综合训练(七) 化学计算1.(2022·台州模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.1mol·L-1NH4Cl溶液中,NH4+的数目小于NAB.标准状况下,11.2LCl2与足量的水反应转移的电子数为0.5NAC.17gCH3F和H2S的混合气体中含有9NA个电子D.1mol分子式为C2H6O的有机物中含有的碳氧键的数目一定为NA2.(2022·杭州二中模拟)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列判断正确的是( )A.常温常压下,18mL水中含有的分子数目约为NAB.1L1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中含有的NH4+数目为2NAC.足量的MnO2与100mL12mol·L-1的浓盐酸充分反应,转移的电子数目为0.6NAD.1.00molNaCl中含有约6.02×1023个NaCl分子3.(2022·上虞中学模拟)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.16gO2和O3的混合气体中含有的分子数为0.5NAB.标准状况下,11.2L甲醇含有的氢原子数大于2NAC.100mL12mol·L-1浓盐酸与足量MnO2共热,生成Cl2的分子数为0.3NAD.1mol苯分子中含有3NA个碳碳双键4.(2022·楚门中学模拟)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.100g含蔗糖分子质量分数为34.2%的溶液中含氢原子数为2.2NAB.1mol甲基(·C·· H····HH)所含的电子数为7NAC.标准状况下,8gSO3中所含质子的数目为4NAD.1molCH3COOC2H5在稀硫酸中水解可得到的乙醇分子数为NA5.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体的体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是( )7\n组别对应曲线c(HCl)(mol·L-1)反应温度/℃铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L-1C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol·L-1D.第3组实验的反应温度低于30℃6.某温度下,在2L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A+bB(g)cC(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),12s时达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol。反应进程如图所示。下列说法正确的是( )A.前12s内,A的平均反应速率为0.025mol·L-1·s-1B.12s后,A的消耗速率等于B的生成速率C.化学计量数之比b∶c=1∶2D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2QkJ7.(2022·浙江绿色评价联盟联考)下列说法不正确的是( )A.ΔH1=ΔH2+ΔH3B.ΔH1<0,ΔH2>0,ΔH3<0C.将煤转化为H2(g)和CO(g)后燃烧比煤直接燃烧放出的热量多D.将煤转化为水煤气后再燃烧,从提高煤燃烧利用率来看是得不偿失的8.已知溶质质量分数为98%的浓硫酸,其物质的量浓度为18.4mol·L-1。取10mL该浓硫酸与amL水混合,配制成溶质质量分数为49%的硫酸溶液,其物质的量浓度为bmol·L-1,则a、b分别为( )7\nA.a=10,b=9.2B.a<10,b>9.2C.a>10,b<9.2D.a>10,b=9.29.某溶液中含K+、Al3+、NH4+、SO42-。取500mL该溶液加入过量的氢氧化钡溶液,经过滤、洗涤、干燥,称重得到9.32g固体1,并收集到224mL(标准状况)气体。在滤液中通入过量的CO2,经过滤、洗涤、灼烧,称重得到0.51g固体2。原溶液中K+的浓度为( )A.0.08mol·L-1B.0.04mol·L-1C.0.02mol·L-1D.0.01mol·L-110.1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。下列说法不正确的是( )A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol·L-1C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%D.恰好得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL11.称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g,加入含0.1molNaOH的溶液,完全反应,生成NH31792mL(标准状况),则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为( )A.1∶1B.1∶2C.1.87∶1D.3.65∶112.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1,反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是( )A.升高温度,H2S浓度增大,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7molD.CO的平衡转化率为80%13.SO2和氮氧化物的转化和综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。(1)H2还原法是处理燃煤烟气中SO2的方法之一。已知:2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(l)ΔH=akJ·mol-1H2S(g)H2(g)+S(s) ΔH=bkJ·mol-1H2O(l)H2O(g) ΔH=ckJ·mol-1写出SO2(g)和H2(g)反应生成S(s)和H2O(g)的热化学方程式: 。 (2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2,其中n(SO2)∶n(O2)=2∶1,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。7\n①图中A点时,SO2的转化率为 。 ②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v正(C)与A点的逆反应速率v逆(A)的大小关系为v正(C) (填“>”“<”或“=”)v逆(A)。 ③图中B点的压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 14.汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。(1)氧化—还原法消除NOx的转化如下:NONO2N2①反应Ⅰ为NO+O3NO2+O2,生成标准状况下11.2LO2时,转移电子的物质的量是 mol。 ②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,氧化产物与还原产物的质量比为 。 (2)使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx,转化过程中发生反应的化学方程式为CO+NOxN2+CO2(未配平),若x=1.5,则化学方程式中CO2和N2的化学计量数比为 。 (3)吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3-、NO2-,请写出生成等物质的量的NO3-和NO2-时发生反应的离子方程式: 。 (4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为ag·L-1,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气 L(用含a代数式表示,结果保留整数)。
参考答案
综合训练(七) 化学计算1.C A项,题中没有给出溶液的体积,无法计算NH4+的数目,错误;B项,氯气与水反应为可逆反应,不能进行完全,错误;C项,因CH3F和H2S的相对分子质量均为34,质子数均为18,故17gCH3F和H2S的混合物的物质的量为0.5mol,电子数为9NA,正确;D项,C2H6O有两种同分异构体:CH3CH2OH、CH3OCH3,则含有的碳氧键数目可能为NA或2NA,错误。2.A A项,18mL水的质量约为18g,物质的量为1mol,则含水分子数为NA,正确;B项,因NH4+水解,则1L1mol·L-1硫酸铵溶液中含NH4+的物质的量小于2mol,错误;C项,足量二氧化锰与浓盐酸反应,随着反应进行,盐酸由浓变稀,稀盐酸与二氧化锰不反应,且反应过程中盐酸挥发,所以转移的电子数小于0.6NA,错误;D项,NaCl由Na+和Cl-构成,NaCl中不存在NaCl分子,错误。7\n3.B A项,16gO2和O3的混合气体中含氧原子数为NA,但所含分子数不确定,错误;B项,甲醇在标准状况下为液体,11.2L甲醇的物质的量大于0.5mol,故所含有的氢原子数大于2NA,正确;C项,当浓盐酸变稀后,反应停止,故生成Cl2的分子数小于0.3NA,错误;D项,苯分子中不含有碳碳双键,错误。4.C A项,溶剂水中也含有氢原子,错误;B项,1mol甲基中所含电子数目应为9NA,错误;C项,标准状况下,8gSO3中所含质子数的物质的量为8g80g·mol-1×40=4mol,正确;D项,CH3COOC2H5的水解是可逆反应,1molCH3COOC2H5在稀硫酸中水解得到的乙醇分子数小于NA,错误。5.D 由图像可知,1、2、3、4组实验产生的氢气一样多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验,反应所用时间最长,故反应速率最慢,A正确;第1组实验,反应所用时间最短,故反应速率最快,根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5mol·L-1,B正确;第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5mol·L-1,C正确;由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30℃,D错误。6.C A项,根据化学反应速率的定义,v(A)=(0.8-0.2)mol·L-112s=0.05mol·L-1·s-1,错误;B项,达到平衡时,消耗B的物质的量为(0.5-0.3)mol·L-1×2L=0.4mol,消耗A的物质的量为(0.8-0.2)mol·L-1×2L=1.2mol,则b为1,达到平衡时,消耗A的速率与生成B的速率之比等于3∶1,错误;C项,b∶c=0.4∶0.8=1∶2,正确;D项,根据反应方程式,可知12s内,A和B反应放出的热量为0.4QkJ,错误。7.D A项,由盖斯定律可知,反应热与反应的路径无关,只与反应的始态和终态有关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3,正确;B项,煤与氧气反应生成二氧化碳的过程放热,即ΔH1<0,煤与水反应生成一氧化碳和氢气的过程吸热,即ΔH2>0,一氧化碳、氢气燃烧放热,即ΔH3<0,正确;C项,ΔH1>ΔH3,氢气和一氧化碳完全燃烧放出的热量比直接燃烧煤放出的热量多,正确;D项,将煤转化为水煤气后燃烧,产生的热量大,错误。8.C 由c=1000ρwM可知,稀释前后,有c1c2=ρ1w1ρ2w2,即18.4b=ρ1×98%ρ2×49%,则b=9.2×ρ2ρ1,而对于硫酸溶液来说,浓度越大,密度越大,故ρ2ρ1<1,因此b<9.2。9.A 固体1为BaSO4,n(BaSO4)=0.04mol,则原溶液中含0.04molSO42-;所得气体为NH3,n(NH3)=0.01mol,则原溶液中含0.01molNH4+;固体2为Al2O3,n(Al2O3)=0.005mol,则原溶液中含0.01molAl3+。根据溶液呈电中性可知原溶液中含K+的物质的量n(K+)=0.08mol-(0.03+0.01)mol=0.04mol,c(K+)=0.04mol0.5L=0.08mol·L-1。