内容正文:
优化探究
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
任务一 物质的量的单位——摩尔
任务二 摩尔质量
课时作业 巩固提升
任务一 物质的量的单位——摩尔
1.物质的量
(1)物质的量:表示含有 的集合体的 。
(2)符号—— 。
(3)单位—— ,简称 。
一定数目粒子
物理量
n
摩尔
摩
2.物质的量的单位——摩尔
mol
6.02×1023
原子
分子
离子
3.阿伏加德罗常数(NA)
NA
mol-1
6.02×1023mol-1
1.现有如下几种说法,判断是否正确,如不正确说明原因。
①1 mol铅笔
提示:①错误;物质的量不能用于表示宏观物体;
②1 mol CO2
提示:②正确;
③3 mol氧
提示:③错误;“氧”指示不明确,可以是3 mol O、3 mol O2,不能是3 mol氧;
④H2O的分子数为2 mol
提示:④错误;2 mol H2O的分子数是2NA,而不是2 mol;
⑤Cl2的物质的量为2NA(或1.204×1023个)
提示:⑤错误;2NA个Cl2分子的物质的量为2 mol,2NA表示个数。
2.利用n=及H2O的组成,完成图中空格。
1.204×1024
6.02×1023
2 mol
1 mol
3.运用物质的量与粒子数之间的关系,填空:
(1)1 mol Na2SO4中含有Na+的数目是 ,与其含有相同Na+数目的NaCl的物质的量为 。
(2)若测得某Na2SO4溶液中含有0.5 mol S,则溶液中含有 mol Na+。
(3) mol NH3与0.3 mol H2O中所含H原子一样多。
(4)0.3 mol H2O中含 mol原子。
1.204×1024
2 mol
1
0.2
0.9
1.物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位。
2.1 mol粒子集合体所含粒子数约为6.02×1023,数量巨大,不可以用“mol”作单位衡量宏观物体。
3.用物质的量表示粒子的数量时,需指明粒子的种类,如1 mol H2O(表示1 mol H2O分子)、1 mol H(表示1 mol氢原子)、1 mol原子、1 mol电子等,但如1 mol氧等指向不明确,不可以表示。
4.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间存在的关系:
n=;N=n·NA;NA=。
1.易错辨析
(1)物质的量可以理解为物质的数量。 ( )
(2)1 mol任何粒子所含的粒子数相等。 ( )
(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。 ( )
×
√
×
×
2.指出下列错误。
(1)1 mol谷粒: 。
(2)0.5 mol H2O中含1 mol H+: 。
(3)1 mol 氯:_________________________________________________
。
(4)0.5 mol氢元素: 。
谷粒为宏观物质,不能用“摩尔”描述
0.5 mol H2O中含1 mol 氢原子
没有指明为氯原子或氯分子,正确说法应为1 mol Cl或
1 mol Cl2
元素不属于粒子,不能用“摩尔”表示
3.已知硫酸中含有3.01×1023个氧原子,则硫酸的物质的量是( )
A.0.500 mol B.1.00 mol
C.0.250 mol D.0.125 mol
D
3.01×1023个氧原子的物质的量n==0.5 mol,则硫酸的物质的量==0.125 mol,D项正确。
任务二 摩尔质量
M
g/mol(或g·mol-1)
相对原子质量或相对分子质量
n=
1.1 mol物质的质量、摩尔质量、相对分子质量(或相对原子质量)之间有什么关系?
