化学计算专题二--——物质量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式计算.docx

化学计算专题二 物质的量、气体摩尔体积、燃烧及关于方程式的计算知识指津1本章知识网络 2摩尔质量的计算(1)物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间的关系为： (2)已知阿伏加德罗常数(NA)和摩尔质量，则一个某粒子的质量(ma)为： 同理，若已知ma、NA，则M=maNA。3标准状况下气体体积的计算(1)体积(V)与物质的量(n)的关系 n(mol)= (2)体积(V)与气体质量(m)的关系 = (3)体积(V)与粒子数(N)的关系 = 总之： 4阿伏加德罗定律的推论：根据理想气体状态方程pV=nRT及n=、 可得出下列结论：同温同压下，气体的分子数与其体积成正比：T、p相同= 温度、体积相同的气体，压强与其分子数成正比：T、V相同= 分子数相等，压强相同的气体，体积与其温度成正比：n、p相同= 分子数相等，温度相同的气体，压强与其体积成反比：n、T相同= 同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量)成正比：T、p相同= 同温同压下，体积相同的气体，相对分子质量与其质量成正比：T、P、V相同= 同温同压下，等质量的气体相对分子质量与其体积成反比：T、P、m相同= 5气体摩尔体积的计算 (标准状况下Vm=22.4L/mol)6关于物质的量浓度的计算(1)基本关系式的计算公式：cB=，cB物质的量浓度，nB溶质的物质的量，V溶液的体积(L)(2)与溶液质量分数的换算：c= c表示物质的量浓度，表示溶液的密度，W表示溶液的质量分数，M表示溶质的摩尔质量。(3)溶液稀释(浓缩)的计算：c1V1=c2V2(稀释定律)稀释前后溶质的物质的量不变，用于物质的量浓度溶液稀释。(4)气体溶于水的物质的量浓度的计算：气体溶于水，所得溶液的体积跟水的体积不相同，溶液的体积也不等于气体的体积和水的体积的加和，必须依据溶液质量和密度来计算水溶液的体积(Vm/)。例如在标准状况下，1体积水中溶解V体积气体X，所得溶液的密度为，溶质的摩尔质量为M，计算c(X)。计算时可令1L水中溶解VL气体X。计算步骤为：先求溶液的质量：m(液)=1000mL1g/mL+M再求溶液的体积：V(液)= = 10-3L/mL最后求物质的量浓度：c(X)= 范例点击例1NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（）A80g硝酸铵含有氮原子数为2NA B1L1molL-1的盐酸溶液中，所含氯化氢分天数为NA C标准状况下11.2L四氯化碳所含分子数为0.5NA D在铜与硫的反应中，1mol铜失去的电子数为2NA 答案A解析80g硝酸铵即为1molNH4NO3，含2molN；B项中盐酸溶液不存氯化氢分子，C项中标准状况下四氯化碳是液体，而不是气体。D项中铜与硫的反应产生硫化亚铜，1mol钢只失去1mole-。故B、C、D各项都是错误的叙述，仅是A项叙述正确。例2若某原子的摩尔质量是Mg/mol，则一个该原子的真实质量是（）AMg Bg CgDg 答案C解析摩尔质量指的是1摩尔物质的质量，即6.021023个粒子的质量，因此一个该原子的真实质量可用表示。例3若50滴水正好是mmL，则1滴水所含的分子数是（）Am50186.021023 B6.021023 C6.021023 D 答案C、D解析由已知，1滴水的体积为mL，又因为H2O的密度为1g/cm3，故1滴水的质量即为g，相当于mol，所含的分子数为：6.021023。答案B例4如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下是(式中NA为阿伏加德罗常数)（）A B C D 答案A解析由题知为一个分子的质量，而NA，即为1mol该气体质量，c为气体的物质的量(即为)，所以体积为 L。例5下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）A一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定B一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定C不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同D气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4LE一定温度和压强下，各种气体的物质的量决定了它们的体积答案B、E解析A气态物质体积与构成气体的分子大小无关，C比较气体的体积一定要在相同状况下，D气体摩尔体积是指在标准状况下，1mol任何气体所占的体积约为22.4L。