Question

14．（1）SO₂和SO₃是氧元素的两种单质，根据其化学式完成下列各题：
①等质量的SO₂和SO₃所含分子个数比为5：4，原子个数比为15：16，同温同压下体积之比为5：4．
②等温等压下，等体积的SO₂和SO₃所含分子个数比为1：1，质量比为4：5．
（2）标准状况下，336L的NH₃溶于1L水中，所得溶液的溶质质量分数为20.3%，若该溶液的密度为a g/cm³，则其物质的量浓度为12.0amol/L．将上述氨水全部转化为NH₄Cl，所需2mol/L的盐酸的体积为7.5L．（已知NH₃+HCl═NH₄Cl）
（3）若20g密度为ρ g•cm^-3的硝酸钙溶液里含1g Ca²⁺，则NO${\;}_{3}^{-}$的物质的量浓度是2.5ρmol•L^-1
（4）N_A表示阿伏加德罗常数，标准状况下某种O₂和N₂的混合气体m g含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积应是$\frac{22.4nb}{m{N}_{A}}$L．

Answer 1

分析 （1）①当质量相等时，物质的量之比与摩尔质量成反比；二氧化硫中含3个原子，三氧化硫中含4个原子；物质的量之比等于体积之比；
②同温同压下，同体积的气体的物质的量相同，而物质的量之比等于分子个数之比；当物质的量相同时，质量之比等于摩尔质量之比；
（2）根据n=$\frac{V}{22.4L/mol}$计算出标况下336L 氨气的物质的量，再根据m=nM计算出氨气的质量，从而得出溶液的质量，从而计算出所得溶液的溶质质量分数；根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算出该溶液的物质的量浓度；根据 NH₃+HCl═NH₄Cl可知n（NH₃）=n（HCl），然后根据V=$\frac{n}{c}$计算出需要2mol/L的盐酸的体积；
（3）根据V=$\frac{m}{ρ}$计算出硝酸钙溶液的体积，再根据n=$\frac{m}{M}$计算出1g钙离子的物质的量，结合硝酸钙的化学式计算出溶液中硝酸根离子的物质的量，最后根据c（NO₃^-）=$\frac{n}{V}$计算出硝酸根离子的物质的量浓度；
（4）先求出ng该混合气体含有的分子数，再求出混合气体物质的量，最后根据标准状况下的气体摩尔体积求出体积．

解答 解：（1）①当质量相等时，物质的量之比与摩尔质量成反比，故等质量的SO₂和SO₃的物质的量之比为5：4，所含分子个数比5：4；由于二氧化硫中含3个原子，三氧化硫中含4个原子，故物质的量之比为5：4的二氧化硫和三氧化硫中含有的原子个数之比为：5×3：4×4=15：16；物质的量之比等于体积之比，故体积之比为5：4，故答案为：5：4；15；16；5：4；
②同温同压下，同体积的气体的物质的量相同，而物质的量之比等于分子个数之比，故两者的分子个数之比为1：1；当物质的量相同时，质量之比等于摩尔质量之比，故质量之比为64：80=4：5，故答案为：1：1；4：5；
（2）标况下336L 氨气的物质的量为：n（NH₃）=$\frac{336L}{22.4L/mol}$=15mol，其质量为：m（NH₃）=17g/mol×15mol=255g，
1L水的质量约为1000g，则形成的溶液质量为：1000g+255g=1255g，
所得溶液的溶质质量分数为：$\frac{255g}{1255g}$×100%=20.3%；
若该溶液的密度为a g/cm³，则其物质的量浓度为：c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×a×20.3%}{17}$=12.0a mol/L；
根据反应NH₃+HCl=NH₄Cl可知，反应消耗的氨气与氯化氢的物质的量相等，即n（NH₃）=n（HCl）=15mol，
则需要2mol/L的盐酸的体积为：$\frac{15mol}{2mol/L}$=7.5L，
故答案为：20.3%；12.0a；7.5L；
（3）该硝酸钙溶液的体积为：V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{20g}{ρg/mL}$=$\frac{20}{ρ}$cm³，
1g钙离子的物质的量为：$\frac{1g}{40g/mol}$=$\frac{1}{40}$mol，则该硝酸钙溶液中含有硝酸根离子的物质的量为：$\frac{1}{40}$mol×2=$\frac{1}{20}$mol，
则该溶液中硝酸根离子的物质的量浓度为：c（NO₃^-）=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{1}{20}mol}{\frac{20}{ρ}×1{0}^{-3}L}$=2.5ρmol•L^-1，
故答案为：2.5ρmol•L^-1；
（4）根据其组分及其含量相同，所以其质量与分子数成正比，设ng该混合气体含有的分子数为x个，
质量与分子数的比列式为：mg：b=ng：x，
x=$\frac{ng×b}{mg}$=$\frac{nb}{m}$个；
ng该混合气体含有的物质的量为：n=$\frac{N}{{N}_{A}}$=$\frac{\frac{nb}{m}}{{N}_{A}}$=$\frac{nb}{m{N}_{A}}$mol，
其体积为：V=n×V_m =$\frac{nb}{m{N}_{A}}$mol×V_m =$\frac{nb}{m{N}_{A}}$mol×22.4l/mol=$\frac{22.4nb}{m{N}_{A}}$L
故答案为：$\frac{22.4nb}{m{N}_{A}}$L．

点评 本题考查了物质的量浓度和阿伏伽德罗定律的有关应用和计算，题目难度中等，明确物质的量浓度的概念及表达式为解答关键，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．