2021届（鲁科版）高考化学一轮复习化学计量在实验中的应用学案5页

化学计量在实验中的应用

　　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 g·L-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 g·L-1× 22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,X2Y4的摩尔质
量为 =32 g·mol-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.(2020·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 CH3CH CHCH3(2-丁烯)+2O3
2CH3CHO+2O2。下列说法正确的是 (　　)
A.分子式为 C4H8的物质的性质均与 2-丁烯相同
B.氧化性:O3>O2
C.常温常压下,22.4 L 2-丁烯中含 C—H键数目为 8×6.02×1023个
D.1 mol O3参与反应,转移的电子数为 6×6.02×1023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 O3>O2,B正确;常温常压下,气体摩尔体积不是 22.4 L·
mol-1,C错误;1 mol O3参与反应,转移的电子数为 2×6.02×1023个,D错误。
2.(2020·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 mol·L-1 NH4Cl溶液中,N 的数量为 0.1NA
B.2.4 g Mg与 H2SO4完全反应,转移的电子数为 0.1NA
C.标准状况下,2.24 L N2和 O2的混合气体中分子数为 0.2NA
D.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 +H2O NH3·H2O+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 2.4×2/24 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+I2 2HI,反应前后化学计量数之和相等,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+2K 2KOH+H2↑和 2D2O+2K 2KOD+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ρ g·L-1,则混合气体的平均摩尔
质量为________(用含ρ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 g·mol-1⇒n(混)= mol,
⇒M(NH4HCO3)=(2d×3) g·mol-1
=6d g·mol-1。
(2) (混)=22.4ρ g·mol-1。
(3)n(NH3)∶...