例6在0和1.01x105Pa下；下列各组气体混合后得到的混合气体，其平均相对分子质量可能为40的是（）AN2和O2BCO2和O2CSO2 DHI和Cl2答案B、D解析HI与Cl2混合，两者发生反应：2HI+Cl22HCl+I2(固)，因为HCl相对分子质量为36.5，只要Cl2或HI任一种气体过量(二者相对分子质量均大于40)，其相对分子质量可能为40。例7在烧瓶中充满干燥标况下HCl与N2的混合气体，已知其相对分子质量是34.8，进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度为（）A0.022mol/L B0.045mol/LC0.8mol/L D0.1mol/L答案B解析无论HCl与N2以怎样的体积混合，当进行喷泉实验时，只有HCl所占那部分体积能被溶液所占据(N2不溶于水)，故可看成是1体积HCl溶于水中形成1体积溶液。则：C(HCl)=0.045mol/L例8300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。现欲配制1molL-1的NaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（）A1:4B1:5 C2:1 D2:3答案A解析依题意，原NaOH溶液的浓度是C(NaOH)=5molL-1，设原溶液与水混合时体积不变，则以体积比1:4稀释即为试题所要求的溶液。答案A配套练习一、选择题(本题共10个小题，每题3分共30分，每题只有一个选项正确)1下列物质中，含原子个数最多的是（）A0.45mol氧气B4时10mL水C标准状况下5.6L甲烷D10g氖气答案C2同温同压下，某气体对空气的密度为2，该气体是（）ACH4 BC2H4 CC2H2 DC4H10答案D解析P、T相同=或M2=M2D(D为相对密度)=292=58。3300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质。现欲配制1molL-1NaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比约为（）A1:4B1:5 C2:1 D2:3答案A解析本题要求体积比，可设原溶液与蒸馏水的体积分别为x、y，由题意知：未告诉密度，即混合时的体积变化可忽略不计。因此据物质的量浓度的计算式可有：=1molL-1，整理得x:y=1:4。4下列说法(NA表示阿伏加德罗常数)正确的是（）A在常温常压下，11.21LCl2含有的分子数为0.5NAB在常温常压下，1mol氦气含有的原子数为NAC32g氧气含有的原子数目为NAD在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同答案B解析0.5NA个Cl2分子0.5molCl2标准状况下11.2LCl2，A不对；1molHeNA个He，与温度压强无关，B正确，32gO21molO2分子2molO原子2NA个O原子。C不正确。D据阿伏加德罗定律及注意到气体单质有叁、双、单原子分子之分，可知应是“分子数目相同”D不对。520g密度为dg/mL的硝酸钙溶液里含有1gCa2+，则NO3-离子的浓度是（）Ad/400mol/LBmol/LC2.5dmol/LD1.25mol/L答案C解析20g硝酸钙溶液含NO3-的物质的量为(2)mol，其体积为L，故NO3-=2.5dmol/L。6在体积为VL的密闭窖器中通入amolNO和bmolO2，反应后氮原子数和氧原子数之比为(已知2NO+O2=2NO2)（）A B C D 答案C解析此题看起来应属于过量计算，而a和b又不是确定的数值，所以应讨论计算。实质上，此题考查点在于，化学反应是原子的重新组合，反应前后原子数不会发生改变即原子守恒。所以反应前后的N、O原子个数比一样。