全国高考化学物质的量的综合高考真题分类汇总及详细答案
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全国高考化学物质的量的综合高考真题分类汇总及详细答案一、高中化学物质的量1.①同温同压下,同体积的氨气和硫化氢气体(H2S)的质量比为_________;②同质量的氨气和硫化氢气体的体积比为_______________,其中含有的氢的原子个数比为___________;③若二者氢原子数相等,它们的体积比为_____________;④在相同条件下,在5.6g氮气中应添加___________g氨气所组成的混合气体与16g氧气所占的体积相等。
【答案】1:2 2:1 3:1 2:3 5.1【解析】【分析】【详解】①同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,根据m=nM可知,同体积的氨气和硫化氢气体(H2S)的质量比为17g/mol:34g/mol= 1:2 ;②根据n=mM可知,同质量的氨气与硫化氢的物质的量之比为34g/mol: 17g/mol=2:1;相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比,二者体积之比为2:1,所含氢原子数目之比为(2⨯3):(1⨯2)=3:1;③假设H原子为3mol,氨气为1mol,硫化氢为1.5mol,二者体积之比为1mol: 1.5mol=2:3;④氮气物质的量n=5.6g0.2mol28g/mol=,氧气物质的量n=16g32g/mol= 0.2mol,则氨气物质的量为=0.5mol-0.2mol=0.3mol ,氨气的质量为0.3mol⨯17g/mol=5.1g。
2.为了将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来,国际上采用了“物质的量”这一物理量,据此完成下列试题:(1)等质量的O2和O3所含分子的物质的量之比为___。
(2)等温等压下,等体积的O2和O3所含分子个数比为___,质量比为___。
(3)设N A为阿伏加德罗常数的值,如果ag氧气中含有的分子数为b,则cg氧气在标准状况下的体积约是___(用含a、b、c、N A的式子表示)。
(4)实验室需要配制100mL1mol/L的NaOH溶液,进行如下操作:①配制该溶液所需主要仪器除了托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管,还需要的玻璃仪器___。
②计算需要NaOH固体的质量:___g。
③取出50mL配制好的溶液,此溶液中NaOH的物质的量浓度为___。
④若出现如下情况,导致所配溶液浓度偏高的是___。
A.称量时砝码已经生锈B.定容时仰视C.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作D .定容摇匀后,液面低于容量瓶颈上的刻度线【答案】3:2 1:1 2:3 A22.4bc a N ⋅L 100mL 容量瓶 4.0 1mol /L A 【解析】【详解】(1)根据n m M=可知,等质量的O 2和O 3的物质的量之比为2311(O ):(O ):3:23248==n n ,所含分子的物质的量之比为3:2。
(2)根据阿伏加德罗定律,PV =nRT (R 为常数),在等温等压下,等体积的任一气体所含分子的物质的量相同,由N =nN A (N A 为常数)可知,分子个数比为1:1;由m =nM 可知,O 2和O 3的质量比为2:3。
(3)设N A 为阿伏加德罗常数的值,如果ag 氧气中含有的分子数为b ,则ag 氧气的物质的量A A N b n N N ==,摩尔质量1A Am ag aN M g mol b n b mol N -===g ,即当氧气为cg ,物质的量1A A m cg bc n mol aN M aN g mol b-===g ,在标准状况下的体积22.4m A bc V nV aN == L 。
(4)①实验室需要配制100mL1mol /L 的NaOH 溶液,则配制该溶液所需主要仪器为托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管和100mL 容量瓶 。
②需要NaOH 固体的质量111001404--===⨯⨯=g g m nM cVM mL mol L g mol g 。
③溶液具有均一性,物质的量浓度不随着溶液的体积发生改变,浓度仍然为1mol /L 。
④A .称量时砝码已经生锈,实际砝码质量增大,称得的氢氧化钠质量增大,浓度偏高; B .定容时仰视,实际加水量偏高,溶液浓度偏低;C .溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作,剩余部分溶质残留,导致容量瓶内部溶质减小,溶液物质的量浓度偏低;D .定容摇匀后,溶液物质的量浓度固定,液面低于容量瓶颈上的刻度线对结果无影响。
答案为A 。
【点睛】 根据n c V=可得,一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n和溶液的体积V 引起的。
误差分析时,关键要看配制过程中引起n和V 怎样的变化。
在配制一定物质的量浓度溶液时,若n 比理论值小,或V 比理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;若n 比理论值大,或V 比理论值小时,都会使所配溶液浓度偏大。
需要具体问题具体分析。
3.O 2和O 3是氧元素的两种单质,根据其分子式完成下列各题:(1)等质量的O 2和O 3所含原子个数比为__,分子的物质的量之比为__。
(2)等温、等压下,等体积的O 2和O 3所含分子个数比为__,质量比为___。
