题目
超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2═2K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A. 44gCO2中σ键的数目为2NAB. 1mol KO2晶体中离子的数目为3NAC. 1L1mol•L-1K2CO3溶液中(CO)_(3)^2-的数目为NAD. 该反应中每转移1mol电子生成O2的数目为1.5NA
超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2═2K2CO3+3O2,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 44gCO2中σ键的数目为2NA
B. 1mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C. 1L1mol•L-1K2CO3溶液中${CO}_{3}^{2-}$的数目为NA
D. 该反应中每转移1mol电子生成O2的数目为1.5NA
题目解答
答案
A. 44gCO2中σ键的数目为2NA
解析
本题考查阿伏伽德罗常数相关计算,涉及物质的量与微粒数的关系、化学键类型、晶体结构、溶液中离子数目及氧化还原反应电子转移数等知识点。解题关键在于:
- σ键与π键的判断:CO₂分子中每个C=O双键含1个σ键和1个π键;
- KO₂晶体结构:每个KO₂含1个K⁺和1个O₂⁻,总离子数为2;
- 盐类水解:CO₃²⁻在溶液中会发生水解,浓度小于理论值;
- 氧化还原反应电子转移数:根据KO₂中氧的氧化态变化计算转移电子数。
选项A
CO₂的σ键数目
- CO₂的摩尔质量为44g/mol,44g CO₂对应1mol分子。
- 每个CO₂分子含2个σ键(C与O之间的单键),因此σ键总数为:
$1\text{mol} \times 2\text{个/分子} \times N_A = 2N_A$
结论:正确
选项B
KO₂晶体中的离子数目
- KO₂由K⁺和O₂⁻构成,每个KO₂单元含2个离子(1个K⁺,1个O₂⁻)。
- 1mol KO₂含离子数为:
$1\text{mol} \times 2\text{个/分子} \times N_A = 2N_A$
结论:错误(选项中为3N_A)
选项C
K₂CO₃溶液中CO₃²⁻的数目
- 1L 1mol/L K₂CO₃溶液中,理论最大值为1mol。
- 但CO₃²⁻会发生水解,实际浓度小于1mol/L,因此数目小于N_A。
结论:错误
选项D
反应中电子转移与O₂生成关系
- 反应中KO₂中的O(-½价)变为O₂(0价),每个O原子失去½电子。
- 每生成3mol O₂,转移电子数为:
$4\text{mol KO₂} \times 1\text{电子/KO₂} = 4\text{mol电子}$ - 每转移1mol电子生成O₂的物质的量为:
$\frac{3}{4}\text{mol} \times N_A = 0.75N_A$
结论:错误(选项中为1.5N_A)