提示:这是3个不同的物理量,其单位各不相同,1 mol物质的质量单位是克(g)、千克(kg)等,摩尔质量的单位是g·mol-1等,相对分子质量(或相对原子质量)的单位是“1”;当质量以g为单位、摩尔质量以g·mol-1为单位时,三者在数值上相等。
2.结合下列问题,总结摩尔质量的计算方法。
(1)已知氨气的相对分子质量为17,则氨气的摩尔质量为 。
(2)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 。
(3)已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)NA为阿伏加德罗常数的值,已知a g某气体中含分子数为b,则该气体的摩尔质量为 。
17 g·mol-1
64 g·mol-1
bNA g·mol-1
g·mol-1
1.对摩尔质量概念的理解
对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的量的多少而改变。
2.物质的量(n)、质量(m)、粒子数(N)之间的关系
n=(n、m、M、N研究的必须是同一种微粒)。
3.计算摩尔质量的方法
(1)已知任意状态物质的质量及其物质的量时:M=(定义式)。
(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。
(4)已知含一定粒子数(N)的物质的质量(m)时:M=。
1.易错辨析
(1)摩尔质量就是1 mol物质的质量,等于其相对分子质量或相对原子质量。 ( )
(2)OH-的摩尔质量是17 g。 ( )
(3)1 mol H2O的质量是18 g。 ( )
(4)CO2的摩尔质量是44。 ( )
×
×
√
×
2.根据所学知识,填写下列表格。
物质 摩尔质量 物质的量 质量 分子或
离子数目
SO2 2 mol
S 6.02×1022
O2 8.0 g
答案:64 g·mol-1 128 g 1.204×1024 96 g·mol-1
0.1 mol 9.6 g 32 g·mol-1 0.25 mol 1.505×1023
3.请填空:
(1)9 g H2O的物质的量为 ,含有的氢原子数为 (用6.02×1023表示阿伏加德罗常数的值,下同)。
(2)3.01×1023个H2SO4分子的物质的量为 ,质量为 。
(3)0.5 mol H2SO4分子中N(H)= ,N(O)= 。
(4)Fe的摩尔质量为56 g·mol-1,则1个Fe原子质量为 (列出计算式)。
0.5 mol
6.02×1023
0.5 mol
49 g
6.02×1023
1.204×1024
g
(5)已知0.4 mol的CO和CO2的混合气体共14.4 g,则:
①CO的质量为 ;
②混合气体的平均摩尔质量为 。
5.6 g
36 g·mol-1
(5)设混合气体中CO的物质的量为x mol,CO2的物质的量为y mol,
则28 g·mol-1×x mol+44 g·mol-1×y mol=14.4 g,x mol+y mol=0.4 mol,解得x=0.2,y=0.2,则①m(CO)=0.2 mol×28 g·mol-1=5.6 g;②混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。
课时作业 巩固提升
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1
对点训练
题组一 物质的量及其单位
1.下列叙述不正确的是( )
A.2 mol铁原子 B.1 mol Fe3+
C.0.5 mol氧 D.0.5 mol氮气
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C
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0.5 mol氧,未说明是指0.5 mol氧气还是0.5 mol氧原子,指代不明确,故C错误。
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2.下列叙述正确的是( )
A.摩尔是表示物质所含粒子数量以及物质质量的具有双重意义的单位
B.摩尔是国际单位制中7个基本物理量之一
C.含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol
D.2H既可以表示2个氢原子又可以表示2 mol氢原子
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C
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物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它表示含有一定数目粒子的集合体,其单位是摩尔,A、B项错误;1个H3PO4分子中含有4个O原子,即 1 mol H3PO4中含有4 mol O原子,含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol,C项正确;2H可以表示2个氢原子,但不能表示2 mol氢原子,2 mol 氢原子应表示为2 mol H,D项错误。
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3.下列关于物质的量的叙述不正确的是( )
A.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
B.物质的量是表示物质所含微观粒子多少的一个物理量
C.物质的量常用符号n表示,其单位是摩尔(mol)
D.物质的量可用来表示物质的质量和数量
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物质的量(n)是国际单位制中七个基本物理量之一,它表示含有一定数目粒子的集合体,其单位是摩尔(mol),可以表示数量,但不表示质量,A、B、C正确,D错误。
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4.下列关于物质的量的表述不正确的是( )
A.1.5 mol H2O和2.5 mol水
B.2 mol H2SO4和5 mol硫酸
C.1.2 mol H2和1.6 mol氢
D.10 mol Ne和12 mol氖原子
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C
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用摩尔表示物质的量时,要指明粒子的种类。1.6 mol 氢没有指明是氢分子还是氢原子,C错误。
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5.(双选)下列有关物质的量的说法正确的是( )
A.物质的量就是指物质的多少
B.原子、电子、中子等都可用物质的量来描述
C.1 mol液态水和1 mol冰所含有的水分子的物质的量不同
D.阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023
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BD
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物质的量是表示一定数目粒子的集合体的物理量,能表示物质的多少,本身意义为一定数目粒子构成的集合体的多少,A错误;物质的量可以描述微观粒子,B正确;物质的量与物质的状态无关,C错误;阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023,D正确。
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6.下列有关摩尔(mol)的叙述不正确的是( )
A.摩尔是一个单位,用于计量物质所含微观粒子的多少
B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物
C.可以说1 mol H2但不能说1 mol氢
D.摩尔是物质的粒子个数
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D
