1.2 物质的化学计量（第1课时 物质的量）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第一册）

专题1 物质的分类及计量 第二单元 物质的化学计量 第1课时 物质的量 1．了知道物质的量、摩尔质量的单位及含义。 2．理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。 3．能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。 重点：物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的概念。 难点：物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。 一、物质的量 1．物质的量 (1)物质的量 ①物质的量是国际单位制中的基本物理量之一，符号：n，常用单位：摩尔(符号为mol)。 ②建立物质的微粒(如分子、原子、离子、电子、中子等)与可观察的物理量(如质量、气体体积等)之间的联系。 (2)物质的量的单位——摩尔 1 mol某种微粒集合体中所含的微粒数与0.012 kg 12C中所含的原子数相同，约为6.02×1023。因为数值特别大，表示宏观物质没有意义，因此只用于计量分子、原子、离子、电子、质子、中子等微观粒子。 2．阿伏加德罗常数 (1)阿伏加德罗常数 0.012 kg 12C中所含的原子数称为阿伏加德罗常数，用NA表示，NA近似为6.02×1023 mol－1。 (2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)和微粒数(N)之间的关系： N＝n·NA。 如2 mol CO2中CO2分子数N(CO2)＝n(CO2)·NA＝2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1024。 【名师点拨】 构成物质的原子、分子和离子非常微小，用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难，也没有意义。因此科学家引入了“物质的量”这一基本物理量。 (1)物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。 (2)物质的量的单位是摩尔，只能用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。 例：1 mol苹果、1 mol铁元素等说法都是错误的。 (3)在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。 如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观微粒名称。 (4)物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可以是小数。 二、摩尔质量 1．摩尔质量 (1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量。 (2)符号：M，单位：g·mol－1。 (3)数值：当物质的质量以克为单位时，其在数值上与该物质的相对原子质量或相对分子质量相等。 (4)物质的量(n)、摩尔质量(M)和物质的质量(m)之间的关系：m＝n·M。 如3 mol H2O的质量：m(H2O)＝n(H2O)·M＝3 mol×18 g·mol－1＝54 g。 【归纳小结】 (1)摩尔质量概念的理解 ①等值性：物质的质量以克为单位时，在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。 ②确定性：对于指定的物质来说，其摩尔质量的值是一个定值，不随物质的物质的量的多少而改变。 (2)摩尔质量的计算方法： ①已知任意状态物质的质量时：M＝(定义式)。 ②已知一个分子的质量时：M＝m(分子)×NA。 2．物质的量在化学方程式中的应用 如：　　　　　　2H2　＋　O2 2H2O 质量之比 4 g ∶ 32 g  ∶ 36 g 计量数之比 2  ∶ 1　　 ∶ 2 微粒数之比 2  ∶ 1　　 ∶ 2 扩大NA倍 2NA ∶ NA　   ∶ 2NA 物质的量之比 2 mol  ∶ 1 mol  ∶ 2 mol 结论：化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于相应物质的微粒数之比，也等于物质的量之比。 【易错提醒】判断有关概念的注意事项 (1)指向性——粒子的具体化；恒久性——相对分子(原子)质量、摩尔质量不随微粒的变化而变化；一致性——物理单位与指代物质及概念要一致。 (2)物质的摩尔质量(M)与1 mol物质的质量(m)以及物质的相对分子(原子)质量(Mr)是不同的。如水的摩尔质量为18 g·mol－1，1 mol H2O的质量为18 g，H2O的相对分子质量为18，三者单位不同，分别是g·mol－1、g和1。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物质的量可以理解为物质的数量(×) (2)1 mol任何粒子所含有的粒子数相等(√) (3)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一(×) (4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023(×) (5)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧(×) (6)3 mol O2与2 mol H2O所含原子数相等(√) (7)氯化氢的摩尔质量是36.5 g(×) (8)CH4的摩尔质量和NA个甲烷分子的质量相等(×) (9)2NA个CO2的摩尔质量为88 g·mol－1(×) (10)Fe的摩尔质量为56 g·mol－1，则1个Fe原子的质量为 g(√) (11)1 mol H2与0.5 mol O2恰好完全反应能生成1 mol H2O(√) 2．(1)1 mol Na2SO4中含有Na＋的数目约是1.204×1024，与其含有相同Na＋数目的NaCl的物质的量为2 mol。 (2)若测得某Na2SO4溶液中含有0.5 mol SO，则溶液中含有1 mol Na＋。 (3)0.2 mol NH3与0.3 mol H2O中所含H原子数一样多。 (4)0.3 mol H2O中含0.9 mol原子，约含1.806×1024个电子。 3．计算下列物质的摩尔质量。 (1)1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为 。 (2)已知1个铁原子的质量为b g，则Fe的摩尔质量为 。 (3)已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为 。 答案：(1)64 g·mol－1　(2)bNA g·mol－1　(3) g·mol－1 4．9.75 g锌与含 mol HCl的盐酸刚好完全反应，放出 mol H2，在溶液中有 mol Zn2＋和 mol Cl－。(已知Zn的相对原子质量为65) 答案：0.3　0.15　0.15　0.3 解析：n(Zn)＝＝0.15 mol， Zn ＋ 2HCl === ZnCl2 ＋ H2↑ 1 2 1 1 0.15 mol n(HCl) n(ZnCl2) n(H2) n(HCl)＝＝0.3 mol， n(H2)＝＝0.15 mol， n(ZnCl2)＝＝0.15 mol。 【情境引入】 曹冲称象的故事大家耳熟能详，讲的是孙权给曹操送来了一头大象，曹操想知道这象的重量，询问属下，都不能说出称象的办法。曹冲说：“把象放到大船上，在水面所达到的地方做上记号，再让船装载其他东西，当水面也达到记号的时候，称一下这些东西，那么比较下就能知道了。” (1)曹冲在称象时的主导思想是什么？ (2)已知托盘天平的最小刻度为0.1克，你能用它称量一粒大米的质量吗？你的主导思想又是什么？ (3)如何把微观的不可见的粒子与宏观的可称量的物质之间联系起来？ (1)曹冲在称象时的主导思想是化整为零，化大为小。 (2)用托盘天平称量一粒大米的质量的主导思想是积小成大，聚微为宏。 (3)国际科学界用物质的量来表示含有一定数目的粒子的集合体，用它来联系微观的不可见的粒子和宏观的可称量物。 ►问题一 物质的量和阿伏加德罗常数 【典例1】下列叙述正确的是(　　) A．摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一 B．1 mol 任何物质中均含有阿伏加德罗常数个粒子 C．摩尔不能用来描述宏观物质 D．1摩尔的基准是0.012 kg C­14中所含有的碳原子数 答案：C 解析：A项，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，错误；B项，题中粒子指代不明确，如1 mol H2O分子中含有NA个分子，但含有3NA个原子，错误；C项，摩尔只能用来描述微观粒子，正确；D项，阿伏加德罗常数是指与0.012 kg C­12中所含有的碳原子数相等，不是14C，错误。 【解题必备】物质的量的理解——“四化” (1)专有化：物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。 (2)微观化：物质的量的单位是摩尔，只能用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。 例：1 mol苹果、1 mol铁元素等说法都是错误的。 (3)具体化：在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观微粒名称。 (4)集体化：微粒个数的数值只能是正整数，而物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可以是小数。例：5 mol H2O、0.5 mol H2O。 【变式1-1】下列有关NA(阿伏加德罗常数)的说法，错误的是(　　) A．0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA B．0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023 C．1 mol O2中含有的分子数为NA D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol 答案：B 解析：一个H2O分子中含有3个原子，0.5 mol H2O中含有1.5 mol 原子，即含有的原子数约为9.03×1023，故B说法错误。 【变式1-2】下列哪种物质所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等(　　) A．0.4 mol H2O2 　　 B．0.2 mol H2SO4 C．0.8 mol CO2 D．0.3 mol HNO3 答案：A 解析：因0.2 mol H3PO4分子中所含原子数为0.2 mol×8×NA mol－1＝1.6 NA，A项所含原子数为0.4 mol×4×NA mol－1＝1.6 NA，正确；B项所含原子数为0.2 mol×7×NA mol－1＝1.4 NA，错误；C项所含原子数为0.8 mol×3×NA mol－1＝2.4 NA，错误；D项所含原子数为0.3 mol×5×NA mol－1＝1.5 NA，错误。 ►问题二 摩尔质量 【典例2】27.2 g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4 mol Cl－，则ACl2的摩尔质量是____________；A的相对原子质量是________；ACl2的化学式是______________。 答案：136 g·mol－1　65　ZnCl2 解析：n(ACl2)＝＝＝0.2 mol，M(ACl2)＝＝＝136 g·mol－1，所以A的相对原子质量为136－35.5×2＝65，A为Zn，ACl2为ZnCl2。 【解题必备】计算摩尔质量的三种方法 (1)已知任意状态物质的质量时：M＝。 (2)已知一个分子的质量时：M＝m(分子)×NA。 (3)已知一个分子的质量和一个12C原子的质量时：M＝×12 g·mol－1。 【变式2-1】下列关于NH3的叙述正确的是(　　) A．NH3的摩尔质量是17 g B．1 mol NH3含有氢原子数约为6.02×1023 C．17 g NH3的物质的量是1 mol D．