n(N)mol n(O)(a+2b)mol 即： 7用100g溶剂中所含溶质的物质的量来表示的溶液浓度叫做质量摩尔浓度，其单位是mol/kg，5mol/kg的硫酸的密度是1.2894g/cm3，则其物质的量浓度是（）A3.56mol/LB5.23mol/LB4.33mol/L D5.00mol/L答案依题意：=4.33(mol/L)8若NA为阿伏加德罗常数，则下列叙述正确的是（）A0.1mol乙醇中含有CH键的数目为0.6NA B标准状况下，VL戊烷所含分子数为(V/22.4)NAC常温、常压下，0.2mol的SiO2所含分子数为0.2NAD31g白磷(P4)中含有(3/2)NA个PP键答案D解析A项中考查了乙醇的结构HOH，虽然每lmol乙醇中含有6molH，但其中有1molH为羟基H，故0.1mol中只含CH键0.5NA；B项中要求分子个数，必须先求VL的物质的量，但由于戊烷标况下为液态，因此不可与22.4L/mol换算成V升体积的物质的量，因此不对；C项中，由于SiO2是原子晶体，不存在分子，故不能求分子个数；D项中首先明确白磷的结构为正四面体结构，每摩尔分子中含有6molPP键，故=molP46= molPP键，故D项正确。9在标准状况下，如果2.8L氧气含n个氧分子，则阿伏加德罗常数为（）A B C16n D8n答案D解析应用数学表达式：物质的量= 阿伏加德罗常数= = =8nmol应选D。10有五瓶溶液分别是：10mL0.60molL-1NaOH水溶液，20mL0.50molL-1H2SO4水溶液，30mL0.40molL-1HCl水溶液，40mL0.30molL-1HAc水溶液，50mL0.20molL-1蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是（）A BC D答案D解析对于NaOH溶液来说，由于NaOH完全电离，其中溶质离子的物质的量是0.60molL-120.01L=0.012mol；溶剂H2O的物质的量为=0.55mol；相比之下，溶剂分子占了绝大部分。其他4瓶溶液中，溶剂的物质的量更大，而且依次增大。因此，只要比较溶剂的量的大小，即可得出离子、分子总数的排列顺序。二、选择题(本题共8个小题，每小题3分共24分，每题中有12个选项正确。)11常温常压下，分别将等物质的量的H2S、SO2充入密闭容器，最后容器内压强为混合反应前压强的（）A1/4 B3/4 C1/2 D1/3答案A解析T、V相同，P1/P2=n1/n2，设反应前压强为1大气压，两种气体各为1mol。2H2S+SO2=3S+2H2O，则余SO20.5摩，1/P2=2/0.5，P2=0.25，故答案为A。12下列有关使用托盘天平的叙述，不正确的是(填写标号)（）A称量前先调节托盘天平的零点B称量时左盘放被称量物，右盘放砝码C潮湿的或具有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿里称量，其他固体药品可直接放在天平托盘上称量D用托盘天平可以准确称量至0.01g答案C、D解析本题考查了托盘天平的使用方法及使用注意事项。使用天平时，无论称量何种性质的物品，都不能直接放在托盘称量，故C错。同时，天平为粗略称量物品质量的仪器其准确度为0.1g，读数时，不带估读数字，故D也错误。选C、D。13在一个密闭容器中盛有11gX气体(X的摩尔质量为44gmol-1时，压强为1104Pa)如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5104Pa，这时容器内气体X的分子数约变为（）A3.31025 B3.31024 C7.5l023D7.51022答案C解析本题考查学生对阿伏加德罗定律及其推论的理解和应用，属中等难度题目。推论指出：在一定温度和体积下，气体的压强比等于物质的量比，也等于其分子数比。在起始条件下气体的物质的量容易求出，即11g/44gmol-1=0.45mol，则终态的物质的量为：0.25mol=1.25mol，个数为1.25mol6.021023mol-1=7.51023，答案为C。14假如12C相对原子质量为24，以0.024千克12C所含的12C原子数为阿伏加德罗常数。下列数值肯定不变的是（）A氧气的溶解度 B气体摩尔体积 C一定质量气体的体积 D市售浓H2SO4的物质的量浓度E阿伏加德罗常数 FO2相对分子质量G氧元素的相对原子质量 H跟2mLH2相化合的O2质量、物质的量I一定温度下NaCl在1mL水中溶解的质量、物质的量答案A、C解析此题作为“客观因素”的氧气的溶解度、一定质量的气体积、跟2mLH2相化合的O2的质量、溶解在1mL水中的NaCl的质量、一定T和P下气体的密度不会改变；而相对原子质量变为原标准的2倍，即摩尔质量变为原来的2倍，质量一定(客观因素)，则物质的量将会变小了1，引起气体摩尔体积变为原来的2倍，物质的量浓度变为原来的，故选A、C。