物质的量专题[整理]:典型例题+习题(含答案)
一. 知识分析:
1. 考查学生的记忆能力,如MCES90第3题:
在国际单位制中,物质的量的基本单位是( )
A. 千克 B. 摩尔 C. 立方米 D. 克/摩
分析:本题考查了学生的记忆能力。“物质的量”是1971年国际计量大会规定的第七个物理量,表示物质所含微粒数的多少,国际计量大会上规定的七个物理量分别是:质量、长度、热力学温度、时间、电流、光强度、物质的量,它们的单位分别是:千克、米、开尔文、秒、安培、坎德拉、摩尔。即摩尔是物质的量的基本单位,阿伏加德罗常数个微粒为1摩尔。对物质的量和摩尔这两个概念的学习,不能单纯靠机械识记,因为它们极具丰富的实践性和内涵,具有很丰实的理解内容,如能掌握它们的真谛,变抽象的概念为具体的模型,就会使记忆准确而持久。虽说现在高考中单纯考识记的题目所占的比分很小,但很多题目中都包括有记忆的知识。如果平时不注意记忆、积累,解题一定不会熟练、快捷。因此,不可忽视记忆的作用。
2. 考查学生的应用能力,如MCEN92第31题:
在某温度时,一定量的元素A 的氢化物AH 3,在一定体积的密闭容器中可以完全分解成两种气态物质,此时压强增加了75%,则A 单质的一个分子中有 个A 原子,AH 3分解的化学方程式是 。
分析:本题考查了学生应用阿伏德罗定律解题的能力。阿伏加德罗定律指出:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同的分子。在温度和体积都不变的条件下,气态物质的压强与其物质的量成正比。由于反应前后气体的压强之比为1:1. 75,则反应前后气态物质的物质的量的和之比也为1:1. 75,即4:7,则4AH 3(g ) =A x (g ) +6H 2(g ) ,x =4,A 单质分子里有4个A 原子,该反应的化学方程式是:4AH 3=A 4+6H 2。 3x H 2,根据阿伏加德罗定律推出,2
3在体积一定时压强增加75%,即是物质的量增加75%,则1+x =x (1+75%),x =4。 2也可以先写出反应的化学方程式为:xAH 3=A x +
该题易出现的错误是,不能正确运用阿伏加德罗定律,对压强与气态物质的物质的量之间的关系不够清楚,不按题给信息去解题,定势思维,将本题的反应写成:2AH 3=A 2 +3H 2,从而错误地认为A 单质分子里含有2个A 原子。
3. 考查学生的创造能力,如MCE96第17题:
用10mL 的0. 1mol ⋅L BaCl 2溶液恰好可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
分析:此题主要考查学生的创造能力。这类“求比”的试题有多种解法。解该题的思维要点是:① 使定量的BaCl 2中的Ba 2+-1完全沉淀;② 三种盐溶液的体积相同;③ 三种
2-盐溶液中所含SO 4的物质的量相同。
解法一:假设Fe 2(SO 4) 3、ZnSO 4、K 2SO 4三种盐溶液的物质的量浓度分别为x 、y 、
2-的物质的量相等得3x =y =z ,则x :y :z =x :3x :3x =1:3:3,答案为C 。 z 。由SO 4
解法二:在解法一中得到3x =y =z 后将试题里各选项中的三个数据分别看成x 、y 、z 代入上述方程,只有答案C 符合。
解法三:由题意可知,所需ZnSO 4、K 2SO 4溶液的物质的量浓度一定相等,ZnSO 4、K 2SO 4的浓度要大于Fe 2(SO 4) 3的浓度,符合上述两点的只有C 选项。
4. 考查学生理解、鉴别能力,如MCE89第27题:
体积为VmL ,密度为dg /cm 3的溶液,含有式量为M 的溶质mg ,其物质的量浓度为Cmol /L ,质量分数为W%,下列表达式中正确的是( ) W ⨯1000⨯d W A. C = B. m =Vd ⨯ M 100
C ⨯M 1000⨯m % C. W %= D. C = 1000d V ⨯M
本题着重考查了学生对物质的量浓度、质量分数、溶质质量、摩尔质量等量之间关系的理解能力。由于有些错误答案跟正确答案之间区别很小,容易混淆,故又考查了学生的鉴别能力。根据C =1000⨯d ⨯W %CM 可知A 错误。上式经变换得W %=,由此可判M 1000d
