内容正文:
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 物质的量的单位——摩尔
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
1
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知识点一
01
知识点二
02
随堂演练 知识落实
03
课时作业 知能达标
04
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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知识点一 物质的量及其单位——摩尔
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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含有一定数目粒子的集合体
n
摩尔
mol
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6.02×1023
mol
分子
原子
离子
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NA
mol-1
6.02×1023 mol -1
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知识点二 摩尔质量
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g·mol-1
相对分子
质量或相对原子质量
M
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随堂演练 知识落实
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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
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[素养目标]
1.了解物质的量及其单位、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义与应用,并能从宏观和微观结合的视角分析解决问题,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.能从物质的量的角度认识物质的组成及变化,建立物质的量、物质的质量和微观粒子数之间计算的思维模型,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
1.概念
物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一。它表示____________________________,符号为______。其单位为________,简称摩,符号为______。
2.单位——摩尔
3.阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是______,单位是__________。NA=____________________。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:__________。
n=eq \f(N,NA)
1.(1)1 mol任何物质含有的粒子数是否相等?含有的分子数都约为6.02×1023个吗?
提示:相等,不一定。1 mol任何物质含有的粒子数相等。但并不是所有物质都含分子,如铁、铜、氯化钠等不含分子。
(2)1 mol任何物质含有的原子数是否相等?
提示:不一定。如1 mol 12C含有原子数为6.02×1023,1 mol H2O含有原子数为3×6.02×1023=1.806×1024。
(3)1 mol氢、1 mol H、1 mol H+、1 mol H2的表示是否正确?含义是否相同?
提示:“1 mol氢”的表示错误。1 mol H、1 mol H+、1 mol H2分别表示1 mol氢原子,1 mol氢离子、1 mol氢分子,含义不同。
2.通过下图可进一步认识水的组成,请完成图中空格。
提示:1.204×1024 6.02×1023 2 mol 1 mol
使用物质的量和阿伏加德罗常数时的注意事项
1.使用摩尔时,必须指明微粒的种类。如1 mol H2中含有2 mol H,含1 mol H的H2的物质的量为0.5 mol。其标准的写法是数字+mol+化学式,例如2 mol HCl即表示2 mol的氯化氢分子。
2.“物质的量”是一个专有名词。不能拆解,更不能理解成物质的质量。
1.下列说法正确的是( )
A.物质的量是物质粒子的数量的简称
B.摩尔是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1 mol H2中含2 mol电子
解析 物质的量是一个专有名词,是用来描述微观粒子数量的物理量,而不是物质的数量或质量,A错误;摩尔是物质的量的单位,不是物理量,物质的量是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量,B错误;含有6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1摩尔,如含6.02×1023个O原子的O2的物质的量为0.5 mol,C错误;每个H2分子中含有2个电子,故6.02×1023个H2分子中含有2×6.02×1023个电子,即1 mol H2中含有2 mol电子,D正确。
答案 D
2.下列说法不正确的是( )
A.6.02×1023个钠离子的物质的量约为1 mol
B.1 mol氧约含6.02×1023个氧分子
C.1 mol氯化钙中含3 mol离子
D.1 mol H+中含有的氢离子数为NA
解析 6.02×1023个钠离子的物质的量n=eq \f(N,NA)=eq \f(6.02×1023,6.02×1023/mol)= 1 mol,A正确;1 mol氧中氧指代不明,因此无法计算所含的氧分子数,B错误;1 mol CaCl2中含有1 mol Ca2+和2 mol Cl-,共3 mol离子,C正确;1 mol H+中含有的氢离子数N=nNA=NA个,D正确。
答案 B
3.已知0.25 mol甲烷中所含原子数为a,阿伏加德罗常数可表示为( )
A.eq \f(a,5) mol-1
B.4a mol-1
C.a mol-1
D.eq \f(4,5)a mol-1
解析 0.25 mol甲烷中含有的分子数为eq \f(a,5),根据粒子的数目与物质的量成正比可知1 mol甲烷中含有的分子数为eq \f(4,5)a,即阿伏加德罗常数为eq \f(4,5)a mol-1。
答案 D
M=eq \f(m,n)
1.下列表格中列举了几种物质对应的物理量:
粒子
符号
物质的量
(mol)
所含微粒数
(N)
每个微粒的
质量(g)
质量
(g)
相对原子质量或相对分子质量
12C
1
6.02×1023
1.993×10-23
12
12
O
1
6.02×1023
2.657×10-23
16
16
Fe
1
6.02×1023
9.302×10-23
56
56
Cu
1
6.02×1023
1.063×10-22
64
64
H2O
1
6.02×1023
2.990×10-23
18
18
回答下列问题:
(1)1 mol不同物质的质量是否相等?数值上与相对分子质量或相对原子质量是什么关系?