1 g NH3中含有的电子数为17 mol 答案：C 解析A项，摩尔质量的单位为g·mol－1，错误；B项，1 mol NH3中含有3 mol H原子，H原子数目约为3×6.02×1023，共1.806×1024，错误；C项，n(NH3) ＝ ＝1 mol，正确；D项，n(NH3)＝＝ mol，1个NH3中含有10个电子，1 g NH3共含有电子数 mol×10＝ mol，错误。 【变式2-2】下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是(　　) A．1 mol OH－的质量为17 g·mol－1 B．二氧化碳的摩尔质量为44 g C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量 D．一个钠原子的质量约等于 g 答案：D 解析：A项，质量的单位为“g”；B项，摩尔质量的单位应为“g·mol－1”；C项，没有指出以“g·mol－1”为单位，也没有指出在数值上相等。 ►问题三 物质的量、微粒数、质量之间的计算 【典例3】147 g H2SO4的物质的量是__________；0.5 mol H2SO4的质量是__________g，其中含有__________mol H，含有__________mol O；2 mol H2SO4中含有硫酸分子数为__________个，含氢原子数为__________个。 答案：1.5 mol　49　1　2　1.204×1024　2.408×1024 解析：n(H2SO4)＝＝＝1.5 mol；0.5 mol H2SO4质量为49 g，其中含2×0.5 mol H，4×0.5 mol O；按N＝n·NA得2 mol H2SO4中有H2SO4分子数为2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1024，同理可得氢原子数。 【解题必备】物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算 (1)n＝(n表示物质的量，N表示粒子数)。 其中NA的单位是mol－1，NA的近似值为6.02×1023 mol－1。 (2)M＝(M为摩尔质量，m为物质的质量)。 若M的单位是g·mol－1时，则m的单位是g。 (3)微粒的个数与物质的质量间由物质的量联系起来： N＝nNA则n＝；m＝n·M，则n＝；则＝n＝。 【变式3-1】计算填空 (1)2 mol CO2中含 mol碳原子， 个氧原子(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)， 个质子，质量是 g。 (2)40.5 g某金属氯化物RCl2含有0.6 mol氯离子，则金属R的摩尔质量为 。 (3)等质量的O2和O3物质的量之比为 ，所含氧原子数之比为 。 答案：(1)2　4NA　44NA　88　(2)64 g·mol－1 (3)3∶2　1∶1 【变式3-2】设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　) A．摩尔是物质的量的单位 B．36 g水中含氢原子的数目为4NA C．0.5 mol Na2SO4中含有的Na＋数约是6.02×1023 D．等质量的O2与O3，所含氧原子数之比是3∶2 答案：D 解析：物质的量是基本物理量，摩尔是物质的量的单位，A正确；36 g水的物质的量为＝2 mol，含氢原子的数目为4NA，B正确；0.5 mol Na2SO4中含有的Na＋数约为0.5 mol×2×6.02×1023 mol－1＝6.02×1023，C正确；等质量的O2与O3，设质量都是m g，所含氧原子数之比为(×2×NA)∶(×3×NA)＝1∶1，D错误。 ►问题四 物质的量在化学方程式中的应用 【典例4】2019年，中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和太阳能研究部李灿院士团队开发出新一代电解水催化剂，达到目前已知的规模化电解水制氢的最高效率。 若光解0.02 mol水： (1)生成H2的质量为______________； (2)可生成氢的原子数为____________； (3)生成O2的物质的量为____________； (4)生成H2的量理论上等于__________mol Fe与稀硫酸反应产生H2的量。 答案：(1)0.04 g　(2)2.408×1022个　(3)0.01 mol　(4)0.02 解析：根据2H2O2H2↑＋O2↑，光解0.02 mol水，可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2；生成H2的质量为0.04 g；可生成氢的原子数为2.408×1022个；0.02 mol Fe与稀硫酸反应产生0.02 mol H2 【解题必备】根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比，可以列比例式计算各反应物或生成物的物质的量。 【变式4-1】NO和O2可以发生反应2NO＋O2===2NO2，若反应生成46 g NO2，则参加反应的NO的物质的量为 ，参加反应的O2的物质的量为 。若有a mol NO与b mol O2充分反应，则反应后氮原子与氧原子的个数比为 。 答案：1 mol　0.5 mol　a∶(a＋2b) 【变式4-2】在一定条件下，21.6gA单质与1.20molCl2完全反应，生成0.800molAClx，则x=_________，A的摩尔质量为________________。 答案：3 27g·mol-1 解析：2A + xCl2 = 2AClx 2mol xmol 2mol n(A) 1.20mol 0.800mol 解得：x=3 n(A)=0.800mol M(A)=21.6g/0.800mol=27g·mol-1。 1．清末成书的《化学鉴原》中有一段描述：“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八)，……一分剂轻气(氢气)为一，……并之即水，一分剂为九”。其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是(　　) A．摩尔质量　　 B．物质的量 C．化合价 D．质量分数 答案：A 解析：根据“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。氧气八分为一分剂，氢气一分为一分剂，水九分为一分剂”，则氧气的分剂数为八，氢气的分剂数为一，水的分剂数为九，即八份氧气与一份氢气化合生成九份水，满足O2＋2H2===2H2O中的质量守恒，因此与“分剂数”一词最接近的现代化学概念为摩尔质量。 