断C 也错误。B 答案所表示的意义是:溶质的质量=溶液的质量×质量分数,故正确。D 答案可由C =m /M 变换得到,故正确答案为B 、D 。 V /1000
5. 考查学生的分析能力,如MCE93第39题:
硫酸银的溶解度较小,每100g 水仅能能溶解 0.836g 。
(1)25℃时,在烧杯中放入6.24g 硫酸银固体加200g 水,经充分溶解后,得饱和溶液的体积为200mL ,计算溶液中Ag 的物质的量浓度是多少? +
mol ⋅L (2)在上述烧杯中加入50mL 0. 0268
物质的量浓度是多少? -1BaCl 2溶液,充分搅拌,溶液中Ag +的
(3)在(1)题烧杯中需加入多少升0. 0268才能使原来溶液中Ag mol ⋅L BaCl 2溶液,-1+
mol ⋅L ? 浓度降至0. 0200
分析:此题虽是一道计算题,考查的能力较多,但主要还是考查学生分析问题的能力。
(1)由于25℃时,200gH 2O 最多只能溶解1. 672g Ag 2SO 4固体,所以,Ag 2SO 4过-1
0. 836g 1. 672g ⨯2⨯2312g /m ol 312g /m ol +=0. 0536m ol ⋅L -1。或者[Ag +]=量,溶液饱和,[Ag ]= 0. 1L 0. 2L
=0. 0536mol ⋅L -1,但如果不认真分析,认为所加的6. 24g Ag 2SO 4固体全部溶解,从而6. 24g ⨯2312g /m ol +=0. 2m ol ⋅L -1,那就错了。 求得[Ag ]=0. 2L
(2)因Ag 2SO 4饱和溶液的浓度与BaCl 2的浓度相等,但体积比为4:1,因而参加反应的硫酸银的质量仅为原溶液中硫酸银质量的1,根据原加入的水和硫酸银固体的质量及4
-1硫酸银的溶解度可判断,即使氯化钡全部反应后尚有多余的硫酸银固体,因而最后的溶液仍mol ⋅L 。 为硫酸银的饱和溶液,故[Ag +]不变,仍为0. 0536
(3)通过以上的分析可知,只要溶液中有硫酸银固体剩余,[Ag +]就不会改变,现在
mol ⋅L ,Ag 2SO 4固体一定没有剩余。 要使[Ag +]降至0. 0200-1
6. 24g -0. 0268m ol ⋅L -1⋅x 312g /m ol ⨯2=0. 0200m ol ⋅L -1,得x =0. 489L 。如果不认由0. 200L +x
真分析,只考虑到溶液中存在的Ag 与Cl 反应,而考虑不到随着Ag 被消耗,Ag 2SO 4还要继续溶解、电离。那就错了。因此,解答本题,重在分析,抓住关键,计算并不太难。
6. 考查学生的自学能力。如MCE87第28题: +-+
CS 2(液)能在O 2中完全燃烧,生成CO 2和SO 2,若用0.1 molCS2在1molO 2中完全燃烧后,混合物在标准状况下所占的体积为( )
A. 6.72L B. 13.44L C. 15.68L D. 22.4L
分析:本题是一道信息给予题,考查学生的自学能力CS 2的燃烧反应虽没有学过,但题中给出了其完全燃烧的产物,我们就可以写出其完全燃烧的化学方程式:CS 2(l ) +3O 2 (g ) =CO 2(g ) +2SO 2(g ) ,本题常规解法是先判断出O 2过量,剩余O 2的物质的量为0.7 mol ,生成的CO 2、SO 2分别为0.1mol 、0.2mol ,则混合气体的总物质的量为1mol ,标准状况下所占的体积为22. 4L 。但如果认真分析一下化学方程式,就会发现,该反应前后气体的物质的量不变,故燃烧后气体的总体积等于燃烧前氧气的体积,等于22.4L (标准状况),答案为D 。
二、典型例题
[例1] 在反应x +2y =R +2M 中,已知R 和M 的摩尔质量之比为22:9,当1. 6gx 与y 完全反应时,生成4. 4gR ,则此反应中y 和M 的质量之比为( )
A. 16:9 B. 23:9 C. 32:9 D. 46:9
解析:本题主要考查了学生应用质量守恒定律的能力,由R 与M 的摩尔质量之比为22:9推知,反应中生在的R 与M 的质量比为22:9⨯2=11:9,则生成4.4gR 的同时生成M 3. 6g 根据质量守恒定律:y 的质量为:4. 4g +3. 6g -1. 6g =6. 4g ,y 与M 的质量比为6. 4g :3. 6g =16:9。
[例2] 在SO 2和O 2的混合气体中,O 2占25%(质量分数),在标准状况下,混合气体的密度是多少(g /L )?
