高考化学物质的量的综合题试题及答案解析
一、高中化学物质的量练习题（含详细答案解析）
1．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。
完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入____溶液中（填写试剂名称），出现_______，可以证明有硫化氢存在。
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2OV(H2):V(N2)=____________。
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知：
CO2+H2
若半水煤气中V(H2):V(CO):V(N2)=38：28：22，经CO变换后的气体中：
20℃碱液最高浓度（mol/L） Na2CO3 K2CO3 2.0 8.0 碱的价格（元/kg） 1.25 9.80
若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是__________；缺点是____________。如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？ ___________________________________________
写出这种方法涉及的化学反应方程式。_______________________ （4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。
取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中。_________________ ②该实验方案中，步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是：_________________。
③该实验方案中，步骤________（选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数。 【答案】硝酸铅（或硫酸铜） 黑色沉淀 3:1 价廉 吸收CO2能力差 碱液循环使用
2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O
除去半水煤气
中的CO2（包括H2S）和H2O IV 【解析】 【分析】 【详解】
（1）硫化氢能与重金属生成沉淀，所以将半水煤气样品通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中，出现黑色沉淀可以证明有硫化氢存在。
（2）若半水煤气中V(H2):V(CO):V(N2)=38：28：22，经CO变换后H2O转化为氢气，则根据方程式可知所得的气体中：V(H2):V(N2)=（38+28）：22＝3:1。
（3）根据表中数据可知若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是价廉，而缺点是吸收CO2能力差。由于生成的碳酸氢钾受热易分解产生碳酸钾，所以使碱液循环使用可以降低成本，反应的化学方程式为2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O；
（4）①由于半水煤气中含有二氧化碳，所以首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数。所以流程为
。
②Ⅰ中KOH吸收CO2和H2S，Ⅱ中浓硫酸吸收水蒸气，干燥气体。
③氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，所以该实验方案中，步骤Ⅳ可以确定半水煤气中H2的体积分数。 【点睛】
“教真实的化学，学有用的知识”已成为大家的共识，现在的化学试题强调化学与生活的交融，突出理论联系生产、生活实际和科技前沿，强调学以致用。试题将真实的问题转化为试题情境，真实问题的复杂性带来了化学试题的综合性，这就要求考生首先读懂并捕捉到全部相关信息，弄清这些信息之间的逻辑关系，特别是确定性信息和未知信息之间的关系，为问题的解决奠定基础。这显然属于“关键能力”。对于一个流程的设计和评价，要分析它由几个部分组成，每个部分在整体中处于什么地位、有什么作用，为什么要这样设计，这样设计的优缺点如何，可以如何改进等等，这些都是高考中考查综合能力的重点。
2．I．配制0.5 mol/L的NaOH溶液时，如果只存在下列问题，溶液的浓度如何变化？（填“偏大”“偏小”或“不变”）
（1）向容量瓶中加蒸馏水低于刻度线，其结果_____________； （2）定容时观察刻度线仰视，其结果_____________。
II．（1）实验室加热固体氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨，反应的化学方程式为：__________________________。
（2）请在下列装置中选择实验室制备氨的发生装置：_____________（将编号字母填入空格处，下同）；为了得到纯净的氨，请在下列试剂中选择干燥氨的试剂：_____________。 装置有：
ABCDEFGH
试剂有：a．NaOH溶液b．澄清石灰水c．浓硫酸d．饱和NaHCO3溶液e．碱石灰f．品红溶液g．湿润的红色石蕊试纸
【答案】偏大 偏小 2NH4Cl+Ca(OH)2 Δ 2NH3↑+CaCl2+2H2O A e 【解析】 【分析】
根据n=cV可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n和溶液的体积V引起的，在配制一定物质的量浓度溶液时，若V比理论值大时，会使所配溶液浓度偏小；若V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。 【详解】
I．（1）向容量瓶中加蒸馏水低于刻度线，水偏小，其结果偏大；
（2）定容时观察刻度线仰视，视野随水位到达刻度线时，实际加水过量，其结果偏小。 II．（1）实验室加热固体氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2 Δ 2NH3↑+CaCl2+2H2O。
