阿伏伽德罗常数的相关应用
突破训练（五）
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后生成NH3的分子数目为2NA
B．标准状况下，4.48 L N2所含有的共用电子对数目为0.2NA
C．1 mol Fe与71 g Cl2充分反应后转移的电子数目为3NA
D．常温常压下，1 mol NaHSO4固体中含有的离子数目为2NA
【解析】：N2与H2反应是可逆反应，A错误；标准状况下，4.48 L N2所含有的共用电子对数目为0.6NA，B错误；Fe与Cl2反应的方程式为：2Fe＋3Cl22FeCl3，经比较Cl2不足，1 mol Cl2充分反应后转移电子数目为2NA，C错误。
2.将a g二氧化锰粉末加入c L b mol·L-1的浓盐酸中加热完全溶解,反应中转移电子d个,设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是(忽略浓盐酸的挥发) ( )
A.可以收集到氯气 L
B.反应后溶液中的Cl-数目为
C.NA可表示为
D.反应后溶液中的H+数目为bc-2d
【解析】]A项,标准状况下Cl2为NA×22.4 L;B项,反应后Cl-数目为bc-d;C项,×2·NA=d,NA=;D项,反应后H+数目为bcNA-×4NA或bcNA-2d。
3．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列有关判断正确的是( )
A．46 g NO2和N2O4的混合物中含有的原子总数为3NA
B．在1 L 2 mol·L－1的硝酸铁溶液中含有的Fe3＋数为6NA
C．24 g Mg与足量N2反应转移的电子数为3NA
D．标准状态下，5.6 L SO3所含的原子数为NA
【解析】：若46 g物质均为NO2，其原子总数为3NA×＝3NA，若均为N2O4，其原子总数为6NA×＝3NA，A项正确；水溶液中，Fe3＋会发生水解，B项错误；24 g Mg与足量N2反应转移的电子数为2NA，C项错误；标准状况下SO3不是气体，D项错误。
4．某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm－3，其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中Cl－的物质的量约等于( )
A．0.37 mol B．0.63 mol
C．0.74 mol D．1.50 mol
【解析】：要求Cl－的物质的量，可以先求MgCl2的物质的量，由题中的条件，可先求出MgCl2的质量。除以上思路外，还可以先求MgCl2的物质的量浓度，即为Mg2＋的物质的量浓度，然后再求其物质的量。所以该题的解法不止一种。
c(Mg2＋)＝＝
＝2.5 mol·L－1
n(Cl－)＝2n(MgCl2)＝2×2.5 mol·L－1×0.3 L＝1.5 mol。
5.在两个容积相同的容器中,一个盛有NH3气体,另一个盛有H2和O2的混合气体。在同温同压下,两容器内的气体不可能具有相同的 ( )
A.原子数 B.分子数
C.质量 D.电子数
【解析】选A。同温同压下相同体积的气体,具有相同的物质的量和分子数;由于NH3、H2、O2含有原子数不等,故原子数不可能相同;NH3、H2、O2
的相对分子质量分别为17、2、32,H2、O2的混合气体的平均摩尔质量可能为17 g·mol-1,故气体的质量可能相同;NH3、H2、O2含有电子数分别为10、2、16,H2、O2混合气体中分子含有电子数平均数可能为10,故气体可能具有相同电子数。
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，22.4L四氯化碳分子数为NA
B．常温下，16gO2和O3组成的混合气体中所含有的原子数为NA
C．常温下,1mol/L的AlCl3溶液中含有的Cl-离子数为3NA
D．18gNH4+离子中所含的电子总数为12NA
【解析】A．标况下，四氯化碳为液体，不能使用气体摩尔体积，选项A错误；B．氧气和臭氧均是由氧元素形成的不同单质，则常温下，16gO2和O3的混合气体中氧原子的物质的量是＝1mol，含有的氧原子数为NA，选项B正确；C．由n=cV可知，计算溶质的物质的量还需知道溶液的体积，则体积未知，无法计算Cl- 个数，选项C错误；D．18g铵根离子的物质的量为1mol，1mol铵根离子中含有10mol电子，所含的电子总数为10NA，选项D错误。
7．NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．常温常压下，124 g P4中所含P—P键数目为4NA
B．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
C．1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
D．0.1mol H2 和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数小于0.2NA
【解析】A．P4中所含P—P键数目为6，则124 g P4即1molP4中所含P—P键数目为6NA，故A错误；B．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量为0.5mol，甲烷和乙烯分子中氢原子数目均为4，则0.5mol甲烷和乙烯混合气体中含氢原子数目为2NA，故B正确；C．1 mol FeI2与足量氯气反应生成I2和FeCl3，共转移电子数为3NA，故C错误；D．H2+I22HI这是一个反应前后分子总数不变的可逆反应，则反应后分子总数仍为0.2NA，故D错误。