A. 2.86 B. 1.43 C. 1.14 D. 2.3
解析:本题从解题方法的选择上可以考查出学生的解题能力。 方法一:n (SO 2) :n (O 2) =75253⨯64+2⨯32:=3:2,π1==51. 2g /mol ,ρ= 64325
51. 2g /mol =2. 3g /L 。 22. 4L /mol
方法二:设混合气体的总质量为100g ,则O 2为25g ,SO 2为75g 。物质的量之和为: (12525g 75g 125mol ⨯22. 4L /mol +) =mol ,标准状况下的体积为:6432g /mol 64g /mol 64
=43. 75L ,密度为100g =2. 3g /L 。 43. 75L
64g /mol =2. 86g /L 。O 2的密度为SO 2的一半,即方法三:标态下SO 2的密度为22. 4L /mol
1. 43g /L 混合气体的密度应介于2.86和1.43之间,符合要求的答案只有D 。
方法四:根据所给的密度数据,分别求出混合气体的平均式量,数值介于64和32之间的只有答案D 。
[例3] 化合物E (含有两种元素)与NH 3反应,生成化合物G 和H 2,化合物G 的相对分子质量约为81,G 分子中硼元素(相对原子质量为10.8)和氢元素的质量分数分别为40%和
7.4%,由此推断:
(1)化合物G 的化学式为 。
(2)反应消耗1mol NH3可生成2mol H2,组成化合物E 的元素是 。
(3)1mol E和2mol NH3恰好完全反应,化合物E 的化学式为 。
解析:本题主要考查了学生的推理运算能力。
(1)由E +NH 3→G (B :40%,H :7.4%)+H2可知,G 分子中还有N 元素且质量
分数为52.6%,n (N ) :n (B ) :n (H ) =
式量为26.8,由52. 6407. 4::=1:1:2,则G 的最简式为NBH 2,1410. 8181=3,则G 的化学式为N 3B 3H 6。 26. 8
(2)由于G 中有B 元素,可见E 中肯定有B 元素,又由于消耗1mol NH 3生成2mol H 2,则可推知E 中还有氢元素,即E 的组成元素有B 、H 两种。
(3)设E 的化学式为B x H y ,由题意得,B x H y +2NH 3=2N 3B 3H 6+4H 2,得3
x =2,y =6,则E 的化学式为B 2H 6。
[例4] 氢氧化钙在20℃时,每100g 水仅能溶解0.17g 。
(1)求20℃将100g 水中加入7.4g Ca (OH ) 2固体求溶液中OH 的物质的量浓度(密度为1g /cm 3)
(2)在上述混合溶液中需加入多少毫升0. 1mol ⋅L 的K 2CO 3溶液,才能使Ca 浓度降至0. 010mol ⋅L ?
