Question

5．（1）0.3mol的氧气和0.2mol的臭氧（O₃），它们的质量之比为1：1，它们所含分子数之比为3：2，所含氧原子数之比为1：1．
（2）在V L Al₂（SO₄）₃溶液中，测得含Al³⁺的质量为a g，则Al₂（SO₄）₃溶液的物质的量浓度为$\frac{a}{54V}$moL/L，SO₄^2-的物质的量浓度为$\frac{a}{18V}$moL/L．
（3）ag氧气中含n个氧原子，则阿伏加德罗常数为$\frac{16n}{a}$；标况下VL氢气中含n个氢分子，则阿伏加德罗常数为$\frac{22.4n}{V}$；Ag氢气和氧气的混合气体中含m个H₂和n个O₂，则阿伏加德罗常数为$\frac{2m+32n}{A}$．
（4）在标况下，某气体的密度是1.96g/L，则它的摩尔质量是44g/mol，该气体在相同温度和压强下相对氢气的密度是22．

Answer 1

分析 （1）根据m=nM计算氧气与臭氧质量之比，根据N=nN_A可知，分子数目之比等于其物质的量之比，氧气含有氧原子为氧气分子2倍，臭氧含有氧原子数目为臭氧3倍，据此计算含有氧原子数目之比，根据V=nV_m可知，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$计算Al³⁺的物质的量，溶液中n[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{1}{2}$n（Al³⁺），再利用n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）=2：3计算VL溶液中n（SO₄^2-）；
（3）根据n=$\frac{m}{M}$计算出ag氧气中含有氧原子的物质的量，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算出标准状况下VL氢气的物质的量，然后根据N_A=$\frac{N}{n}$计算出阿伏伽德罗常数；根据n=$\frac{N}{{N}_{A}}$表示出氢气和氧气的物质的量，再根据m=nM列式计算出N_A即可；
（4）计算出标况下22.4L该气体的质量，就可以知道该气体的摩尔质量及相对分子质量．

解答 解：（1）根据m=nM可知，0.3mol的氧气和0.2mol的臭氧（O₃）的质量之比为：0.3mol×32g/mol：0.2mol×48g/mol=1：1，根据N=nN_A可知，二者含有分子数目之比为0.3mol：0.2mol=3：2，含有氧原子数目之比为3×2：2×3=1：1，故答案为：1：1；3：2；1：1；
（2）agAl³⁺的物质的量=$\frac{ag}{27g/mol}$=$\frac{a}{27}$mol，
溶液中n[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{1}{2}$n（Al³⁺）=$\frac{1}{2}$×$\frac{a}{27}$mol=$\frac{a}{54}$mol，
故c[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{\frac{a}{54}}{V}$=$\frac{a}{54V}$mol/L，所以SO₄^2-的物质的量浓度为$\frac{a}{54V}×3$=$\frac{a}{18V}$mol/L，故答案为：$\frac{a}{18V}$；
（3）ag O₂分子的物质的量为$\frac{ag}{32g/mol}$=$\frac{a}{32}$mol，含有氧原子的物质的量为$\frac{a}{32}$mol×2=$\frac{a}{16}$mol，则阿伏加德罗常数为：N_A=$\frac{N}{n}$=$\frac{\frac{n}{a}}{16}mol$=$\frac{16n}{a}$mol^-1；
标况下VL氢气的物质的量为$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{v}{22.4}$mol，$\frac{v}{22.4}$mol氢气分子中个H₂分子，则阿伏加德罗常数为N_A=$\frac{N}{n}$=$\frac{\frac{n}{V}}{22.4}$=$\frac{22.4n}{V}$mol^-1；
设阿伏加德罗常数为N_A，则氧气和氢气的质量为2g/mol×$\frac{m}{{N}_{A}}$mol+32g/mol×$\frac{n}{{N}_{A}}$mol=Ag，解得：N_A=$\frac{2m+32n}{A}$mol^-1，
故答案为：$\frac{16n}{a}$mol^-1；$\frac{22.4n}{V}$mol^-1；$\frac{2m+32n}{A}$mol^-1；
（4）标况下，摩尔质量为1.96g/L×22.4L/mol≈44g/mol，该气体在相同温度和压强下相对氢气的密度是$\frac{44}{2}$=22，故答案为：44g/mol；22．

点评 本题考查了物质的量的有关计算，题目难度中等，明确物质的量与阿伏伽德罗常数、摩尔质量的关系为解答的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．