(3)设N A 为阿伏加德罗常数的数值,如果ag 氧气中含有的分子数为b ,则cg 氧气在标准状况下的体积约是___(用含N A 的式子表示)。
(4)常温下,将20g 质量分数为14%的KNO 3溶液跟30g 质量分数为24%的KNO 3溶液混合,得到密度为1.15g·cm -3的混合溶液。
该混合溶液的物质的量浓度为___mol·L -1。
【答案】1:1 3:2 1:1 2: 3 A 22.4bc aN L 2.28 【解析】【详解】(1)等质量的O 2和O 3的物质的量之比为∶=3∶2,则所含分子个数之比为3∶2,原子个数之比为1∶1,故答案为:1:1;3:2;(2)据阿伏加德罗定律可知,同温同压下,等体积的气体含有相同数目的分子,即O 2和O 3所含分子数之比为1∶1,则原子个数比为2∶3,质量比为2∶3,故答案为:1:1;2:3;(3)氧气的摩尔质量为M ===g·mol -1,则cg O 2在标准状况下体积为V =·V m =×22.4 L·mol -1=L ,故答案为:A22.4bc aN L ; (4)混合后溶液中的KNO 3的物质的量为n(KNO 3)=≈0.099 mol ,混合后溶液的总体积为V[KNO 3(aq)]=≈43.5 cm 3=4.35×10-2L ,混合后溶液中KNO 3的物质的量浓度为c(KNO 3)=≈2.28mol·L -1,故答案为:2.28。
4.已知:2KMnO 4K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑,将0.1moKMnO 4固体加热一段时间后,收集到amolO 2;向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸,又收集到bmolCl 2,此时Mn 元素全部以Mn 2+的形式存在于溶液中(注:KMnO 4和K 2MnO 4以及MnO 2都能与浓盐酸反应并生成Mn 2+)。
(1)2KMnO 4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O 反应中的还原产物是_____(填化学式),反应中若产生0.3mol 的气体则有________mol 的电子转移。
(2)a+b 的最大值为________,a+b 最小值为________。
【答案】MnCl 2 0.6 0.25 0.2【解析】【分析】(1)元素化合价降低发生还原反应得到还原产物;根据Cl 元素化合价变化计算转移电子;(2)KMnO 4固体,加热一段时间后,收集到amol 氧气,在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,继续加热,收集到气体bmol 氯气,根据电子转移守恒,整个过程中,Mn 元素得到电子数等于O 元素、Cl 元素失去的电子,则有:0.1×(7-2)=4a+2b ,整理得a+b=0.25-a ,当高氯酸钾没有分解时,(a+b)达最大值,当高锰酸钾完全分解生成氧气时,生成氧气最多,生成氯气最少,根据方程式计算氧气最大值,进而确定(a+b)的最小值。
【详解】(1)反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价,化合价降低,得到电子,被还原,所以MnCl2是还原产物;产生0.3mol的氯气时,转移电子为n(e-)=0.3mol×2×[0-(-1)]=0.6mol;(2)KMnO4固体加热一段时间后,收集到amol氧气,在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸,继续加热,收集到bmol氯气,根据电子转移守恒,整个过程中,Mn元素获得电子等于O元素、Cl元素失去的电子,则有:0.1×(7-2)=4a+2b,整理可得a+b=0.25-a,当高氯酸钾没有分解时,(a+b)达最大值,此时a=0,则(a+b)的最大值=0.25;当高锰酸钾完全分解生成氧气时,生成氧气最多,生成氯气最少,由2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,可知生成氧气最大的物质的量为0.1mol×12=0.05mol,则a+b≥0.25-0.05=0.2,故(a+b)的最小值为0.2。
【点睛】本题考查混合物计算、氧化还原反应计算,充分利用整个过程中的电子转移守恒是解答本题的关键。
掌握元素化合价升降总数与反应过程中电子转移的关系及与物质的性质与作用的关系是解答的基础,学会将关系式进行变形,并用用极值方法分析判断。
5.现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体,在标准状况下其体积为13.44 L。
回答下列问题:(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)混合气体中碳原子的质量为________。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。
②气球中收集到的气体中,电子总数为________(用N A表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。
【答案】36 g·mol-1 7.2 g 28 g·mol-1 4.2N A 6.72【解析】【详解】(1)标准状况下,该混合气体的物质的量为13.44÷22.4=0.6(mol),所以混合气体的平均摩尔质量M=m/n=21.6÷0.6=36 (g·mol-1),(2)由第一问已知混合气体的物质的量为0.6mol,而 CO和CO2分子中均只含一个碳原子,故混合气体中的碳原子也为1mol,所以混合气体中碳原子的质量为0.6×12=7.2(g)(3) CO和CO2组成的混合气体通过NaOH溶液后,CO2与NaOH反应被吸收,剩余的CO通过浓硫酸干燥,最后收集在气球中。