Question

20．（1）标准状况下有①0.112L水　②0.5N_A个HCl分子 ③25.6g SO₂气体　④0.2mol氨气  ⑤2mol氦气  ⑥6.02×10²³个白磷（P₄）分子，所含原子个数从大到小的顺序为①＞⑥＞⑤＞③＞②＞④．
（2）在同温、同压下，实验测得CO、N₂和O₂三种气体的混合气体的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的质量分数为$\frac{8}{29}$．若其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为$\frac{14}{29}$．（都以分数表示）
（3）最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性．据报道，该晶体的化学式为Na_0.35CoO₂•1.3H₂O（晶体的摩尔质量为122g•mol^-1）．若用N_A表示阿伏加德罗常数，试计算12.2g该晶体中含氧原子数0.33N_A，氢原子的物质的量0.26mol．

Answer 1

分析 （1）根据m=ρV计算水的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算水的物质的量；根据n=$\frac{N}{{N}_{A}}$计算HCl、白磷物质的量；根据n=$\frac{m}{M}$计算SO₂物质的量，结合每个分子含有的原子数目计算含有原子总物质的量，注意稀有气体为单原子分子；
（2）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，根据平均相对分子质量确定x、y关系，据此计算解答；
（3）根据n=$\frac{m}{M}$计算12.2g晶体的物质的量，结合化学式计算含有氧原子、H原子物质的量，再根据N=nN_A计算氧原子数目．

解答 解：（1）①0.112L水的质量为112mL×1g/mol=112g，含有原子物质的量为$\frac{112g}{18g/mol}$×3=18.7mol，
②0.5N_A个HCl分子含有原子为：$\frac{0.5{N}_{A}}{{N}_{A}mo{l}^{-1}}$×2=1mol；
③25.6g SO₂气体含有原子物质的量为：$\frac{25.6g}{64g/mol}$×3=1.2mol；
④0.2mol氨气含有原子物质的量为：0.2mol×4=0.8mol；
⑤2mol氦气含有原子物质的量为：2mol×1=2mol；
⑥6.02×10²³个白磷（P₄）分子含有原子物质的量为：1mol×4=4mol；
故所含原子个数从大到小的顺序为：①＞⑥＞⑤＞③＞②＞④，
故答案为：①＞⑥＞⑤＞③＞②＞④；
（2）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为14.5×2=29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的总物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，则28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，故氧气的质量分数=$\frac{1mol×32g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$=$\frac{8}{29}$；
其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为$\frac{1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$=$\frac{14}{29}$，
故答案为：$\frac{8}{29}$；$\frac{14}{29}$；
（3）12.2g晶体的物质的量为$\frac{12.2g}{122g/mol}$=0.1mol，结合化学式可知含有氧原子为0.1mol×3.3×N_Amol^-1=0.33N_A，含有氢原子物质的量为0.1mol×2.6=0.26mol，
故答案为：0.33N_A；0.26．

点评 本题考查阿伏伽德罗定律及物质的量有关计算，难度不大，旨在考查学生对基础知识的理解掌握．