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摩尔是物质的量的单位,是一定数目粒子的集合体,用于计量物质所含粒子的多少,A正确;将NA个粒子看成一个整体,即为1 mol,该整体可以是纯净物,也可以是混合物,B正确;用摩尔来表述物质时,应指代明确,故不能说是1 mol氢,C正确;摩尔是粒子的集合体,不是粒子的个数,如2 mol H2指NA个H2组成的集合体有2个,D错误。
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7.下列关于物质的量的表述不正确的是( )
① 1 mol H2 ②2 mol O ③1.5 mol Mg2+ ④10 mol OH- ⑤1.2 mol 氯 ⑥3.3 mol 氮气 ⑦2 mol 电子 ⑧3 mol 氢气和氧气的混合气体
A.②和⑤ B.⑤和⑥
C.⑥和⑧ D.只有⑤
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用摩尔表示物质的量时,要指明粒子的种类。1.2 mol 氯没有指明是氯分子、氯原子,还是氯离子,D项符合题意。
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题组二 摩尔质量
8.下列说法正确的是( )
A.硫酸的摩尔质量是98 g
B.2 mol OH-的质量是34 g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.1 mol N2的质量是14 g
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B
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硫酸的摩尔质量是98 g·mol-1,故A错误;铁原子的摩尔质量以g·mol-1为单位,数值上等于铁原子的相对原子质量,故C错误;1 mol N2的质量m(N2)=n×M=1 mol×28 g·mol-1=28 g,故D错误。
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9.40.5 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
( )
A.135 g B.135 g·mol-1
C.64 g D.64 g·mol-1
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D
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含0.6 mol氯离子的RCl2的物质的量为×0.6 mol=0.3 mol,金属氯化物RCl2的摩尔质量为=135 g·mol-1,金属R的摩尔质量为(135-35.5×2) g·mol-1=64 g·mol-1,D项正确。
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10.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
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D
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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,故答案为D。
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题组三 与有关的综合计算
11.下列各物质中含氧原子个数最多的是( )
A.3.01×1023个SO2 B.0.2NA个SO3
C.0.15 mol H2SO4 D.0.1 mol CuSO4
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A
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选项A,3.01×1023个SO2含氧原子的个数为3.01×1023×2=6.02×1023;选项B,0.2NA个SO3含氧原子的个数为0.2×6.02×1023×3=3.612×1023;选项C,0.15 mol H2SO4含氧原子的个数为0.15×6.02×1023×4=3.612×1023;选项D,0.1 mol CuSO4含氧原子的个数为0.1×6.02×1023×4=2.408×1023。
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12.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol钠原子变成钠离子时,失去的电子数为0.2NA
B.0.2NA个硫酸分子与0.2 mol磷酸含有相同的氧原子数
C.1 mol氧气和臭氧的混合气体中含有的氧原子数目为2.5NA
D.NA个氧分子与NA个氖分子所含原子的物质的量之比为1∶1
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B
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0.1 mol钠原子变成钠离子时,失去电子的物质的量=0.1 mol×1=0.1 mol,失去的电子数为0.1NA,A错误;硫酸与磷酸分子中都有4个氧原子,它们的物质的量相同,含有的氧原子数相同,B正确;氧气和臭氧分子中含有的氧原子数不同,混合气体中二者的含量不同,无法计算混合气体中所含氧原子的数目,C错误;NA个氧分子(O2)与NA个氖分子(Ne)的物质的量相同,二者所含原子的物质的量之比为2∶1,D错误。
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13.已知a mol H2和b mol H2O中所含的原子个数相等,则a∶b的值为( )
A.1∶1 B.1∶3
C.3∶2 D.任意比
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C
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本题主要考查了“物质的量”的简单计算。根据H2和H2O中所含的原子个数相等,a mol×2=b mol×3,则a∶b=3∶2,C符合题意。
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14.1 g 氮气含a个分子,则阿伏加德罗常数可表示为( )
A. mol-1 B.a mol-1
C.28a mol-1 D. mol-1
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C
1 g N2含a个分子,则×NA=a,解得NA=28a mol-1。
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15.下列数量的各物质中,含分子个数最多的是( )
A.1 mol HCl B.3.01×1023个氧分子
C.22 g CO2 D.0.5 g H2
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A
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A.1 mol HCl含NA个分子;B.含3.01×1023个O2的物质的量为0.5 mol,氧分子数为0.5NA;C.22 g CO2的物质的量为=0.5 mol,分子数为0.5NA;D.0.5 g H2的物质的量为=0.25 mol,分子数为0.25NA。所以含分子个数最多的是1 mol HCl,即A项符合题意。
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16.两种大气污染物NO2和SO2在一定条件下可以发生反应:NO2+SO2===
NO+SO3,在体积为V L的密闭容器中通入3 mol NO2和5 mol SO2,反应后容器内氮原子和氧原子个数之比为 ( )
A.
