高中化学物质的量的相关计算试题

【选修五：有机化学基础】

环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：

已知以下信息：

回答下列问题：

（1）A是一种烯烃，化学名称为________，C中官能团的名称为________、________。    

（2）由B生成C的反应类型为________。    

（3）由C生成D的反应方程式为________。    

（4）E的结构简式为________。    

（5）E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式________、________。

①能发生银镜反应；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。

（6）假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H ₂O的总质量为765g，则G的 n值理论上应等于________。    

立德粉 $ZnS·BaS{O}_4$ （也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：   

（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。            

A．	黄色
B．	红色
C．	紫色
D．	绿色

（2）以重晶石（ $BaS{O}_4$ ）为原料，可按如下工艺生产立德粉：

①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为________。回转窑尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为 $C{O}_2$ 和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为________。

②在潮湿空气中长期放置的"还原料"，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是"还原料"表面生成了难溶于水的________（填化学式）。

③沉淀器中反应的离子方程式为________。

（3）成品中 $S^{2-}$ 的含量可以用"碘量法"测得。称取 $\mathrm{mg}$ 样品，置于碘量瓶中，移取 $25.00mL 0.1000mol·L^{-1}$ l的 $I_2-KI$ 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应 $5min$ ，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的 $I_2$ 用 $0.1000mol·L{ }^{-1}$ $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液滴定，反应式为 ${\mathrm{I}}_2+2\mathrm{}{\text{S}}_{\text{2}}{\text{O}}_3^{2-}={2\mathrm{I}}^{-}+{\text{S}}_4{\text{O}}_6^{2-}$ 。测定时消耗 $N{a}_2{S}_2{O}_3$ 溶液体积 $VmL$ 。终点颜色变化为________，样品中 $S^{2-}$ 的含量为________（写出表达式）。

下列叙述正确的是（  ）           

A．	24g镁与27g铝中，含有相同的质子数	B．	同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C．	1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1	D．	1mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同

$N_A$ 是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）            

A．	16.25g $FeC{l}_3$ 水解形成的 $Fe（OH{）}_3$ 胶体粒子数为 $0.1N_A$
B．	22.4L（标准状况）氩气含有的质子数为 $18N_A$
C．	92.0g甘油（丙三醇）中含有羟基数为 $1.0N_A$
D．	$1.0molC{H}_4$ 与 $C{l}_2$ 在光照下反应生成的 $C{H}_{3}Cl$ 分子数为 $1.0N_A$

［化学--选修3：物质结构与性质］

在普通铝中加入少量 $\mathit{Cu}$ 和 $\mathit{Mg}$ 后，形成一种称为拉维斯相的 $\mathit{Mg}{\mathit{Cu}}_2$ 微小晶粒，其分散在 $\mathit{Al}$ 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓"坚铝"，是制造飞机的主要村料。回答下列问题：

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

A. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3s}$   B. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\downarrow )}{3s}$       C. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3s}\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3p}$    D. $\left[\mathit{Ne}\right]\genfrac{}{}{0pt}{}{\mathrm{}\mathrm{eq}\mathrm{o}\mathrm{ac}(\mathrm{○},\uparrow )}{3p}$

（2）乙二胺 $\left(H_2\mathit{NC}{H}_{2}C{H}_{2}N{H}_2\right)$ 是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填" ${\mathit{Mg}}^{2+}$ "或" ${\mathit{Cu}}^{2+}$ ")。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物	${\mathit{Li}}_{2}O$	$\mathit{MgO}$	$P_4{O}_6$	${\mathit{SO}}_2$
熔点/°C	$1570$	$2800$	$23.8$	$-75.5$