15将0.2molMnO2和50mL12molL-1盐酸混合后缓缓加热(HCl无损失)，反应完全后向余下的溶液中加入足量的AgNO3溶液，下列判断生成AgCl沉淀的物质的量正确的是（）A等于0.3mol B大于0.3mol C大于0.3mol，小于0.6mol D以上结论都不正确答案C解析n(HCl)=5010-3L12molL-1=0.6molMnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O1mol 4mol 1mol0.2mol 0.6mol 0.15moln(Cl-)最大值为0.6mol，而HCl与MnO2完全反应要生成0.15molCl2且随着反应的进行，盐酸浓度下降，反应自行停止，故生成Cl2的量要小于0.15mol，故选C。16在常温常压下，某容器真空时质量为201.0克，当它盛满CH4时质量为203.4克，而盛满某气体Y时质量为205.5g，则Y气体可能是（）AO2BN2 CC2H6 DNO答案C、D解析根据阿伏加德罗定律可知：同温同压下，同体积的气体中所占的分子数相同。所以同体积的不同气体的摩尔质量之比等于其质量之比。M(CH4):M(Y)W(CH4):W(Y)=(203.4201.0):(205.5201.0)=2.4:4.5M(Y)= 30g/molC2H6、NO的摩尔质量均为30g/mol，故选C、D。17把aL硫酸铵和硝酸铵混合液分为两等份，一份需用bmol烧碱刚好把氨气全部赶出，另一份与BaCl2溶液反应恰好消耗cmolBaCl2。则原溶液中NO3-的物质的量浓度是（）A molL-1B molL-1 C molL-1 D molL-1答案D解析每一份中n(NH4+)=bmol n(SO42-)=cmol根据溶液呈电中性则有：bmol=2cmol+n(NO3-)n(NO3-)=(b2c)mol原溶液中：C(NO3-)= mol，选D。18空气和二氧化碳按体积比5:1混合，将混合气体与足量的红热焦炭充分反应。设空气中氮气和氧气的体积比为4:1，不计其他成分，且体积都是在伺温、同压下测定的，则反应后的气体中一氧化碳的体积分数是（）A29 B43C50D100答案C解析根据气体定律可知，在同温、同压下气体的体积之比等于气体的物质的量之比。例如：2C+O2=2CO(C过量时，最终生成CO)化学计量数之比2:1:2物质的量之比2:1:2气体体积之比1:2从题设中可知，1体积空气中O2占1/5体积，N2占4/5体积，因而可设共有5L空气，其中的1LO2参加反应。由2C+O2=2CO，生成2LCO，余4LN2。按题意CO2为1L，它与红热焦炭反应，CO2+C=2CO，得到2LCO。所以反应后气体中有4LCO和4LN2，CO的体积分数是50。三、填空题(15分)19(1)在标准状况下，1体积水大约溶解500体积的HCl气体，所得溶液的密度为 gcm-3，所得盐酸的质量分数为_，物质的量浓度为_。(2)若用盛满HCl气体的烧瓶(标况下)做喷泉实验，所得溶液的密度为dgcm-3，此时所得盐酸的质量分数为_，物质的量浓度为_。答案(1)44.912.3 molL-1 (2) 0.045molL-120将一定体积的CO2通入VLNaOH溶液中，已知NaOH完全反应。在反应后向溶液中加入足量石灰水，得到mg沉淀。(1)能否用上述数据确定参加反应的CO2的体积(标准状况)？_(“能”或“不能”)，若能，列式表示为_；若不能，理由是_。(2)能否用以上数据确定NaOH溶液的物质的量浓度？_(“能”或“不能”)。若在上述CO2与NaOH反应后的溶液中不加入石灰水而是加入足量CaCl2溶液，结果得到了ng沉淀。设原NaOH溶液的物质的量浓度为C，则当n=m时，C=_；当n=0时，C=_；当nm时，C=_。答案(1)能；V(CO2)=22.4L/mol(2)不能；当n=m时C= mol/L或C= mol/L；当n=0时，n= mol/L；当nm时，C= mol/L。答案2:3四、实验题(9分) 21某样晶是碳酸钠与碳酸氢钠的固体混合物。拟用下图装置将一定质量的样品跟稀硫酸反应，用测量生成二氧化碳气体体积的方法计算出样品中组分的质量分数。为较准确测出二氧化碳气体的体积，实验结束前加热反应混合物，不溶于溶液中的二氧化碳逸出(加热时产生的少量水蒸气忽略不计)。