1、物质的量的相关概念长征系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为X2Y4(l)+O2(g)X2(g)+2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为11.2 L,其密度为1.25 gL-1。问题1.反应前O2的体积(标准状况下)为多少?试计算其物质的量。(素养角度证据推理与模型认知)提示:由化学方程式可知,反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同,为11.2 L,其物质的量为=0.5 mol。问题2.X2的摩尔质量是多少?能否确定Y元素的名称?(素养角度宏观辨识与微观探析)提示:X2的摩尔质量为1.25 gL-1 2
2、2.4 Lmol-1=28 gmol-1,X2Y4的摩尔质量为=32 gmol-1,故X为氮元素,Y为氢元素。问题3.若反应生成0.1 mol X2,则转移电子的数量是多少?(素养角度证据推理与模型认知)提示:由N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可知每生成1 mol N2转移4 mol电子,所以反应生成0.1 mol N2时,转移电子的物质的量为0.4 mol,数量为0.4NA。1.(2023年盐城模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾,其中的反应之一为CH3CHCHCH3(2-丁烯)+2O32CH3CHO+2O2。下列说法正确的是()A.
3、分子式为C4H8的物质的性质均与2-丁烯相同B.氧化性:O3O2C.常温常压下,22.4 L 2-丁烯中含CH键数目为86.021023个D.1 mol O3参与反应,转移的电子数为66.021023个【解析】选B。分子式为C4H8的有机物可以是烯烃,也可以是环烷烃,A错误;由化学方程式可知,氧化性O3O2,B正确;常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 Lmol-1,C错误;1 mol O3参与反应,转移的电子数为26.021023个,D错误。2.(2023年济南模拟)阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是()A.1 L 0.1 molL-1 NH4Cl溶液中,N的数量为0.1NAB.2.
4、4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NAC.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NAD.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA【解析】选D。N是弱碱阳离子,发生水解:N+H2ONH3H2O+H+,因此N数量小于0.1NA,故A错误;2.4 g Mg为0.1 mol,与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.42/24 mol=0.2 mol,因此转移电子数为0.2NA,故B错误;标准状况下,N2和O2都是气态分子,2.24 L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,故C错误;H2+I22HI,反应前后化
5、学计量数之和相等,即反应后分子总物质的量仍为0.2 mol,分子数为0.2NA,故D正确。【加固训练】1.设阿伏加德罗常数的数值为NA,若等质量的H2O和D2O分别与一定质量的金属钾完全反应,转移的电子数均为NA,则下列各化学量不相等的是()A.消耗H2O和D2O的物质的量B.同温同压下生成气体的体积C.反应后所得溶液中溶质的质量分数D.参加反应的钾的质量【解析】选C。根据反应2H2O+2K2KOH+H2和2D2O+2K2KOD+D2,转移相等的电子数,消耗H2O和D2O的物质的量相等,生成的气体的物质的量相等,参加反应的K的物质的量相等,故A、B、D正确。2.碳酸氢铵,又称碳铵,是一种碳酸盐
6、,含氮17.7%左右。可作为氮肥,由于其可分解为NH3、CO2和H2O三种气体而消失,故又称气肥。在一定条件下,m g NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2、H2O(g),按要求填空。(1)若所得混合气体对H2的相对密度为d,则混合气体的物质的量为_。NH4HCO3的摩尔质量为_(用含m、d的代数式表示)。(2)若所得混合气体的密度折合成标准状况为 gL-1,则混合气体的平均摩尔质量为_(用含的代数式表示)。(3)若在该条件下,所得NH3、CO2、H2O(g)的体积分数分别为a%、b%、c%,则混合气体的平均相对分子质量为_(用含a、b、c的代数式表示)。【解析】因为NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)(1)M(混)=2d gmol-1n(混)= mol,M(NH4HCO3)=(2d3) gmol-1=6d gmol-1。(2)(混)=22.4 gmol-1。(3)n(NH3)n(CO2)n(H2O)=a%b%c%,(混)=(17a%+44b%+18c%) gmol-1。答案:(1) mol6d gmol-1(2)22.4 gmol-1(3)17a%+44b%+18c%- 3 -