解析:本题主要考查了学生的分析能力。20℃时,100g H 2O 中只能溶解 -1--12+的
0. 17mol 740. 17gCa (OH ) 2,[Ca (OH ) 2]==0. 023mol ⋅L -1, L 1000
[OH -]=0. 046mol ⋅L -1。
(2)因0. 010
7. 4g -x ⋅0. 1m ol /L 74g /m ol =0. 010mo l ⋅L -1,x =0. 9L = 加入K 2CO 3溶液的体积为x ,则0. 1L +x
900mL 。
此题虽是一道计算题,但能否正确解出,关键在于对题意能否认真分析,正确把握。若不加分析,认为所加的7.4g Ca (OH ) 2全部溶解,则计算肯定错误。同样,在解第(2)个问题时,若不加以分析,只考虑现存在的溶液中的Ca
-12+参加反应,结果肯定也是错误。 [例5] 欲配制100mL 、0. 2mol ⋅L 的氢氧化钠溶液,回答下列问题:
(1)所需的仪器有 。
(2)根据计算,所称取氢氧化钠的质量为 g ,氢氧化钠固体应放在 中
称量。
(3)下列操作会使所配氢氧化钠溶液浓度偏低的是 。
A. 氢氧化钠放在纸上称量,又出现潮解现象
B. 氢氧化钠溶液未等冷却就转移到容量瓶中去
C. 容量瓶水洗后未干燥
D. 定容时视线偏低
解析:此题考查学生的实验能力,要正确回答本题,必须掌握配制物质的量浓度溶液的步骤,每步所用到的仪器,注意事项。
(1)托盘天平及砝码,小烧杯、100mL 容量瓶(须注明体积)、玻璃棒、胶头滴管。
(2)0. 8g ,小烧杯(氢氧化钠固体能吸湿潮解且具腐蚀性,须在玻璃器皿中称量。)
n ,看你的操作对n 和V 有何影响来进行判断。若NaOH 固体直接放V
在纸上,称量又出现潮解,则会导致NaOH 不足且损失,则配得溶液的浓度偏低,若氢氧(3)依据C =化钠溶液未等冷却就转移到容量瓶中,等恢复到室温时,由于液体的收缩率比固体大,则恢复到室温时,液面低于刻度线,即液体的体积偏小,物质的量浓度偏大;若容量瓶水洗后未经干燥,对实验结果无影响,若定容时视线偏低,则溶液体积偏大,物质的量浓度偏低,故答案为A 、D 。
三、经典试题
1. 标准状况下,100mL 某气体的质量为0. 125g ,则该气体的化学式可能是( )
A. NH 3 B. CO C. CO 2 D. N 2
2. 如果4g NH 3由x 个分子组成,那么8g H 2S 所含的分子数为( )。
A. x B. x C. 2x D. 4x 2
3. 有N 2、CO 、CO 2三种气体的质量比为1:1:2,则它们的体积比是( )
A. 1:1:2 B. 2:2:1 C. 11:11:14 D. 7:7:11
4. 设N A 表示阿伏德罗常数,下列论述中不正确的是( )
A. 18gNH 4含有的电子数为10N A
B. NA 个H 2SO 4分子和N A 个H 3PO 4分子的质量比为1:1
C. 3. 98g K 变为K +时,失去的电子数为0.1N A
D. 常温常压下,11. 2L O 2所含的氧原子数为N A
5. 将ag CuO 通入H 2后加热,全部还原得bg Cu ,若已知O 的相对原子质量为c ,则用代数式表示Cu 的相对原子质量为( )
A. +bc a -b c (a -b ) B. ab C. D. a -b bc b
6. 下列各组物质中含有相同分子数的是( )
A. 1gH 2和11. 2LO 2
B. 22. 4LSO 3和64gSO 2 D. 28gCO 和44gCO 2 C. 1molHCl 和22. 4LHCl
7. 等质量的Mg 3N 2和CaCO 3相比较,都含有:相同的①物质的量②密度③质子数④中子数⑤体积其中正确的是( )
A. 全部 B. ①③ C. ①③④ D. ①③⑤
8. 已知某饱和溶液的:① 溶液的质量 ② 溶剂的质量 ③ 溶液的体积 ④ 溶质的摩尔质量 ⑤ 溶质的溶解度 ⑥ 溶液的密度,从上述条件的组合中,不能用来计算溶液物质的量浓度的是( )
A. ④⑤⑥ B. ①②③④ C. ①③④ D. ①③④⑤