解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。

（4）图(a)是 $\mathit{Mg}{\mathit{Cu}}_2$ 的拉维斯结构， $\mathit{Mg}$ 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的 $\mathit{Cu}$ 。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见， $\mathit{Cu}$ 原子之间最短距离 $x=$ $\mathit{pm}$ ， $\mathit{Mg}$ 原子之间最短距离 $y=$ $\mathit{pm}$ 。设阿伏加德罗常数的值为 $N_A$ ，则 $\mathit{Mg}{\mathit{Cu}}_2$ 的密度是 $g·{\mathit{cm}}^{-3}$ (列出计算表达式)。

固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量 $\mathrm{HCl}$ 气体分子在 $253K$ 冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是（  ）

A．冰表面第一层中， $\mathrm{HCl}$ 以分子形式存在

B．冰表面第二层中， ${\mathrm{H}}^{+}$ 浓度为 $5\times {10}^{-3\mathrm{}}\mathrm{mol}·{\mathrm{L}}^{-1}$ （设冰的密度为： $0.9g·{\mathrm{cm}}^{-3}$ ）

C．冰表面第三层中，冰的氢键网格结构保持不变

D．冰表面各层之间，均存在可逆反应 $\mathrm{HCl}\rightleftharpoons {\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{Cl}}^{-}$

三室式电渗析法处理含 ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4$ 废水的原理如图所示,采用惰性电极， $\mathrm{ab}，\mathrm{cd}$ 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 ${\mathrm{Na}}^{+}$ 和 ${\mathrm{SO}}_4{}^2-$ 可通过离子交换膜, 而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是（    )

A．	通电后中间隔室的 ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$ 离子向正极迁移, 正极区溶液 $\mathrm{pH}$ 增大
B．	该法在处理含 ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4$ 废水时可以得到 $\mathrm{NaOH}$ 和 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4$ 产品
C．	负极反应为 $2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}-4{\mathrm{e}}^{-}={\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{H}}^{+}$ , 负极区溶液 $\mathrm{pH}$ 降低
D．	当电路中通过 $1\mathrm{mol}$ 电子的电量时, 会有 $0.5\mathrm{mol}$ 的 ${\mathrm{O}}_2$ 生成

设 $N_A$ 为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是（     ）

A．	14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为 $2N_A$
B．	$1\mathrm{mol}{N}_2$ 与 $4\mathrm{mol}{H}_2$ 反应生成的NH 3分子数为 $2N_A$
C．	$1\mathrm{molFe}$ 溶于过量硝酸，电子转移数为 $2N_A$
D．	标准状况下， $2.24\mathrm{LC}{\mathrm{Cl}}_4$ 含有的共价键数为 $0.4N_A$

一种活性物质的结构简式为 ，下列有关该物质的叙述正确的是（　　）

A．	能发生取代反应，不能发生加成反应
B．	既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C．	与 互为同分异构体
D．	1mol该物质与碳酸钠反应得44g $C{O}_2$

碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：

（1） $I_2$ 的一种制备方法如下图所示：

$\mathit{净化除氯后含}I\mathit{海水}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\downarrow }{\mathit{AgN}{O}_3}}{\overline{)\mathit{富集}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\mathit{悬浊液}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\underset{\downarrow }{\mathit{Fe}粉}}{\stackrel{\downarrow }{\mathit{沉淀}}}}{\overline{)\mathit{转化}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\downarrow }{C{l}_2}}{\overline{)\mathit{氧化}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }{I}_2$

①加入 $\mathit{Fe}$ 粉进行转化反应的离子方程式为_________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。

②通入 $C{l}_2$ 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________；若反应物用量比 $n\left(C{l}_2\right)/n\left(\mathit{Fe}{I}_2\right)=1.5$ 时，氧化产物为_________；当 $n\left(C{l}_2\right)/n\left(\mathit{Fe}{I}_2\right)>1.5$ ，单质碘的收率会降低，原因是___________。