8.用NA表示阿伏加德罗常数的数值。下列叙述正确的是( )
A．常温常压下，22.4 L乙烯中含C—H键的数目为4NA
B．4.2 g由丙烯(C3H6)和环丙烷(C3H6)组成的混合气体中碳原子数为0.3NA
C．含4.9 g H2SO4与4.9 g H3PO4的混合溶液中氧原子数为0.4NA
D．25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，则BaSO4饱和溶液中Ba2＋数目为1×10－5NA
【解析】：常温常压下，22.4 L乙烯的物质的量不是1 mol，A项错误；丙烯和环丙烷的分子式相同，4.2 g混合气体的物质的量为0.1 mol，含有碳原子的物质的量为0.3 mol，B项正确；除H2SO4和H3PO4中含有氧原子外，水中还含有氧原子，所以氧原子数大于0.4NA，C项错误；没有给出溶液的体积，不能计算Ba2＋数目，D项错误。
9．家用管道煤气的主要成分是CO、H2、CH4，取1 L管道煤气充分燃烧需要同温同压下的空气5 L(氧气的体积分数为20%)，则CO、H2、CH4的体积比不可能是( )
A．1∶1∶1 B．1∶1∶2
C．2∶4∶3 D．1∶3∶2
【解析】：发生反应：2CO＋O22CO2,2H2＋O22H2O；CH4＋2O2CO2＋2H2O，由方程式可知，2V(CH4)＋0.5V(CO＋H2)＝5 L×20%，则2V(CH4)＋0.5V(CO＋H2)＝5 L×20%；V(CH4)＋V(CO＋H2)＝1 L，解得V(CH4)＝1/3，V(CO＋H2)＝2/3，故满足V(CO＋H2)∶V(CH4)＝2∶1即可，故不可能为B。
10.NA代表阿伏加德罗常数。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为m g，则该混合物( )
A．所含碳原子总数为NA
B．所含碳原子总数为NA
C．所含共用电子对数目为NA
D．完全燃烧时消耗的O2一定是 L
【解析】：C2H4和C3H6的最简式均为CH2，m g混合物中“CH2”的物质的量为＝ mol，故m g混合物中含有
mol碳原子，A项正确；每个氢原子形成1个碳氢键，m g混合物中共含有 mol氢原子，所含碳氢键数目为NA，故B项错误；1个C2H4中共用电子对数为6,1个C3H6中共用电子对数为9，故m g混合物中共用电子对数为NA，故C项错误；题中未指明气体所处的条件，故无法计算m g混合物完全燃烧时消耗的氧气的体积，D项错误。
11.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 ( )
A.标准状况下,22.4 L氩气中含有的原子数约为NA
B.44 g CO2、N2O组成的混合气体中所含有的原子数为3NA
C.标准状况下,22.4 L H2O所含原子个数大于3NA
D.分子数为NA的CO和C2H4混合气体的体积约为22.4 L
【解析】选D。氩气为单原子分子,标准状况下22.4 L氩气为1 mol,所含原子数约为NA,A正确;CO2、N2O的摩尔质量均为44 g·mol-1,故44 g混合物的物质的量为1 mol,且两者均为三原子分子,故1 mol混合物中含3NA个原子,B正确;标准状况下水是液体,22.4 L H2O的物质的量大于1 mol,原子数大于3NA,C正确;气体所处的状态不明确,无法计算,D错误。
12.以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.制备10.7 g NH4Cl,理论上需11.7 g NaCl
B.实验室进行蒸发浓缩用到的仪器主要有蒸发皿、烧杯、玻璃棒、酒精灯等
C.“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为25 ℃
D.若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是重结晶
【解析】选C。根据氯元素守恒可列关系式求m(NaCl)=×
58.5 g·mol-1=11.7 g,A正确;蒸发浓缩用到的仪器主要有蒸发皿、烧杯、玻璃棒、酒精灯等,B正确;氯化铵的溶解度随温度变化较大,而硫酸钠在40～100 ℃变化不大,用冷却结晶法,但温度不能太低以防硫酸钠析出,所以大约应在33～40 ℃,C错误;NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,用重结晶提纯,D正确。
13．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．固体含有离子的数目为
B．常温下，的醋酸溶液中H+数目为
C．13g由C和组成的碳单质中所含质子数一定为
D．与足量在一定条件下化合，转移电子数为
【解析】A项、78gNa2O2固体物质的量为1mol，1molNa2O2 固体中含离子总数为3NA，故A正确； B项、未说明溶液的体积，无法确定pH=1的醋酸溶液中H+的个数，故B错误； C项、12C和14C组成的碳单质中两者的个数之比不明确，故碳单质的摩尔质量不能确定，则13g碳的物质的量无法计算，其含有的质子数不一定是6NA个，故C错误； D项、二氧化硫和氧气的反应为可逆反应，不能进行彻底，故转移电子的个数小于0.2NA个，故D错误。
