的溶液為NaOH溶液,不存在O2-,故D錯.
答案:B
例2 (典型例題下列兩種氣體的分子數(shù)一定相等的是 ( )
A.質(zhì)量相等、密度不等的N2和C2H4 B.等體積等密度的CO和C2H4
C.等溫等體積的O2和N2 D.等壓等體積的N2和CO2
〔分析〕 本題重點考查阿伏加德羅定律及其推論.A中N2和C2H4的質(zhì)量相等,二者的摩爾質(zhì)量均為28g/mol,物質(zhì)的量相等,盡管密度不等(密度與溫度、壓強等有關(guān)),但分子數(shù)一定相等;B中等體積等密度即等質(zhì)量,與A同理,二者的摩爾質(zhì)量相等,故B也正確;C中壓強不一定相等,D中溫度可能不同,故C、D錯誤.
答案:AB
例3 (典型例題設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述中,正確的是( )
A.常溫常壓下,11.2 L氧氣所含的原子數(shù)為NA
B.1.8g的NH+4中含有的電子數(shù)為NA
C.常溫常壓下,48gO3含有的氧原子數(shù)為3NA
D. 2.4g金屬鎂變?yōu)殒V離子時失去的電子數(shù)為0.1NA
〔分析〕 常溫常壓下(非標(biāo)準(zhǔn)狀況),11.2 L氧氣(O2)的物質(zhì)的量小于0.5 mol, 則所含的原子數(shù)小于NA,A錯誤;B中1.8g的NH+4產(chǎn)物質(zhì)的量為0.1 mol,所含電子數(shù)為0.1×10×NA,即NA;48gO3的物質(zhì)的量為1 mol,每個O3分子含3個O原子,故共含有的氧原子數(shù)為3NA,C正確;2.4 g金屬鎂為0.1 mol,Mg-2e-=Mg2+,共失去的電子數(shù)為0.2NA.
答案:BC
例4 (典型例題取標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4和過量O2的混合氣體840 mL,點燃,將燃燒后的氣體用過量堿石灰吸收,堿石灰增重0.600g.計算:
(1)堿石灰吸收后所剩氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).
(2)原混合氣體中CH4跟O2的體積比.
〔分析〕 (1)已知:CH4+2O2=CO2+2H2O.
1 mol CH4完全燃燒得到的CO2和H2O共80 g.
原混合氣體中n(CH4)=0.600 g/80 g•mol-1=0.0075 mol,
CH4體積為0.0075 mol×22.4×103 mL•mol-1=168 mL,
剩余氣體的體積=840 mL-3×168 mL=336 mL.
(2)V(CH4):V(O2)=168:(840-168)=168:672=1:4.
答案:(1)336 mL (2)1:4
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1.下列各物質(zhì)的物質(zhì)的量不能肯定是1 mol的是( )
A.23 g金屬鈉中所含的鈉原子數(shù)
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下17g氨氣
C. 22.4 LNO氣體
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下10 L氧氣和12.4 L氮氣的混合物
答案:C[提示:Na的摩爾質(zhì)量為23 g/mol,故23 gNa的物質(zhì)的量為1 mol;同理17 g NH3的物質(zhì)的量也為1 mol;22.4L NO氣體沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,故不能肯定其物質(zhì)的量為1 mol;10 L O2與12.4 L N2的混合物體積為22.4 L,故在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其物質(zhì)的量為1 mol]
2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,m g氣體A與n g氣體B所含分子數(shù)相同,下列說法中,不正確的 是 ( )
A.氣體A與氣體B的式量之比為m:n
B.同質(zhì)量氣體A與氣體B的分子數(shù)之比為n:m
C.同溫同壓下,氣體A與氣體B的密度之比為n:m
D.相同狀況下,同體積氣體A與氣體B的質(zhì)量之比為m:n
答案:C[提示:因m gA與n g B的分子數(shù)相等,由n= ,可知 = ,故A項正確;同質(zhì)量A、B的分子數(shù)之比等于式量的反比,故B項正確;由阿伏加德羅定律的推論可知C項不正確,而D項正確。本題會因粗心或急于求成而出錯]
3.下列說法中,正確的是 ( )
A.1 mol CO和1 mol N2所含分子數(shù)相等,質(zhì)量也相等,所以它們所占的體積相同
B.22.4L H2和71 gCl2,恰好完全反應(yīng)生成HCl
C.1 mol H2S和1 molH2O在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約為22.4 L
D.非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol某氣體的體積可能是22.4L