2．下列说法错误的是(　　) A．物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量 B．使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称 C．1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子 D．物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子 答案：C 解析：物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量，其单位是摩尔，使用摩尔作单位时所指的对象是微粒，而微粒种类繁多，需要指明其名称；构成物质的粒子除原子外，还有分子、离子等。 3．根据我国统一实行法定计量单位的规定，下列说法比较规范的是(　　) A．98 g H2SO4的摩尔数为1 mol B．氧的摩尔质量为32 g·mol－1 C．阿伏加德罗常数约为6.02×1023个 D．某硫酸中H2SO4 的质量分数为60% 答案：D 解析：A项，应称为物质的量为1 mol，错误；B项，没有指明“氧”的种类，可能是氧原子，也可能是O2分子，错误；C项，阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol－1，错误；D项，质量分数用百分数表示，正确。 4．苹果中因含有戊酸戊酯(C10H20O2)而散发出苹果香味。下列关于C10H20O2的叙述正确的是(　　) A．C10H20O2中碳氢元素质量比为1∶2 B．C10H20O2的摩尔质量为172 C．1 mol C10H20O2中含有2 mol氧 D．1 mol C10H20O2约含有1.204×1025个H 答案：D 解析：1 mol C10H20O2中含10 mol碳原子、20 mol H原子，故碳氢元素的质量之比为(10 mol×12 g·mol－1)∶(20 mol×1 g·mol－1)＝6∶1，故A错误；摩尔质量的单位为g·mol－1，在数值上等于相对分子质量，故C10H20O2的摩尔质量为172 g·mol－1，故B错误；指代不明，一个C10H20O2分子中含2个O原子，故1 mol C10H20O2中含有2 mol氧原子，故C错误；一个C10H20O2分子中含20个H原子，故1 mol C10H20O2约含有1.204×1025个H，故D正确。 5．a mol H2SO4中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为(　　) A． mol－1　　　 B． mol－1 C． mol－1 D． mol－1 答案：D 解析：a mol H2SO4中含有4a mol 氧原子，氧原子个数为4a·NA，则4a·NA ＝b，NA＝ mol－1。 6．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大的能量，可作为航天运载火箭的推动力来源。下列关于偏二甲肼的叙述正确的是(　　) A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1 D．6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子 答案：B 解析：偏二甲肼的摩尔质量应为60 g·mol－1；6.02×1023个偏二甲肼分子约为1 mol，其质量约为60 g；6 g偏二甲肼分子的物质的量为＝0.1 mol，含有的分子数为0.1NA。 7．已知1.505×1023个X气体分子的质量为8 g，则X气体的摩尔质量是(　　) A．16 g B．32 g C．64 g·mol－1 D．32 g·mol－1 答案：D 解析：X气体的物质的量n＝＝0.25 mol，X气体的摩尔质量M＝＝＝32 g·mol－1。 8．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．1 mol H2O中含氢原子数为NA B．1 mol N2和NA个CO2所含的原子数相同 C．1 mol H3PO4含氢原子数为3NA D．0.1 mol C所含的电子数为1.2NA 答案：C 解析：D选项，1个C原子所含电子数为6个，故0.1 mol C所含的电子数为0.1×6×NA=0.6 NA。 9．下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是(　　) A．0.3 mol O2和0.3 mol H2O B．6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4 C．0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6 D．0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O 答案：D 解析：在D项中0.1 mol H2SO4中含氧原子0.4 mol，在0.4NA个H2O中氧原子也为0.4 mol。 10．(1)6.02×1023个CO2与 mol H2质量相等，与 g SO2含有的氧原子数相等。 (2)含0.4 mol Cl－的氯化镁是 mol，质量是 g，它跟 g氯化钠含有相同数目的Cl－。 (3)4 mol Na2CO3与 mol Na2SO4所含氧原子数相等。 (4)8 g甲烷(CH4)是 mol，约含 个甲烷分子， g碳元素，___________ mol氢原子。 (5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为 ，所含氧原子的物质的量之比为 ，若欲使SO2和SO3中氧元素的质量相等，则SO2和SO3的质量之比为 。 答案：(1)22　64　(2)0.2　19.0　23.4　(3)3　(4)0.5　3.01×1023　6　2　(5)5∶4　5∶6　6∶5 1．每年10月23日上午6：02到晚上6：02被誉为“摩尔日“(MoleDay)，这个时间的美式写法为6：02 10/23，外观与阿伏加德罗常数6.02×1023相似。用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　) A．