C.
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C
化学反应前后原子种类和原子个数不变,N(N)∶N(O)= n(N)∶n(O)=
n(NO2)∶[2n(NO2)+2n(SO2)]=3∶(3×2+5×2)=3∶16,C项正确。
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综合强化
17.科学家发现了某种元素的一个原子,其质量是a g,一个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.该原子的摩尔质量是aNA g·mol-1
B.W g该原子的物质的量是 mol
C.W g该原子中含有个该原子
D.由已知信息可得NA=
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C
摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是g·mol-1,一个原子的质量是a g,则 1 mol 原子的质量即NA个原子的质量为aNA g,所以该原子的摩尔质量应为aNA g·mol-1,A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,B正确;由题意可知,一个该原子的质量为a g,故W g该原子的数目为,C错误;12C原子的摩尔质量为
12 g·mol-1,一个12C原子的质量为b g,故NAb=12,所以NA=,D正确。
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18.(1)等质量的CO和CO2,物质的量之比为 ;氧原子个数之比为 。
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11∶7
11∶14
(1)由公式n=可知,质量相等时,物质的量与摩尔质量成反比,故等质量的CO和CO2,物质的量之比为44∶28=11∶7,氧原子个数比为(11×1)∶(7×2)=11∶14。
(2)1.5 mol H2SO4的质量是 g,其中含有 mol H,
含有 g氧原子。
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147
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96
(2)硫酸的摩尔质量为98 g·mol-1,所以1.5 mol H2SO4的质量是147 g,其中含有3 mol H,含有6 mol 的氧原子,即96 g氧原子。
(3)9.03×1023个氨分子含 mol NH3, mol氢原子。
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1.5
4.5
(3)根据n=,可知9.03×1023个氨分子含1.5 mol NH3,所以含4.5 mol 氢原子。
19.有五种物质:①6 g 氢气;②0.5 mol 二氧化碳;③1.204×1024个氯化氢分子;④147 g硫酸;⑤92 g乙醇(C2H5OH)。回答下列问题:
(1)物质的量最大的是 (填序号,下同)。
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①
首先“见量化摩”,以物质的量为核心再进行转换。①n(H2)==3 mol;②n(CO2)=0.5 mol;③n(HCl)= mol=2 mol;④n(H2SO4)==1.5 mol;⑤n(C2H5OH)==2 mol。由分析可知,(1)物质的量最大的是①。
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(2)所含分子数最多的是 。
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①
(2)所含分子数最多的是①。
(3)所含原子个数最多的是 。
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⑤
(3)①~⑤物质中所含原子的物质的量分别为6 mol、1.5 mol、4 mol、
10.5 mol、18 mol,所含原子个数最多的是⑤。
(4)质量最大的是 。
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④
(4)①~⑤物质的质量分别为6 g、22 g、73 g、147 g、92 g,质量最大的是④。
20.已知12.4 g Na2R中含有Na+ 0.4 mol。
(1)Na2R的摩尔质量为 。
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62 g·mol-1
(1)因为Na+的物质的量为0.4 mol,则Na2R的物质的量为0.2 mol,其摩尔质量为=62 g·mol-1。
(2)R的相对原子质量为 。
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16
(2)R的摩尔质量为62 g·mol-1-2×23 g·mol-1=16 g·mol-1,则R的相对原子质量为16。
(3)若Na2R中含R的质量为1.6 g,则Na2R的物质的量为 。
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0.1 mol
(3)1.6 g R的物质的量n(R)==0.1 mol,n(Na2R)=n(R)=0.1 mol。
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