2019年10月19日,我国在北京发布了我国运载火箭新系列——“龙”系列运载火箭的研制计划和未来发射计划。“龙”系列运载火箭的燃料之一是某液体化合物X2Y4。16 g X2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为X2Y4(l)+O2(g)X2(g)+2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物X2的体积为
11.2 L,其密度为1.25 g·L-1。
问题1.反应前O2的体积(标准状况下)为多少?试计算其物质的量。(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:由化学方程式可知,反应前O2的体积与生成的X2气体体积相同,为
11.2 L,其物质的量为=0.5 mol。
问题2.X2的摩尔质量是多少?能否确定Y元素的名称?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:X2的摩尔质量为1.25 g·L-1× 22.4 L·mol-1=28 g·mol-1,X2Y4的摩尔质量为=32 g·mol-1,故X为氮元素,Y为氢元素。
问题3.若反应生成0.1 mol X2,则转移电子的数量是多少?(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:由N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可知每生成1 mol N2转移4 mol电子,所以反应生成0.1 mol N2时,转移电子的物质的量为0.4 mol,数量为0.4NA。
1.(2019·盐城模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾,其中的反应之一为CH3CHCHCH3(2-丁烯)+2O32CH3CHO+2O2。下列说法正确的是 ( )
A.分子式为C4H8的物质的性质均与2-丁烯相同
B.氧化性:O3>O2
C.常温常压下,22.4 L 2-丁烯中含C—H键数目为8×6.02×1023个
D.1 mol O3参与反应,转移的电子数为6×6.02×1023个
【解析】选B。分子式为C4H8的有机物可以是烯烃,也可以是环烷烃,A错误;由化学方程式可知,氧化性O3>O2,B正确;常温常压下,气体摩尔体积不是
22.4 L·mol-1,C错误;1 mol O3参与反应,转移的电子数为2×6.02×1023个,D错误。
2.(2020·重庆模拟)设阿伏加德罗常数的值为 NA。工业上,利用乙烯水化法制乙醇: CH2CH2+H2OCH3CH2OH。下列有关说法中正确的是 ( )
A. 1 mol 乙烯和 1 mol 乙醇分别完全燃烧,消耗 O2的分子数均为 3NA
B.1 mol H2O 和 H2F+的混合物中所含质子数为10 NA
C.乙醇催化氧化生成 1 mol 乙醛时转移电子数为 NA
D. 46 g 乙醇中所含共价键的数目为 7NA
【解析】选 A。 1 mol 乙烯(C2H4)和 1 mol 乙醇(化学式可以看成 C2H4·H2O)分别完全燃烧消耗 O2均为 3 mol,消耗O2的分子数为 3NA, A 项正确;1 mol H2O所含质子数为 10NA,1 mol H2F+所含的质子数为 11NA, B 项错误;C2H6O中C的化合价为 -2 价,C2H4O 中 C 的化合价为 -1 价,乙醇催化氧化生成 1 mol 乙醛时转移电子数为 2NA, C 项错误; 46 g 乙醇中所含共价键的数目有 5 mol C—H、1 mol C—O、1 mol O—H 和 1 mol C—C 键,共有 8 mol 共价键, D 项错误。