2021版高考化学一轮复习核心素养测评一物质的量的相关概念含解析新人教版

2021版高考化学一轮复习核心素养测评一物质的量的相关概念含解析新人教版

物质的量的相关概念 一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分) ‎ ‎1.(2020·青岛模拟)下列有关叙述错误的是 (　　)‎ A.物质的量的描述对象是宏观物体 B.当物质的质量以g为单位时，铁的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量 C.阿伏加德罗常数是指0.012 kg 12C所含的碳原子数，其数值约等于6.02×1023‎ D.标准状况下，2 mol气体的体积约为44.8 L ‎【解析】选A。A.物质的量的描述对象是微观粒子，故A选；B.任何物质的质量以g为单位时，其摩尔质量在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量，故B不选；C.阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数，其数值约等于6.02×1023，国际上规定，1 mol任何粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 12C所含的碳原子相同，故C不选；D.标准状况下，1 mol任何气体的体积约为 ‎22.4 L，那么2 mol气体的体积约为44.8 L，故D不选。‎ ‎2.(双选)肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料，常温下为液体，其球棍模型如图所示。肼能与双氧水发生反应： N2H4+2H2O2N2↑+4H2O。用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 (　　)‎ A.标准状况下， 11.2 L N2中含电子总数为 5NA B.标准状况下， 22.4 L N2H4中所含原子总数为 6NA C.标准状况下， 3.2 g N2H4中含有共价键的总数为0.5NA D.若生成 3.6 g H2O，则上述反应转移电子的数目为 0.2NA ‎【解析】选C、D。 1 个 N2分子含有 14 个电子，标准状况下， 11.2 L N2的物质的量为 0.5 mol，则所含电子数为 7NA，A错误；标准状况下肼为非气体， 22.4 L N2H4的物质的量远大于 1 mol，故所含原子数远大于 6NA，B 错误； 1 个肼分子含有 5个共价键， 3.2 g N2H4的物质的量为 0.1 mol，则所含共价键的数目为 0.5NA，C正确；反应 N2H4+2H2O2N2↑+4H2O中，生成4 mol H2O时转移 ‎4 mol 电子，故生成 3.6 g (即 0.2 mol)H2O时，转移电子的数目为 0.2NA， D 正确。‎ - 10 -‎ ‎【加固训练】‎ ‎(2019·洛阳模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述不正确的是(　　)‎ A.60 g丙醇中存在的共价键总数为11NA B.0.5 mol·L-1 CuCl2溶液中含有的Cl-个数为NA C.标准状况下，H2和CO混合气体8.96 L在足量O2中充分燃烧消耗O2分子数为0.2NA D.在反应4Cl2+8NaOH6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O中，消耗1 mol Cl2时转移的电子总数为1.5 NA ‎【解析】选B。60 g丙醇的物质的量为1 mol，而1 mol丙醇中有共价键11NA，故60 g丙醇中含共价键11NA，A正确；溶液体积不明确，故溶液中的氯离子的个数无法计算，B错误；标准状况下8.96 L混合物的物质的量为0.4 mol，而 ‎1 mol氢气和1 mol CO燃烧时均消耗0.5 mol 氧气，0.4 mol混合气体燃烧消耗0.2 mol氧气，与两者的比例无关，C正确；反应4Cl2+8NaOH6NaCl+ NaClO+NaClO3+4H2O转移6 mol电子，消耗4 mol氯气，故当消耗1 mol氯气时转移1.5 mol电子即1.5NA，D正确。‎ ‎3.(2020·广州模拟)用10 mL 0.1 mol·L-1的BaCl2溶液恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀，则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是 (　　)‎ A.3∶2∶2　　　　　 B.1∶2∶3‎ C.1∶3∶3 D.3∶1∶1‎ ‎【解析】选C。此题虽给出BaCl2溶液的量，但求的是硫酸盐的物质的量之比，可设BaCl2物质的量为1 mol；由Fe2(SO4)3、ZnSO4、K2SO4的化学式可看出，沉淀1 mol Ba2+需S 1 mol，而需三种盐的物质的量分别是 mol、1 mol、1 mol，又因三种盐的体积相同，浓度之比等于物质的量之比，为∶1∶1=1∶3∶3。