（2）以 $\mathit{NaI}{O}_3$ 为原料制备 $I_2$ 的方法是：先向 $\mathit{NaI}{O}_3$ 溶液中加入计量的 $\mathit{NaHS}{O}_3$ ，生成碘化物；再向混合溶液中加入 $\mathit{NaI}{O}_3$ 溶液，反应得到 $I_2$ ，上述制备 $I_2$ 的总反应的离子方程式为__________。

（3） $\mathit{KI}$ 溶液和 $\mathit{CuS}{O}_4$ 溶液混合可生成 $\mathit{CuI}$ 沉淀和 $I_2$ ，若生成 $1\mathit{mol}{\text{I}}_2$ ，消耗的 $\mathit{KI}$ 至少为_______ $\mathit{mol}$ 。 $I_2$ 在 $\mathit{KI}$ 溶液中可发生反应： $I_2+I^{-}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\leftleftarrows }{I^{-}}_3$ 。实验室中使用过量的 $\mathit{KI}$ 与 $\mathit{CuS}{O}_4$ 溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 $\mathit{KI}$ 的原因是________。

$N_A$ 为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（    ）

A．	$18g$ 重水（ $D_{2}O$ ）中含有的质子数为 $10N_A$
B．	$3\mathit{mol}$ 的 $N{O}_2$ 与 $H_{2}O$ 完全反应时转移的电子数为 $4N_A$
C．	$32g$ 环状 $S_8$ （ ）分子中含有的 $S-S$ 键数为 $1N_A$
D．	$1L\text{pH}=4$ 的 $0.1\text{mol}\cdot L^{-1}{K}_2\text{C}{\text{r}}_2{O}_7$ 溶液中 $C{r}_2{O}_7^{2-}$ 离子数为 $0.1N_A$

微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水（以含CH₃COO^﹣的溶液为例）。下列说法错误的是（　　）

A．负极反应为CH₃COO^﹣+2H₂O﹣8e^﹣═2CO₂↑+7H⁺

B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1

N_A是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（　　）

A．22.4L（标准状况）氮气中含有7N_A个中子

B．1mol重水比1mol水多N_A个质子

C．12g石墨烯和12g金刚石均含有N_A个碳原子

D．1L 1mol•L^﹣1NaCl溶液含有28N_A个电子

化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：

（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图（a）所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许 　 离子通过，氯气的逸出口是 　 　（填标号）。

（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X） $=\frac{c\left(X\right)}{c\left(\mathit{HClO}\right)+c\left(\mathit{Cl}{O}^{-}\right)}$ ，X为HClO或ClO ^﹣]与pH的关系如图（b）所示。HClO的电离常数K _a值为 　 　。

（3）Cl ₂O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl ₂反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备Cl ₂O的化学方程式为 　 　。

（4）ClO ₂常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO ₂、NaHSO ₄、NaHCO ₃的"二氧化氯泡腾片"，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO ₂溶液。上述过程中，生成ClO ₂的反应属于歧化反应，每生成1mol ClO ₂消耗NaClO ₂的量为 　 　mol；产生"气泡"的化学方程式为 　 　。

（5）"84消毒液"的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是 　 　（用离子方程式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为 　 　kg（保留整数）。

次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠（C₃N₃O₃Cl₂Na）都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。

（1）NaClO溶液可由低温下将Cl₂缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为　　；用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是　　。

（2）二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%．通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为

C₃N₃O₃Cl₂^﹣+H⁺+2H₂O═C₃H₃N₃O₃+2HClO

HClO+2I^﹣+H⁺═I₂+Cl^﹣+H₂O   I₂+2S₂O₃^2﹣═S₄O₆^2﹣+2I^﹣

准确称取1.1200g样品，用容量瓶配成250.0mL溶液：取25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5min；用0.1000mol•L^﹣1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。

①通过计算判断该样品是否为优质品。

（写出计算过程，该样品的有效氯 $=\frac{\mathit{测定中转化为HClO的氯元素质量}\times 2}{\mathit{样品质量}}\times$100% ）

②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值　　（ 填“偏高”或“偏低”）。