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子 B．在25 ℃，压强为1.01×105 Pa时，11.2L氮气所含的原子数目为NA C．由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，其中氧原子数为2NA D．1.0 mol·L－1CaCl2溶液中Cl－数目为2NA 答案：C 解析：有些物质是由原子直接构成或者由离子构成，不含有分子，因此1 mol任何物质不一定都含有6.02×1023个分子，故A错误；25 ℃，压强为1.01×105 Pa为常温常压，气体摩尔体积不是22.4 L·mol－1，因此不能用22.4 L·mol－1计算11.2 L氮气的物质的量，故B错误；由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，物质的量为1 mol，1个CO2分子或O2分子均含有2个O原子，因此混合物中氧原子数为2NA，故C正确；CaCl2溶液体积未知，不能求得其物质的量，则Cl－的数目不能准确求得，故D错误。 2．科学家最近合成了一种新型分子，它由4个氧原子构成，液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。下列说法正确的是(　　) A．摩尔质量是64 g B．它是一种新的化合物 C．它是由氧元素组成的一种单质 D．1 mol 该分子中含有2NA个氧原子 答案：C 解析：根据题干信息可知，每个新型分子由4个氧原子构成，则该分子的化学式可表示为O4，其摩尔质量为64 g·mol－1，A错误；O4只由O元素组成，属于单质，B错误、C正确；1 mol O4分子中含有NA个O4分子、4NA个O原子，D错误。 3．“空山新雨后，天气晚来秋”王维的诗句仿佛让人呼吸着雨后大自然的清新空气，“天法道，道法自然”其实它的自然科学原理就是因为下雨时，雷电产生大量的空气负离子，被称为“空气维生素”。O就是一种空气负离子，其摩尔质量为(　　) A．33 g B．32 g C．33 g·mol－1 D．32 g·mol－1 答案：D 解析：O比O2多一个电子，电子的质量可以忽略不计，故O的相对分子质量为32，所以O的摩尔质量为32 g·mol－1。 4．某种元素原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　) A．由已知信息可得NA＝ B．W g该原子中含有个该原子 C．W g该原子的物质的量一定是 mol D．该原子的摩尔质量是aNA g 答案：D 解析：一个12C原子的真实质量为b g，NA个12C原子的质量为12 g，A项正确；一个该原子的质量是a g，则W g该原子的原子数目为，B项正确；该原子的摩尔质量为aNA g·mol－1，W g该原子的物质的量为 mol，C项正确；摩尔质量的单位是g·mol－1，故D项错误。 5．(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量是________。 (2)1.5 mol Na2SO4·10H2O中所含的Na＋的物质的量是________，所含的SO的物质的量是________，所含H2O的数目是________。 (3)一定量的Na2CO3中，碳原子和氧原子的物质的量之比为________。 (4)0.5 mol NaOH中含有电子的物质的量是________，在________mol Na2CO3中所含Na＋数目与上述0.5 mol NaOH所含Na＋数目相等。 (5)12.4 g Na2R含0.4 mol Na＋，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。 答案：(1)0.5 mol (2)3 mol　1.5 mol　9.03×1024或15NA (3)1∶3　(4)10 mol　0.25 (5)62 g·mol－1　16　0.1 mol 解析：(1)n＝＝＝0.5 mol。 (2)每个Na2SO4·10H2O含有Na＋、SO、H2O数目分别为：2、1、10，故1.5 mol Na2SO4·10H2O所含Na＋、SO物质的量分别是：1.5 mol×2＝3 mol、1.5 mol，含H2O的数目为：1.5 mol×10×6.02×1023 mol－1＝9.03×1024。 (4)每个NaOH所含电子数目为20，故0.5 mol NaOH中含10 mol电子。 (5)1 mol Na2R含有2 mol Na＋，题目中有0.4 mol Na＋，则应有0.2 mol Na2R。M(Na2R)＝＝＝62 g·mol－1。Mr(Na2R)＝62，求得Mr(R)＝62－2×23＝16。已知m(R)＝1.6 g，根据n＝，得n(R)＝0.1 mol，则n(Na2R)＝0.1 mol。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1 物质的分类及计量 第二单元 物质的化学计量 第1课时 物质的量 1．了知道物质的量、摩尔质量的单位及含义。 2．理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。 3．能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。 重点：物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的概念。 难点：物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。 一、物质的量 1．物质的量 (1)物质的量 ①物质的量是国际单位制中的基本物理量之一，符号：_____，常用单位：_______________。 ②建立物质的微粒(如分子、原子、离子、电子、中子等)与可观察的物理量(如质量、气体体积等)之间的联系。 (2)物质的量的单位——摩尔 1 mol某种微粒集合体中所含的微粒数与__________中所含的原子数相同，约为__________。因为数值特别大，表示宏观物质没有意义，因此只用于计量________、________、_____、电子、质子、中子等微观粒子。 2．阿伏加德罗常数 (1)阿伏加德罗常数 __________中所含的原子数称为阿伏加德罗常数，用_____表示，NA近似为_______________。 (2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)和微粒数(N)之间的关系： N＝________。 如2 mol CO2中CO2分子数N(CO2)＝n(CO2)·NA＝2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1024。 【名师点拨】 构成物质的原子、分子和离子非常微小，用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难，也没有意义。因此科学家引入了“物质的量”这一基本物理量。 (1)物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。 (2)物质的量的单位是摩尔，只能用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。 例：1 mol苹果、1 mol铁元素等说法都是错误的。 (3)在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。 如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观微粒名称。 (4)物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可以是小数。 二、摩尔质量 1．摩尔质量 (1)概念：单位___________的物质所具有的质量。 (2)符号：______，单位：________。 (3)数值：当物质的质量以克为单位时，其在数值上与该物质的______________或______________相等。 (4)物质的量(n)、摩尔质量(M)和物质的质量(m)之间的关系：m＝________。 如3 mol H2O的质量：m(H2O)＝n(H2O)·M＝3 mol×18 g·mol－1＝54 g。 【归纳小结】 (1)摩尔质量概念的理解 ①等值性：物质的质量以克为单位时，在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。 ②确定性：对于指定的物质来说，其摩尔质量的值是一个定值，不随物质的物质的量的多少而改变。 (2)摩尔质量的计算方法： ①已知任意状态物质的质量时：M＝(定义式)。 ②已知一个分子的质量时：M＝m(分子)×NA。 2．物质的量在化学方程式中的应用 如：　　　　　　2H2　＋　O2 2H2O 质量之比 _____ ∶_____  ∶ _____ 计量数之比 _____ ∶_____  ∶ _____ 微粒数之比 _____ ∶_____  ∶ _____ 扩大NA倍 _____ ∶_____  ∶ _____ 物质的量之比 _____ ∶_____  ∶ _____ 结论：化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于相应物质的________之比，也等于________之比。 【易错提醒】判断有关概念的注意事项 (1)指向性——粒子的具体化；恒久性——相对分子(原子)质量、摩尔质量不随微粒的变化而变化；一致性——物理单位与指代物质及概念要一致。 (2)物质的摩尔质量(M)与1 mol物质的质量(m)以及物质的相对分子(原子)质量(Mr)是不同的。如水的摩尔质量为18 g·mol－1，1 mol H2O的质量为18 g，H2O的相对分子质量为18，三者单位不同，分别是g·mol－1、g和1。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物质的量可以理解为物质的数量( ) (2)1 mol任何粒子所含有的粒子数相等( ) (3)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一( ) (4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023( ) (5)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧( ) (6)3 mol O2与2 mol H2O所含原子数相等( ) (7)氯化氢的摩尔质量是36.5 g( ) (8)CH4的摩尔质量和NA个甲烷分子的质量相等( ) (9)2NA个CO2的摩尔质量为88 g·mol－1( ) (10)Fe的摩尔质量为56 g·mol－1，则1个Fe原子的质量为 g( ) (11)1 mol H2与0.5 mol O2恰好完全反应能生成1 mol H2O( ) 2．(1)1 mol Na2SO4中含有Na＋的数目约是______________，与其含有相同Na＋数目的NaCl的物质的量为________ mol。 (2)若测得某Na2SO4溶液中含有0.5 mol SO，则溶液中含有________ mol Na＋。 (3) ________ mol NH3与0.3 mol H2O中所含H原子数一样多。 (4)0.3 mol H2O中含________ mol原子，约含________________个电子。 3．计算下列物质的摩尔质量。 (1)1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为 。 (2)已知1个铁原子的质量为b g，则Fe的摩尔质量为 。 (3)已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为 。 4．9.75 g锌与含 mol HCl的盐酸刚好完全反应，放出 mol H2，在溶液中有 mol Zn2＋和 mol Cl－。(已知Zn的相对原子质量为65) 【情境引入】 曹冲称象的故事大家耳熟能详，讲的是孙权给曹操送来了一头大象，曹操想知道这象的重量，询问属下，都不能说出称象的办法。曹冲说：“把象放到大船上，在水面所达到的地方做上记号，再让船装载其他东西，当水面也达到记号的时候，称一下这些东西，那么比较下就能知道了。” (1)曹冲在称象时的主导思想是什么？ (2)已知托盘天平的最小刻度为0.1克，你能用它称量一粒大米的质量吗？你的主导思想又是什么？ (3)如何把微观的不可见的粒子与宏观的可称量的物质之间联系起来？ ►问题一 物质的量和阿伏加德罗常数 【典例1】下列叙述正确的是(　　) A．摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一 B．