Question

12．（1）一杯咖啡中含有0.194g咖啡因（分子式C₈H₁₀N₄O₂），你知道其中有0.001N_A个咖啡因分子；这些咖啡因分子中的N原子的物质的量为0.004N_A．
（2）经检测一瓶泉水样品，1.0L样品中含4.8×10^-2g  Mg²⁺，那么该泉水中Mg²⁺的物质的量浓度为0.002mol/L．含1.0mol  Mg的这种泉水的体积是500LL．
（3）0.2mol H₂S，在标准状况下的体积约为4.48L；相同质量的CH₄和H₂S中分子个数比为17：8．

Answer 1

分析 （1）咖啡因分子的相对分子质量=（12×8+1×10+14×4+16×2）=194，根据n=$\frac{m}{M}$计算出0.194g咖啡因的物质的量，然后根据N=nN_A计算出含有的咖啡因分子数和N原子数；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$、c=$\frac{n}{V}$计算出该泉水中Mg²⁺的物质的量浓度；根据V=$\frac{n}{c}$计算出含1.0mol  Mg²⁺的这种泉水的体积；
（3）根据V=nVm计算出该硫化氢在标准状况下的体积；分子个数之比等于物质的量之比，结合n=$\frac{m}{M}$计算．

解答 解：（1）0.194g咖啡因的物质的量为：$\frac{0.194g}{194g/mol}$=0.001mol，含有咖啡因分子的数目为：0.001N_A，咖啡因的分子式为C₈H₁₀N₄O₂，每个咖啡因分子中含有4个N反应中，则该咖啡因分子中含有N的数目为：0.001N_A×4=0.004N_A，
故答案为：0.001N_A；0.004N_A；
（2）4.8×10^-2g  Mg²⁺的物质的量为：$\frac{0.048g}{24g/mol}$=0.002mol，该泉水中Mg²⁺的物质的量浓度为：$\frac{0.002mol}{1.0L}$=0.002mol/L；含1.0mol  Mg²⁺的这种泉水的体积为：$\frac{1.0mol}{0.002mol/L}$=500L，
故答案为：0.002mol/L；500L；
（3）标准状况下0.2molH₂S的体积为：22.4L/mol×0.2mol=4.48L；相同质量的CH₄和H₂S的物质的量与摩尔质量成正比，则其分子个数比=物质的量之比=34g/mol：16g/mol=17：8，
故答案为：4.48；17：8．

点评 本题考查了物质的量的计算，题目难度不大，明确物质的量与摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏伽德罗常数之间的关系即可解答，试题培养了学生的化学计算能力．