Question

14．（1）在標準狀況下，有下列物質：①4g H₂  ②33.6L CH₄  ③1mol H₂O  ④3.01×10²³個O₂，
其中含分子數最多的是（請在橫線上填寫序號，下同）①，含原子數最少的是④，質量最大的是②，體積最小的是③；
（2）含0.4mol Al³⁺的Al₂（SO₄）₃中所含的SO₄^2-的物質的量是0.6mol；
（3）若1克H₂O中含有a個氫原子，則阿伏加德羅常數用含a的代數式可表示為9amol^-1．

Answer 1

分析 （1）利用物質的量（n）與粒子數（N）、物質質量（m）、氣體體積（V）的關系公式：n=$\frac{N}{{N}_{A}}$、n=$\frac{m}{M}$、n=$\frac{V}{{V}_{m}}$，進行求算比較，注意1molH₂O的體積求算，不能利用 n=$\frac{V}{{V}_{m}}$，在標準狀況下，水不是氣體，利用密度公式$ρ=\frac{m}{V}$求算，水的密度近似為 ρ水=1g•ml-1；
（2）由化學式可知，Al³⁺、SO₄^2-的物質的量之比為2：3，據此計算；
（3）先根據n=$\frac{m}{M}$計算出1g水的物質的量，從而計算出1g水中含有的氫原子的物質的量，再根據阿伏伽德羅常數N_A=$\frac{N}{n}$進行計算即可．

解答 解：（1）標準狀況下，①4gH₂的物質的量為：$\frac{4g}{2g/mol}$=2mol；4gH₂所含原子的物質的量為：2mol×2=4mol；4gH₂的體積是：2mol×22.4L/mol=44.8L
②33.6LCH₄的物質的量為：$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol；33.6LCH₄所含原子的物質的量為：1.5mol×5=7.5mol；33.6LCH₄的質量是：1.5mol×16g/mol=24g
③1molH₂O所含原子的物質的量為：1mol×3=3mol；1molH₂O的質量是：1mol×18g/mol=18g；1molH₂O的體積是：$\frac{18g}{1g/ml}$=18ml
④3.01×10²³個O₂的物質的量為：$\frac{3.01×1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$=0.5mol；
3.01×10²³個O₂所含原子的物質的量為：0.5mol×2=1mol；
3.01×10²³個O₂的質量是：0.5mol×32g/mol=16g；
3.01×10²³個O₂的體積是：0.5mol×22.4L/mol=11.2L
含分子數由多到少的順序：①＞②＞③＞④；含原子數由多到少的順序：②＞①＞③＞④
質量由大到小的順序是：②＞③＞④＞①；體積由大到小的順序是：①＞②＞④＞③
故答案為：①；④；②；③；
（2）由化學式可知，Al³⁺、SO₄^2-的物質的量之比為2：3，0.4mol Al³⁺的Al₂（SO₄）₃中所含的SO₄^2-的物質的量是：0.4mol×$\frac{3}{2}$=0.6mol，故答案為：0.6mol；
（3）1g水的物質的量為：n（H₂O）=$\frac{1g}{18g/mol}$=$\frac{1}{18}$mol，$\frac{1}{18}$mol水中含有H原子的物質的量為：n（H）=$\frac{1}{18}$mol×2=$\frac{1}{9}$mol，
則阿伏伽德羅常數N_A=$\frac{N}{n}$=$\frac{a}{\frac{1}{9}mol}$=9a mol^-1，故答案為：9a mol^-1．

點評 本題考查的是物質的量和阿伏伽德羅常數的計算，題目難度不大，注意掌握阿伏伽德羅常數的概念，明確阿伏伽德羅常數與物質的量、摩爾質量等物理量之間的關系．