9. 在体积为VL 的密闭容器中,通入amolN 2和bmolO 2,反应后容器内氮原子和氧原子数之比为( )
A. a a a a B. C. D. b 2b a +2b 2(a +b )
10. 露置的苛性钾经分析含H 2O :7.62%,K 2CO 3:2.38%,KOH :90%,将此样品1g 放入1mol ⋅L 盐酸46mL 中,过量的酸用1. 070mol ⋅L KOH 中和至中性,蒸发中和后的溶液可得固体( )
A. 4.00g B. 3.43g C. 4.50g D. 无法计算
11. 如果1g H 2O 中有m 个H 原子,则阿伏加德罗常数可表示为
12. 把NaHCO 3和Na 2CO 3⋅10H 2O 的混合物6. 56g 溶于水制成100mL 溶液,其中-1-1
[Na +]=0. 5mol ⋅L -1,若把6. 56g 这种混合物加热至恒重时,其质量应减少g 。
13. 现有质量分数分别为40%和50%的两种硫酸溶液,如果将两硫酸等体积混合,则混合后溶液的质量分数 45%。(填>、=、
14. 由N 2、O 2、CH 4组成的混合气体中,三种气体的质量比为35:16:4,则三种气体的分子数之比为 。
mL 。 15. 同98%的密度为1. 84g /cm 的浓H 2SO 4配制成3mol ⋅L 的稀H 2SO 41000
(1)计算所需浓H 2SO 4的体积为mL 。
(2)如何将H 2SO 4稀释:
(3)所需的仪器有 。
(4)下列操作对所配溶液的物质的量浓度有何影响(用偏高、偏低、无影响来回答)
A. 将浓H 2SO 4稀释后,未等冷却就转移到容量瓶中3-1
B. 容量瓶水洗后没有干燥C. 定容时视线偏高
D. 摇匀后发现液面低于刻度线,又加入少量水使液面的最低处正好与刻度线相切。
16. mg 皓矾(ZnSO 4⋅7H 2O )溶于VL H 2O 中,溶液恰好饱和,所得溶液密度为ρg /cm 3,该溶液的物质的量浓度为溶质的质量分数为此温度下ZnSO 4的溶解度为 。
17. 在体积为VL 的干燥烧瓶中,用排空气收集HCl 后,测得瓶中的气体对H 2的相对密度为17. 5,所以气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入烧瓶中水的体积为 。
18. 实验室需1L 含0. 5mol NaCl 、0. 16mol KCl 和0. 24mol K 2SO 4的混合溶液,但实验室里只有NaCl 、KCl 、Na 2SO 4三种试剂,若配制1L 溶液,需称取NaCl ,KCl g ,Na 2SO 4。
19. 在标准状况下将560L NH 3溶于1L 水中,所得溶液的密度为0. 9g /cm ,求该溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度?
20. A 、B 两种金属元素的相对原子质量之比为8:9,将两种金属单质按物质的量之比为33:2组成的混合物1. 26g 跟足量稀H 2SO 4完全反应,放出氢气1. 344L (标况下),这两种金属单质在反应中生成氢气的体积相等,则A 、B 的摩尔质量各是多少?
【试题答案】
1. BD 2. B 3. C 4. D 5. A 6. D 7. C 8. C 9. A 10. B
11. 9m 12. 3.91 13. >;= 14. 5:2:1
15.
(1)163
(2)将浓H 2SO 4沿着烧杯壁慢慢倒入预先盛有少量水的烧杯中,边倒边搅拌
(3)量筒、烧杯、玻璃棒、1000mL 容量瓶、胶头滴管
(4)A. 偏高 B. 无影响 C. 偏高 D. 偏低 16. 16100m 1000m ρ161m g mol ⋅L -1,⨯100%,126m +287000V 287(m +1000V ) 287(m +1000V )
-117. 0. 8V 18. 1.17;47.68;34.08 19. 29.8%;15. 8mol ⋅L
20. 24g /mol ;27g /mol