10.D A项,设该合金中铜的物质的量为xmol,镁的物质的量为ymol,则有64x+24y=1.5298x+58y=2.54得x=0.02y=0.01,正确;B项,HNO3的物质的量为(50mL×1.40g·mL-1×63%)÷63g·mol-1=0.7mol,其物质的量浓度为0.7mol0.05L=14.0mol·L-17\n,正确;C项,该合金失去电子总的物质的量为(0.01+0.02)mol×2=0.06mol,NO2和N2O4的物质的量之和为1.12L22.4L·mol-1=0.05mol,设NO2物质的量为amol,N2O4物质的量为bmol,a+b=0.05a+2b=0.06得a=0.04b=0.01,NO2体积分数为80%,正确;D项,由反应过程中N原子守恒可知,存在如下关系:n(HNO3)=n(NO2)+2n(N2O4)+n(NaNO3),则n(NaNO3)=(0.7-0.04-0.02)mol=0.64mol,NaOH溶液的体积为0.64mol1.0mol·L-1=0.64L=640mL,D项错误。11.C 0.1mol氢氧化钠先将NH4HSO4反应完,再反应(NH4)2SO4,因共生成NH30.08mol,故与H+反应的氢氧化钠的物质的量为0.02mol,则可知道NH4HSO4的物质的量为0.02mol,故(NH4)2SO4的质量为7.24g-115g·mol-1×0.02mol=4.94g,(NH4)2SO4的物质的量为4.94g÷132g·mol-1≈0.0374mol。因此(NH4)2SO4与NH4HSO4物质的量之比为1.87∶1,故选C。12.C A项,升高温度,H2S浓度增大,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应放热,错误;B项,通入CO气体瞬间正反应速率增大,达到最大值,进而向正反应方向建立新的平衡,正反应速率逐渐减小,错误;C项,设反应前H2S的物质的量为nmol,容器的容积为1L,则 CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1n(始)/mol 10 n 0 0n(变)/mol 2 2 2 2n(平)/mol 8 n-2 2 2因为该反应是反应前后气体体积不变的反应,所以有K=2×28×(n-2)=0.1,解得n=7,正确;D项,根据上述计算可知CO平衡的转化率为20%,错误。13.答案:(1)SO2(g)+2H2(g)S(s)+2H2O(g) ΔH=(a-2b+2c)kJ·mol-1(2)①45% ②> ③24300解析:(1)已知:①2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(l) ΔH1=akJ·mol-1,②H2S(g)H2(g)+S(s) ΔH2=bkJ·mol-1,③H2O(l)H2O(g) ΔH3=ckJ·mol-1,根据盖斯定律,由①-②×2+③×2得反应SO2(g)+2H2(g)S(s)+2H2O(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2+2ΔH3=(a-2b+2c)kJ·mol-1;(2)①设氧气起始物质的量为a,A点时消耗氧气的物质的量为x, 2SO2(g)+O2(g)2SO3起始量/mol 2a a 0变化量/mol 2x x 2x剩余量/mol 2a-2x a-x 2x图中A点时,根据气体物质的量之比等于压强之比则2a-2x+a-x+2x2a+a=0.0850.1,x=0.45a,SO2的转化率=0.45a×22a×100%=45%;②由图像分析可知,T1℃时,B点是平衡状态,A点反应未达到平衡状态,故v逆(A)<v正(B),又因T2>T1,v正(B)<v正(C),所以v逆(A)<v正(C);③设氧气起始物质的量为a,达到平衡时消耗氧气的物质的量为y, 2SO2(g)+O2(g)2SO3起始量/mol 2a a 07\n变化量/mol 2y y 2y平衡量/mol 2a-2y a-y 2y根据气体物质的量之比等于压强之比,则2a-2x+a-x+2x2a+a=0.070.1,y=0.9a,平衡常数Kp=0.07×1.8a0.2a+0.1a+1.8a20.07×0.2a0.2a+0.1a+1.8a2×0.07×0.1a0.2a+0.1a+1.8a=24300。14.答案:(1)①1 ②4∶3 (2)3∶1(3)2NO+3H2O+4Ce4+NO3-+NO2-+6H++4Ce3+ (4)243a解析:(1)①在反应NO+O3NO2+O2中,每产生1mol氧气,转移电子的物质的量是2mol,在生成标准状况下11.2LO2时,n(O2)=0.5mol,转移电子的物质的量是1mol。②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是6NO2+4CO(NH2)27N2+4CO2+8H2O,在该反应中,NO2是氧化剂,变为还原产物N2;CO(NH2)2是还原剂,变为氧化产物N2,所以氧化产物与还原产物的质量比为4∶3。(2)使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx,转化过程中发生反应的化学方程式为CO+NOxN2+CO2(未配平),若x=1.5,则根据电子守恒及原子守恒,可得:3CO+2NO1.5N2+3CO2,化学方程式中CO2和N2的化学计量数比为3∶1。(3)在酸性条件下,NO被Ce4+氧化所得产物主要是NO3-、NO2-,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得生成等物质的量的NO3-和NO2-时反应的离子方程式是2NO+3H2O+4Ce4+NO3-+NO2-+6H++4Ce3+。(4)在进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为ag·L-1,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,则反应过程中失去电子数目是1000×(5-3)a46×NA。设该过程中消耗标况下氧气的体积是VL,则反应中得电子数目是V÷22.4×2×(2-0)×NA,根据得失电子守恒,1000×(5-3)a46×NA=V÷22.4×2×(2-0)×NA,解得V≈243a。7