‎ ‎4. (2020·东营模拟)一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分，当左边充入1 mol N2，右边充入一定量的CO时，隔板处于如图位置(保持温度不变)，下列说法正确的是 (　　)‎ - 10 -‎ A.右边与左边分子数之比为4∶1‎ B.右侧CO的质量为5.6 g C.右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍 D.若改变右边CO的充入量而使隔板处于容器正中间，保持温度不变，则应充入0.2 mol CO ‎【解析】选C。左右两侧气体温度、压强相同，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，左右体积之比为4∶1，所以右侧气体的物质的量为1 mol/4=0.25 mol。A、气体的分子数与物质的量成正比，则右边与左边分子数之比为1∶4，故A错误；B、右侧CO的质量为28 g·mol-1×0.25 mol=7 g，故B错误；C、相同条件下密度之比与摩尔质量成正比，则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的28/2=14倍，故C正确；D、相同条件下气体体积与物质的量成正比，隔板处于容器正中间时，左右两侧气体的物质的量相等，则需要充入的CO的物质的量为1 mol-0.25 mol=0.75 mol，故D错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题，共26分)‎ ‎5.(13分)(2020·吴忠模拟)臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3。‎ ‎(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为________g·mol-1(保留一位小数)。 ‎ ‎(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。 ‎ ‎(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应容器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为多少？‎ ‎【解析】(1)设有1 mol O2。‎ ‎　　　　3O2　　2O3‎ 起始 1 mol 0 mol 转化 0.3 mol 0.2 mol 结束 0.7 mol 0.2 mol 根据：==≈35.6 g·mol-1。‎ - 10 -‎ ‎(2)3O2　　2O3　　ΔV ‎ 3体积 2体积 1体积 ‎ V 8 L-6.5 L=1.5 L ‎ V=3 L。‎ ‎(3)加热条件下，O3、O2都能和铜粉反应，故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量。设混合气体中含有O2 x mol，含有O3 y mol，则有 解得 所以混合气体中臭氧的体积分数为50%。‎ 答案：(1)35.6　(2)3　(3)50%‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　同温同压下，A容器中充满O2，B容器中充满O3。‎ ‎(1)若所含分子总数相等，则A容器和B容器的容积之比是__________。 ‎ ‎(2)若两容器中所含原子总数相等，则A容器和B容器的容积比是________。 ‎ ‎(3)若两容器的容积比为3∶2，则O2和O3物质的量之比为________，质量之比为______________， 密度之比为________。 ‎ ‎【解析】(1)同温同压分子数相同的任何气体具有相同的体积，则两容器体积比为1∶1。‎ ‎(2)若所含原子数相等，A、B两容器中气体物质的量之比为3∶2，则容积比为3∶2。‎ ‎(3)若两容器容积比为3∶2，物质的量之比为3∶2，所含氧原子数相同，质量比为1∶1，密度比等于摩尔质量比等于2∶3。‎ 答案：(1)1∶1　(2)3∶2‎ ‎(3)3∶2　1∶1　2∶3‎ ‎6.(13分)(2019·烟台模拟)某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验，利用氯酸钾分解制O2。 ‎ - 10 -‎ 实验步骤如下：‎ ‎①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量试管和药品的总质量为15.95 g；‎ ‎②连接好实验装置，检查装置的气密性；‎ ‎③加热，开始反应，直到不再有气体产生为止；‎ ‎④测量排入量筒中水的体积为285.0 mL，换算成标准状况下氧气的体积为 ‎279.7 mL；‎ ‎⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55 g。