（2）实验室制备氨是固固加热型装置，即发生装置为A；为了得到纯净的氨，氨气为碱性气体，干燥氨的试剂具有吸水性，且不能与碱性物质发生反应，可选e。
3．在实验室里，用足量的浓盐酸与一定量的高锰酸钾反应(不加热)，来制取氯气。 反应：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (1)“双线桥法”标出电子转移情况________ 。
(2)若生成2.24L标准状况时的氯气，请计算（写出必要的计算过程）： ①理论上需要多少克KMnO4参加反应？________。 ②被氧化的HCl的物质的量为多少？________。
【答案】 6.32g 0.2 mol
【解析】 【分析】
(1)根据元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移数目分析，标出电子转移情况；
(2)先计算Cl2的物质的量，然后根据方程式中KMnO4、HCl与Cl2之间的反应转化关系计算。 【详解】
(1)在该反应中，Mn元素化合价由反应前KMnO4中的+7价变为反应后MnCl2中的+2价，化合价降低，得到5个电子，Cl元素化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价，化合价升高，失去2个电子，电子得失最小公倍数是10，所以KMnO4、MnCl2前的系数是2，HCl前的系数是10，Cl2前的系数是5，根据原子守恒，KCl的系数是2，这样反应中有6个Cl原子未参加氧化还原反应，所有Cl原子都是由HCl提供，因此HCl前的系数为10+6=16，结合H原子反应前后相等，可知H2O的系数是8，用“双线桥”表示电子转移为：
；
V2.24L?(2)在标准状态下， 2.24LCl2的物质的量n(Cl2)==0.1mol。 Vm22.4L/mol①根据反应的化学方程式可知：生成0.1molCl2时，参与反应的KMnO4的物质的量为0.1mol×
2=0.04mol，则参与反应的KMnO4的质量m(KMnO4)=0.04mol×158g/mol=6.32g； 5②由反应化学方程式可知，HCl被氧化后生成Cl2，因此根据Cl元素守恒可知：被氧化的HCl的物质的量n(HCl)氧化=0.1mol×2=0.2mol。 【点睛】
本题考查了氧化还原反应中电子转移的表示方法及有关计算。氧化还原反应的特征是元素化合价的升降，实质是电子转移，氧化还原反应的特征、实质与反应类型的关系可概括为“升失氧，降得还”。根据元素化合价升降数目等于反应过程中电子得失数目可以配平方程式，并可用单线桥法或双线桥法表示。物质的量应用于化学方程式，使化学计算简单，物质反应的物质的量的比等于方程式中相应物质的化学计量数的比。
4．①同温同压下，同体积的氨气和硫化氢气体（H2S）的质量比为_________； ②同质量的氨气和硫化氢气体的体积比为_______________，其中含有的氢的原子个数比为___________；
③若二者氢原子数相等，它们的体积比为_____________；
④在相同条件下，在5.6g氮气中应添加___________g氨气所组成的混合气体与16g氧气所占的体积相等。
【答案】1:2 2:1 3:1 2:3 5.1 【解析】 【分析】 【详解】
①同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据m=nM可知，同体积的氨气和硫
化氢气体(H2S)的质量比为17g/mol：34g/mol= 1：2 ； ②根据n=
m可知，同质量的氨气与硫化氢的物质的量之比为34g/mol: 17g/mol=2:1；相同M条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，二者体积之比为2:1，所含氢原子数目之比为(2?3):(1?2)=3:1；
③假设H原子为3mol，氨气为1mol，硫化氢为1.5mol，二者体积之比为1mol: 1.5mol=2:3； ④氮气物质的量n=
5.6g16g? 0.2mol，氧气物质的量n== 0.2mol，则氨气物
28g/mol32g/mol质的量为=0.5mol-0.2mol=0.3mol ，氨气的质量为0.3mol?17g/mol=5.1g。
5．O2和O3是氧元素的两种单质，根据其分子式完成下列各题： （1）等质量的O2和O3所含原子个数比为__，分子的物质的量之比为__。 （2）等温、等压下，等体积的O2和O3所含分子个数比为__，质量比为___。 （3）设NA为阿伏加德罗常数的数值，如果ag氧气中含有的分子数为b，则cg氧气在标准状况下的体积约是___(用含NA的式子表示)。
（4）常温下，将20g质量分数为14%的KNO3溶液跟30g质量分数为24%的KNO3溶液混cm-3的混合溶液。该混合溶液的物质的量浓度为___mol·L-1。 合，得到密度为1.15g·
【答案】1：1 3：2 1：1 2：3 【解析】 【详解】
(1)等质量的O2和O3的物质的量之比为∶＝3∶2，则所含分子个数之比为3∶2，原子个数之比为1∶1，故答案为：1:1；3:2；
(2)据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，等体积的气体含有相同数目的分子，即O2和O3所含分子数之比为1∶1，则原子个数比为2∶3，质量比为2∶3，故答案为：1：1；2：3；
(3)氧气的摩尔质量为M＝＝＝
×22.4 L·mol＝
－1
22.4bcL 2.28 aNA＝g·mol－1，则cg O2在标准状况下体积为V＝·Vm
22.4bcL，故答案为：L；
aNA≈0.099 mol，混合后溶液的总体
(4)混合后溶液中的KNO3的物质的量为n(KNO3)＝积为V[KNO3(aq)]＝为c(KNO3)＝
≈43.5 cm3＝4.35×10－2L，混合后溶液中KNO3的物质的量浓度≈2.28mol·L－1，故答案为：2.28。
6．根据题意计算填空。
（1）在标准状况下，8.5g某气体占有的体积为5.6L，则该气体的摩尔质量是__。 （2）在标准状况下，0.01mol某气体的质量为0.28g，则该气体的相对分子质量为__，该
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