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。