‎ 根据上述实验过程，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调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同 ‎②使试管和广口瓶内气体都冷却至室温 ‎③读取量筒内液体的体积 这三步操作的正确顺序是________(请填写步骤序号)。 ‎ 进行③的实验操作时，若仰视读数，则读取氧气的体积________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 ‎ ‎(3)实验过程中产生氧气的物质的量是________mol；实验测得氧气的摩尔体积是________(保留小数点后两位)。 ‎ ‎【解析】(1)往广口瓶中装满水，使装置左侧形成密闭体系，通过捂热试管看广口瓶中长导管内液面高度的变化来判断装置的气密性。‎ ‎(2)在测量收集到O2的体积时，先将装置中的气体冷却至室温，否则气体受热膨胀时，会使排出水的体积偏大；然后调整量筒高度，使量筒内液面和广口瓶中液面相平，以保证广口瓶中气体的压强和外界气压相等，从而使排出水的体积与产生的O2的体积相等，最后再读取量筒内水的体积；正确顺序为②①③；读数时若仰视量筒内的液面，会使读取O2的体积偏小。‎ - 10 -‎ ‎(3)根据质量守恒定律，产生O2的质量为15.95 g-15.55 g=0.4 g；n(O2)=0.4/32=0.012 5(mol)，O2的摩尔体积为0.279 7/0.012 5=22.38(L·mol-1)。‎ 答案：(1)往广口瓶中注满水，塞紧橡胶塞，按装置图连接好装置，用手将试管底部捂热，若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升，松开手后，过一会儿长玻璃管内的液面下降，则证明该装置不漏气 ‎(2)②①③　偏小 ‎(3)0.012 5　22.38 L·mol-1‎ 一、选择题(本题包括3小题，每题6分，共18分)‎ ‎1.(2020·郑州模拟)根据我国统一施行法定计量单位的规定，下列说法比较规范的是 (　　)‎ A.98 g硫酸的摩尔数为1 mol B.氧的摩尔质量为32 g·mol-1‎ C.某硫酸中H2SO4的质量分数为60%‎ D.阿伏加德罗常数约为6.02×1023个 ‎【解析】选C。98 g硫酸的物质的量为1 mol，A错误；氧气的摩尔质量为32 g·mol-1，B错误；某硫酸中H2SO4的质量分数为60%，C正确；阿伏加德罗常数约为6.02×‎ ‎1023 mol-1，D错误。‎ ‎2.(双选)(2020·芜湖模拟改编)国际计量大会第26届会议新修订了阿伏加徳罗常数(NA=6.022 140 76×1023mol-1)，并于2019年5月20日正式生效。下列说法中正确的是 (　　)‎ A.12 g金刚石中含有化学键的数目为2NA B.将7.1 g Cl2溶于水制成饱和氯水，溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为0.1NA C.标准状况下，11.2 L NO和11.2 L O2混合后，气体的分子总数为0.75NA D.20 g的D2O中含有的质子数为10NA ‎【解析】选A、D。金刚石属于原子晶体，1 mol金刚石中含有2 mol C—C键，即12 g金刚石中含有C—C键物质的量为×2=2 mol，故A正确；氯气溶于水，部分氯气与水发生反应，溶液中含有氯元素微粒有Cl2、Cl-、ClO-、HClO，溶液中Cl-、ClO-、HClO - 10 -‎ 微粒物质的量之和小于0.1 mol，故B错误；NO与O2发生反应：2NO+O22NO2，根据所给量，NO不足，O2过量，反应后气体物质的量的和为0.75 mol，但2NO2N2O4，因此反应后气体物质的量小于0.75 mol，故C错误；D2O为2H2O，其摩尔质量为20 g·mol-1，20 g D2O中含有质子物质的量为×10=10 mol，故D正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　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，1.7 g羟基含有电子数为NA B.标准状况下，11.2 L氟化氢所含分子数为0.5NA C.0.2 mol庚烷含有的共用电子对数为4.4NA D.某碳酸氢钠溶液中含有HC 0.4 mol，则Na+数为0.4NA ‎【解析】选C。每个—OH中含有9个电子，1.7 g即0.1 mol—OH中含有电子数为0.9NA，A错误；标准状况下，HF为液态，HF的物质的量不能确定，B错误；每个庚烷分子中含有共用电子对数为22，0.2 mol庚烷含有4.4NA个共用电子对，C正确；碳酸氢钠溶液中存在HC的电离和水解，若含有0.4 mol HC，则Na+数大于0.4NA，D错误。‎ ‎3.(2020·德州模拟)已知0.5 L盐酸和硫酸的混合溶液中，含有0.1 mol Cl-和0.2 mol S，则此溶液中的H+的物质的量浓度为 (　　)‎ A.0.1 mol·L-1　　　　 B.1.0 mol·L-1‎ C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1‎ ‎【解析】选B。