14．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1 L 0.1 mol·L－1NaClO溶液中含有的ClO－为NA
B．1 mol Fe在1 mol Cl2中充分燃烧，转移的电子数为3NA
C．常温常压下，32 g O2与O3的混合气体中含有的分子总数小于NA
D．标准状况下，22.4 L HF中含有的氟原子数目为NA
【解析】A. NaClO为强碱弱酸盐，ClO－会水解，使溶液中ClO－的物质的量小于1 L ×0.1 mol·L－1，即小于NA，A项错误；B. 根据反应2Fe＋3Cl2=2FeCl3
可知铁过量，1 mol Cl2参与反应转移2 mol电子，B项错误；
C. 32g O2的物质的量为=1mol，分子数为NA，而含有O3，相同质量的O3所含分子数少，则分子总数减少，小于NA，C项正确；D. 标况下HF为液态，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，D项错误。
15.NA表示阿伏加德罗常数的值，常温下，抽去右图所示装置中的玻璃片，使两种气体充分反应(已知：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl)。下列说法正确的是( )
A．反应前气体的总体积为1.344 L
B．装置中产生大量的白色烟雾
C．反应前后分子总数不变，均为0.06NA个
D．生成物充分溶于水后所得溶液中含有0.01NA个NH
【解析】 A选项，不是标准状况下，错误；依据2 NH3＋3Cl2===N2＋6HCl可知消耗0.02 mol NH3、0.03 mol Cl2，生成0.01 mol N2、0.06 mol HCl，余下的0.01 mol NH3再发生NH3＋HCl===NH4Cl，消耗0.01 mol HCl，生成0.01 mol NH4Cl，所以最终容器中余0.01 mol N2、0.05 mol HCl，C选项正确；B选项，NH4Cl为固体小颗粒，只有白烟，没有白雾，错误；D选项，NH会发生水解，错误。
16.家用管道煤气的主要成分是CO、H2、CH4，取1 L管道煤气充分燃烧需要同温同压下的空气5 L(氧气的体积分数为20%)，则CO、H2、CH4的体积比不可能是( )
A．1∶1∶1 B．1∶1∶2
C．2∶4∶3 D．1∶3∶2
【解析】 发生反应：2CO＋O22CO2,2H2＋O22H2O；CH4＋2O2CO2＋2H2O，由方程式可知，2V(CH4)＋0.5V(CO＋H2)＝5 L×20%，则2V(CH4)＋0.5
V(CO＋H2)＝5 L×20%；V(CH4)＋V(CO＋H2)＝1 L，解得V(CH4)＝1/3，V(CO＋H2)＝2/3，故满足V(CO＋H2)∶V(CH4)＝2∶1即可，故不可能为B。
17.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是( )
A．电解饱和食盐水，阳极产生22.4 L气体时，电路中通过的电子数目为2NA
B．4.4 g由CO2和N2O组成的混合气体中的电子数目为2.2NA
C．含有氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的共价键数目为0.5NA
D．常温下，1.0 L pH＝13的Ba(OH)2溶液中含有的OH－数目为0.1NA
【解析】：选A 未指明是否在标准状况下，无法计算阳极生成的22.4 L气体的物质的量，A错误；CO2和N2O的摩尔质量均为44 g·mol－1，且两者1个分子中均含22个电子，故4.4 g(0.1 mol)CO2和N2O的混合气体中含有2.2NA个电子，B正确；含有氢原子数为0.4NA的CH3OH的物质的量为0.1 mol，每个CH3OH分子中含有5个共价键，所以0.1 mol CH3OH分子中含0.5NA个共价键，C正确；常温下，pH＝13的Ba(OH)2溶液中OH－浓度为0.1 mol·L－1,1.0 L该溶液中含有0.1 mol OH－，含有的OH－数目为0.1NA，D正确。
18.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．7.8 g Na2O2与足量水反应，转移的电子数为0.1NA
B．36 g由35Cl和37Cl组成的氯气中所含质子数一定为17NA
C．25 ℃时，pH＝12的氨水中所含OH－的数目为0.01NA
D．30 g由甲醛(HCHO)与乙酸组成的混合物中所含C—H键的数目为2NA
【解析】：选A A项，7.8 g Na2O2的物质的量为＝0.1 mol，与足量水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，0.1 mol过氧化钠反应转移0.1 mol电子，因此转移的电子数为0.1NA；B项，由35Cl和37Cl组成的氯气的相对分子质量在70～74之间，无法计算36 g由35Cl和37Cl组成的氯气的物质的量；C项，溶液的体积未知，无法计算25 ℃时pH＝12的氨水中所含OH－的数目；D项，甲醛(HCHO)与乙酸的最简式相同，但1个HCHO分子中含2个C—H键，1个CH3COOH分子中含3个C—H键，故无法计算30 g由甲醛(HCHO)与乙酸组成的混合物中所含C—H键的数目。
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