答案:D[提示:因為A項中沒有指明條件是否相同,故不正確,B項中沒有指明H2的狀態(tài),故不能判定22.4 L H2是否為1 mol,故不一定恰好完全反應(yīng);在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,H2O為液態(tài),故C項也不正確;由氣體的摩爾體積可知,非標(biāo)準(zhǔn)狀況下1 mol氣體的體積可能為22.4 L,也可能不是22.4 L,故D項正確.本題會因沒有注意氣體的條件和H2O在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的狀態(tài)而出錯]
4.在一定條件下,Cl2與NH4Cl發(fā)生反應(yīng):xCl2+yNH4Cl=yNClx+(x+y)HCl.已知當(dāng)消耗6.72L Cl2時(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),生成0.1mol氮的氯化物,則該氯化物的化學(xué)式為 ( )
A.NCl2 B.NCl3 C.NCl4 D.NCl5
答案:B[提示:當(dāng)消耗0.3mol Cl2時生成0.1mol氮的氯化物,由阿伏加德羅定律可知,有反應(yīng)關(guān)系:3Cl2+yNH4Cl=NClx+(x+y)HCl;由N元素守恒可知y=1;由H元素守恒可知x=3,故B項正確]
5.將H2、O2、N2三種氣體分別充入三個相同的密閉容器中,當(dāng)它們的溫度、密度完全相同時,這三種氣體的壓強(p)大小順序為 ( )
A.p(H2):p(O2)=p(N2) B.p(O2)>p(N2)>p(H2)
C.p(H2)>p(N2)>p(O2) D.無法判斷
答案:C[提示:由于同溫且密度相同,由密度定義ρ=mV可知,當(dāng)容器容積相等時,氣體質(zhì)量相等,則氣體物質(zhì)的量關(guān)系為:n(H2)>n(N2)>n(O2),由阿伏加德羅定律的推論可知C項正確]
6.在密閉容器中盛有H2、O2、Cl2的混合氣體,通過電火花使這三種氣體恰好完全反 應(yīng),冷卻得到的溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.9%,則容器內(nèi)H2、O2、Cl2的體積比為 ( )
A.9:4:1 B.9:2:4
C.11:5:1 D.9:4:2
答案:[C提示:因發(fā)生反應(yīng):H2+Cl2= 2HCl,2H2+O2=2H2O,由于氣體體積比等于反應(yīng)的化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)比,由恰好完全反應(yīng)可知,有n(H2)=n(Cl2)+2n(O2)成立,故A、C兩項可能滿足題意,排除B、D兩項.A項中產(chǎn)生的HCl與H2O的物質(zhì)的量之比為1:4,形成的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 >28.9%;而C項中產(chǎn)生的HCl與H2O的物質(zhì)的量比為1:5,形成的溶液中溶質(zhì) 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
×100%=28.9%,故C項正確]
7.常溫下,在密閉容器中分別充入兩種氣體各0.1 mol,一定條件下充分反應(yīng),恢復(fù) 到原溫度時,壓強降低為開始時的 ,則原混合氣體可能是 ( )
A.H2和O2 B.HCl和NH3
C.H2和Cl2 D.CO和O2
答案:A[提示:A項中,等物質(zhì)的量的H2和O2反應(yīng),剩余0.05 mol O2,壓強變?yōu)樵瓉淼?;B中,HCl和NH3恰好完全反應(yīng)生成固體NH4Cl,壓強為0;C中,H2和Cl2 反應(yīng)后物質(zhì)的量不變,壓強不變;D中,CO與O2反應(yīng)生成氣態(tài)的CO2,壓強變?yōu)樵瓉淼?]
8.同溫、同壓下,由CO2、H2和CO組成的混合氣體的密度與N2的密度相同,則該混合氣體中CO2、H2和CO的體積比為 ( )
A.28:8:13 B.22:1:14
C.13:8:29 D.26:16:57
答案:CD[提示:由于CO與N2具有相同的相對分子質(zhì)量,所以CO2、H2、CO混合氣體的平均相對分子質(zhì)量僅由CO2和H2來決定,CO的量可認(rèn)為是任意值,由十字交叉法: C、D兩項符合]
9.在某溫度下,一定量的元素A的氣態(tài)氫化物AH3,在一定容積的密閉容器中可以完全分解成兩種氣態(tài)單質(zhì),此時壓強增加了75%,則A單質(zhì)的一個分子中有 ______個A原子,AH3分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____.
答案: 4;4AH3=A4+6H2[提示:已知AH3分解成兩種氣態(tài)單質(zhì),在密閉容器內(nèi)壓強增加了75%,從阿伏加德羅定律的推論中可知,同溫同體積的條件下: ,因此壓強增加了75%就意味著密閉容器中氣體分子數(shù)增加了75%.設(shè)AH3分解的化學(xué)方程式為
xAH3=Ax+ H2,反應(yīng)前是x個分子,反應(yīng)后是1+ x個分子,根據(jù)題意有 =1+75%,解得 x=4]
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