根据电荷守恒原理可知，混合溶液中H+所带正电荷总数等于Cl-、S所带的负电荷总数，则有c(H+)=c(Cl-)+2c(S)，即c(H+)=+2×=1.0 mol·L-1。‎ 二、非选择题(本题包括2小题，共32分)‎ - 10 -‎ ‎4.(16分)(2019·南京模拟)CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300 ℃及以上所得固体均为钴氧化物。 ‎ ‎(1)通过计算确定C点剩余固体的化学成分为________(填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225～300 ℃发生反应的化学方程式：__________________。 ‎ ‎(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3)，用480 mL 5 mol·L-1盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比(写出计算过程)。‎ ‎【解析】(1)Co3O4(写成CoO·Co2O3亦可)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2‎ ‎(2)由得失电子守恒得n(Co3+)=2n(Cl2)=2×=0.4 mol 由元素守恒和电荷守恒得n(Co)总=n(Co2+)溶液=0.5n(Cl-)=0.5×(0.48 L×‎ ‎5 mol·L-1-×2)=1 mol，所以钴氧化物中n(Co2+)=1 mol-0.4 mol=‎ ‎0.6 mol 根据钴氧化物中元素化合价代数和为0得n(O)==1.2 mol 故n(Co)∶n(O)=1 mol∶1.2 mol=5∶6‎ 答案：(1)Co3O4　3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2　(2)5∶6(计算过程见解析)‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　“煅烧”MnSO4·nH2O→MnxOy时，温度与剩余固体质量变化曲线如图：‎ - 10 -‎ 化合物中n=________。该曲线中B点所表示的固体氧化物的化学式为________。 ‎ ‎【解析】带有结晶水的化合物受热先失去结晶水，A处为MnSO4，物质的量为mmol=0.6mmol，失水=0.6 (mmol)，n(MnSO4)∶n(H2O)=1∶1，则n=1。B点为锰的氧化物，含氧原子=0.8 (mmol)，n(Mn)∶n(O)=3∶4，B点氧化物为Mn3O4。‎ 答案：1　Mn3O4‎ ‎5.(16分)(2020·太原模拟)为了测定钠的相对原子质量，将装置放在电子天平上，读出的数据为254.843 g。加入一小块钠后读数为258.293 g，加入水后每隔相同时间读得电子天平的数据(装置+水+煤油+试样的质量)如下表：(不考虑煤油的挥发)‎ 读数 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 质量/g ‎258.191‎ ‎258.183‎ ‎258.150‎ ‎258.143‎ ‎258.143‎ 回答以下问题：‎ ‎(1)写出钠与水反应的化学方程式：______________。 ‎ ‎(2)计算钠的相对原子质量必须用到的数据是________。不必做第6次读数的原因是__  __。 ‎ ‎(3)去掉干燥管后所测得的钠的相对原子质量可能________(填“偏大”“偏小”或“不影响”)。 ‎ - 10 -‎ ‎(4)该实验与测定生成H2的体积来确定钠的相对原子质量的实验相比，其优点是  __。 ‎ ‎(5)求得钠的相对原子质量是________。 ‎ ‎【解析】(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑。‎ ‎(2)根据钠的物质的量与其质量计算钠的摩尔质量，钠的物质的量可由生成氢气的质量计算。由于列表中第4、5次数据相同，说明反应已停止，数据不再变化。‎ ‎(3)如果去掉干燥装置，随氢气挥发出的水的质量会被看作氢气的质量，即求得的钠的物质的量偏大，钠的相对原子质量偏小。‎ ‎(4)测定氢气体积实验准确性低，不如该方法精确度高。‎ ‎(5)m(H2)=258.293 g-258.143 g=0.150 g，n(H2)==0.075 mol，‎ 由于2Na+2H2O2NaOH+H2↑‎ ‎ 0.150 mol 0.075 mol m(Na)=258.293 g-254.843 g=3.450 g，‎ 则M(Na)==23.000 g·mol-1。‎ 答案：(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑‎ ‎(2)氢气的质量　第4、5次数据相同，说明反应已停止 ‎(3)偏小　(4)准确度高　(5)23.000‎ - 10 -‎