1 mol 任何物质中均含有阿伏加德罗常数个粒子 C．摩尔不能用来描述宏观物质 D．1摩尔的基准是0.012 kg C­14中所含有的碳原子数 【解题必备】物质的量的理解——“四化” (1)专有化：物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。 (2)微观化：物质的量的单位是摩尔，只能用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。 例：1 mol苹果、1 mol铁元素等说法都是错误的。 (3)具体化：在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观微粒名称。 (4)集体化：微粒个数的数值只能是正整数，而物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可以是小数。例：5 mol H2O、0.5 mol H2O。 【变式1-1】下列有关NA(阿伏加德罗常数)的说法，错误的是(　　) A．0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA B．0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023 C．1 mol O2中含有的分子数为NA D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol 【变式1-2】下列哪种物质所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等(　　) A．0.4 mol H2O2 　　 B．0.2 mol H2SO4 C．0.8 mol CO2 D．0.3 mol HNO3 ►问题二 摩尔质量 【典例2】27.2 g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4 mol Cl－，则ACl2的摩尔质量是____________；A的相对原子质量是________；ACl2的化学式是______________。 【解题必备】计算摩尔质量的三种方法 (1)已知任意状态物质的质量时：M＝。 (2)已知一个分子的质量时：M＝m(分子)×NA。 (3)已知一个分子的质量和一个12C原子的质量时：M＝×12 g·mol－1。 【变式2-1】下列关于NH3的叙述正确的是(　　) A．NH3的摩尔质量是17 g B．1 mol NH3含有氢原子数约为6.02×1023 C．17 g NH3的物质的量是1 mol D．1 g NH3中含有的电子数为17 mol 【变式2-2】下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是(　　) A．1 mol OH－的质量为17 g·mol－1 B．二氧化碳的摩尔质量为44 g C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量 D．一个钠原子的质量约等于 g ►问题三 物质的量、微粒数、质量之间的计算 【典例3】147 g H2SO4的物质的量是__________；0.5 mol H2SO4的质量是__________g，其中含有__________mol H，含有__________mol O；2 mol H2SO4中含有硫酸分子数为__________个，含氢原子数为__________个。 【解题必备】物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算 (1)n＝(n表示物质的量，N表示粒子数)。 其中NA的单位是mol－1，NA的近似值为6.02×1023 mol－1。 (2)M＝(M为摩尔质量，m为物质的质量)。 若M的单位是g·mol－1时，则m的单位是g。 (3)微粒的个数与物质的质量间由物质的量联系起来： N＝nNA则n＝；m＝n·M，则n＝；则＝n＝。 【变式3-1】计算填空 (1)2 mol CO2中含 mol碳原子， 个氧原子(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)， 个质子，质量是 g。 (2)40.5 g某金属氯化物RCl2含有0.6 mol氯离子，则金属R的摩尔质量为 。 (3)等质量的O2和O3物质的量之比为 ，所含氧原子数之比为 。 【变式3-2】设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　) A．摩尔是物质的量的单位 B．36 g水中含氢原子的数目为4NA C．0.5 mol Na2SO4中含有的Na＋数约是6.02×1023 D．等质量的O2与O3，所含氧原子数之比是3∶2 ►问题四 物质的量在化学方程式中的应用 【典例4】2019年，中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和太阳能研究部李灿院士团队开发出新一代电解水催化剂，达到目前已知的规模化电解水制氢的最高效率。 若光解0.02 mol水： (1)生成H2的质量为______________； (2)可生成氢的原子数为____________； (3)生成O2的物质的量为____________； (4)生成H2的量理论上等于__________mol Fe与稀硫酸反应产生H2的量。 【解题必备】根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比，可以列比例式计算各反应物或生成物的物质的量。 【变式4-1】NO和O2可以发生反应2NO＋O2===2NO2，若反应生成46 g NO2，则参加反应的NO的物质的量为 ，参加反应的O2的物质的量为 。若有a mol NO与b mol O2充分反应，则反应后氮原子与氧原子的个数比为 。 【变式4-2】在一定条件下，21.6gA单质与1.20molCl2完全反应，生成0.800molAClx，则x=_________，A的摩尔质量为________________。 1．清末成书的《化学鉴原》中有一段描述：“各原质(元素)化合所用之数名曰‘分剂数’。养气(氧气)以八分为一分剂(即分剂数为八)，……一分剂轻气(氢气)为一，……并之即水，一分剂为九”。