设在实验时的条件下，1mol气体体积为24.5L。 (1)用托盘天平称取样品wg。若所用天平游码标尺最大量程为5g，则与此天平配套的砝码中最小的砝码的质量是(填写标号)_。A1g B2g C5gD10g(2)对A装置进行气密性检查最简单的方法是_。(3)已知所用硫酸的浓度为0.5mol/L，A中试管的规格是20mm(内径)200mm(长度)，则在称取样品时，w的值应大于_g，测定气体所用量筒的规格，合适的是(填写标号)_。A50mL B100mL C25mL D500mL答案(1)C(2)夹紧止水夹，在分液斗中加入较多的水后，开启分液漏斗的活塞，过一会儿，分液漏斗中液面不再下降，说明A装置气密性好，否则气密性不好。(3)1.1；D。22某课外科技小组要测量CO2的相对分子质量，设计了如下实验：(1)取一个配上合适胶塞的洁净干燥的锥形瓶称量其质量为m1g。(2)向锥形瓶中通入干燥CO2气，塞好胶塞，称量；再重复收集，称量，至两次称量结构基本相同，得到质量m3。已知实验时的温度为t()，压强p(kPa)，水的密度水(gL-1)，空气平均分子量29.0，密度(空气)(gL-1)。试回答下面问题：(1)本实验的原理是(具体说明)_。(2)步骤(2)中为什么要重复操作至两次测量结果基本相同_。(3)锥形瓶的容积是_；锥形瓶内空气质量是_；锥形瓶内CO2气质量是_；实验测得CO2的相对分子质量表达式为_。答案(1)阿伏加德罗定律。即同温同压下，同体积的气体，质量比等于摩尔质量之比，= (2)定量实验一定要做平行实验，以证明实验结果准确可靠。此实验重复操作是证明瓶内空气全被排出，并充满了CO2气。(3)V瓶= (因瓶内空气与水的质量相差悬殊，m3m1近似看成水的质量。)m空气=V 空气，m(CO2)m2m1+空气(m2-m1)表示瓶内CO2和空气质量差，再加上空气的质量，恰好为CO2气体的质量；M(CO2)= 29(根据同T同p同V的气体=这一气态方程的推论，由于m(CO2)和m(空气)已经算出，则可计算出M(CO2)。五、计算题(13分)23取50.0mLNa2CO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量BaCl2溶液后得到14.51g白色沉淀，用过量的稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66g，并有气体放出。试计算：(1)原混合溶液中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度；(2)产生的气体在标准状况下的体积。答案(略)解析本题涉及的反应有Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaClNa2SO4+BaCl2BaSO4+2NaClBaCO3+2HNO3Ba(NO3)2+CO2+H2O下列物质的物质的量有等同关系：Na2CO3BaCO3CO2；Na2SO4BaSO4由：n(Na2CO3)= =0.05(mol)c(Na2CO3)= =1(molL-1)V(CO2)=0.0522.4=1.12(L)c(Na2SO4)= =0.4(molL-1)24将一定量的CO2气体通入500mL某NaOH溶液，充分反应后，将溶液在低温下蒸发，得到不含结晶水的白色固体A。取三份质量不同的该白色固体A分别与50mL相同浓度的盐酸反应，得到气体的体积(标准状况)与固体A的质量关系如下表所示。组别123盐酸的体积(mL)505050固体A的质量(g)3.806.207.20气体体积(mL)89613441344(1)上表中第_组数据表明加入的50mL盐酸反应后有剩余，其理由是_。(2)请通过计算、讨论、判断固体A是什么物质，其成分的质量百分含量为多少？答案(1)1，12，固体的量增加，说明在1中有酸剩余(2)固体为Na2CO3和NaHCO3的混合物Na2CO3=55.79，NaHCO3=44.21解析应用第1组数据计算最合理从气体CO2=0.04mol入手作假设分析假设CO2全部是由Na2CO3转变来的，则Na2CO3的质量=0.04106=4.24(g)假设CO2全部是由NaHCO3转变来的，则NaHCO3的质量=0.0484=3.36(g)而实际固体的质量为3.80g，介于3.36g4.24g之间，所以，固体为Na2CO3和NaHCO3的混合物95 1:1（物质的量比）因此，各物质的质量百分含量Na2CO3=100=55.79，NaHCO3=44.21。16 / 16