其中与“分剂数”一词最接近的现代化学概念是(　　) A．摩尔质量　　 B．物质的量 C．化合价 D．质量分数 2．下列说法错误的是(　　) A．物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量 B．使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称 C．1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子 D．物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子 3．根据我国统一实行法定计量单位的规定，下列说法比较规范的是(　　) A．98 g H2SO4的摩尔数为1 mol B．氧的摩尔质量为32 g·mol－1 C．阿伏加德罗常数约为6.02×1023个 D．某硫酸中H2SO4 的质量分数为60% 4．苹果中因含有戊酸戊酯(C10H20O2)而散发出苹果香味。下列关于C10H20O2的叙述正确的是(　　) A．C10H20O2中碳氢元素质量比为1∶2 B．C10H20O2的摩尔质量为172 C．1 mol C10H20O2中含有2 mol氧 D．1 mol C10H20O2约含有1.204×1025个H 5．a mol H2SO4中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为(　　) A． mol－1　　　 B． mol－1 C． mol－1 D． mol－1 6．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大的能量，可作为航天运载火箭的推动力来源。下列关于偏二甲肼的叙述正确的是(　　) A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1 D．6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子 7．已知1.505×1023个X气体分子的质量为8 g，则X气体的摩尔质量是(　　) A．16 g B．32 g C．64 g·mol－1 D．32 g·mol－1 8．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．1 mol H2O中含氢原子数为NA B．1 mol N2和NA个CO2所含的原子数相同 C．1 mol H3PO4含氢原子数为3NA D．0.1 mol C所含的电子数为1.2NA 9．下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是(　　) A．0.3 mol O2和0.3 mol H2O B．6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4 C．0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6 D．0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O 10．(1)6.02×1023个CO2与 mol H2质量相等，与 g SO2含有的氧原子数相等。 (2)含0.4 mol Cl－的氯化镁是 mol，质量是 g，它跟 g氯化钠含有相同数目的Cl－。 (3)4 mol Na2CO3与 mol Na2SO4所含氧原子数相等。 (4)8 g甲烷(CH4)是 mol，约含 个甲烷分子， g碳元素，___________ mol氢原子。 (5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为 ，所含氧原子的物质的量之比为 ，若欲使SO2和SO3中氧元素的质量相等，则SO2和SO3的质量之比为 。 1．每年10月23日上午6：02到晚上6：02被誉为“摩尔日“(MoleDay)，这个时间的美式写法为6：02 10/23，外观与阿伏加德罗常数6.02×1023相似。用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　) A．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子 B．在25 ℃，压强为1.01×105 Pa时，11.2L氮气所含的原子数目为NA C．由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，其中氧原子数为2NA D．1.0 mol·L－1CaCl2溶液中Cl－数目为2NA 2．科学家最近合成了一种新型分子，它由4个氧原子构成，液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。下列说法正确的是(　　) A．摩尔质量是64 g B．它是一种新的化合物 C．它是由氧元素组成的一种单质 D．1 mol 该分子中含有2NA个氧原子 3．“空山新雨后，天气晚来秋”王维的诗句仿佛让人呼吸着雨后大自然的清新空气，“天法道，道法自然”其实它的自然科学原理就是因为下雨时，雷电产生大量的空气负离子，被称为“空气维生素”。O就是一种空气负离子，其摩尔质量为(　　) A．33 g B．32 g C．33 g·mol－1 D．32 g·mol－1 4．某种元素原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　) A．由已知信息可得NA＝ B．W g该原子中含有个该原子 C．W g该原子的物质的量一定是 mol D．该原子的摩尔质量是aNA g 5．(1)3.01×1023个氯气分子的物质的量是________。 (2)1.5 mol Na2SO4·10H2O中所含的Na＋的物质的量是________，所含的SO的物质的量是________，所含H2O的数目是________。 (3)一定量的Na2CO3中，碳原子和氧原子的物质的量之比为________。 (4)0.5 mol NaOH中含有电子的物质的量是________，在________mol Na2CO3中所含Na＋数目与上述0.5 mol NaOH所含Na＋数目相等。 (5)12.4 g Na2R含0.4 mol Na＋，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$