提示:不相等。相等,1 mol不同物质的质量以g为单位时在数值上等于其相对分子(原子)质量。
(2)阴、阳离子的摩尔质量在数值上也等于其相对原子质量,对吗?
提示:阴、阳离子摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值上等于其相对原子质量。
(3)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍吗?为什么?
提示:不是。物质的分子组成确定,其摩尔质量就是个确定的值。
(4)微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量,这种说法对吗?为什么?
提示:不对。摩尔质量的单位是g·mol-1,物质的质量单位是g,二者的意义不同。
2.长征二号系列火箭采用最常见的液体推进剂,主要成分为偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)。偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。
(1)偏二甲肼的摩尔质量是________。
提示:60 g·mol-1
(2)6 g偏二甲肼含有偏二甲肼分子数是________。
提示:0.1NA 偏二甲肼的物质的量为6 g÷60 g·mol-1=0.1 mol,含有的分子数为0.1NA
(3)6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为___________________。
提示:60 g 6.02×1023个偏二甲肼约为1 mol,其质量约为60 g
1.摩尔质量——“四性”
(1)等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,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,不随物质的量的多少而改变。
(3)近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以 g·mol-1为单位时,其数值近似等于该离子对应原子的相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
(4)混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1 mol该混合物的质量在数值上等于该混合物的平均摩尔质量。
2.有关粒子数、物质的量及质量之间的计算
1.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.一个钠原子的质量等于eq \f(23,6.02×1023) g
解析 A项中质量的单位为“g”;B项单位应为“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;D正确。
答案 D
2.(2023·贵阳模拟)4.4 g CO2的物质的量为( )
A.0.1 mol
B.0.2 mol
C.0.3 mol
D.0.4 mol
解析 已知CO2的质量为4.4 g,
故n(CO2)=eq \f(mCO2,MCO2)=eq \f(4.4 g,44 g·mol-1)=0.1 mol。
答案 A
3.(2023·牡丹江二中高一期中)某金属氯化物MCl2 40.5 g,含有0.6 mol Cl-,则金属M的摩尔质量为( )
A.135 g·mol-1
B.24 g·mol-1
C.56 g·mol-1
D.64 g·mol-1
解析 金属M的摩尔质量为eq \f(40.5 g-0.6 mol×35.5 g·mol-1,0.6 mol×\f(1,2))
=64 g·mol-1,D正确;故选D。
答案 D
4.(1)双氢青蒿素的化学式为C15H24O5,相对分子质量为284,则双氢青蒿素的摩尔质量为____________________________。
(2)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为________________。
(3)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为____________。
(4)1个12C的质量是a kg,1个Na的质量是b kg,Na的摩尔质量是________________。
解析 (1)双氢青蒿素的摩尔质量在以g/mol为单位时,数值上等于其相对分子质量,故双氢青蒿素的摩尔质量为284 g/mol。(2)1 mol Na2R中含有Na+ 2 mol,R2- 1 mol,故含有0.4 mol Na+的Na2R的物质的量应为0.2 mol。那么M(Na2R)=eq \f(m,n)=eq \f(12.4 g,0.2 mol)=62 g·mol-1。(3)根据质量守恒定律m(C)=16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)=eq \f(4.24 g,0.04 mol)=106 g·mol-1。
(4)一个原子的实际质量与12C的质量eq \f(1,12)相比所得的数值是相对原子质量,因此钠的相对原子质量是b kg÷(a kg/12)=eq \f(12b,a),而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,故Na的摩尔质量是eq \f(12b,a) g·mol-1。
答案 (1)284 g·mol-1 (2)62 g·mol-1
(3)106 g·mol-1 (4)eq \f(12b,a) g·mol-1
摩尔质量的计算方法
(1)已知任意状态物质的质量时:M=eq \f(m,n)(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=eq \f(m分子,m12C)×12 g·mol-1。
1.下列对于“摩尔”理解正确的是( )
A.1 mol任何物质所含有的原子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把宏观物质的数量与微观粒子的数量联系起来
D.32 g O2和32 g O3中所含氧原子的个数比是2∶3
解析 不同物质的粒子中所含有的原子个数不一定相同,故1 mol任何物质所含有的原子数不一定相同,A错误;物质的量是一个物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量,物质的量可以把宏观物质的计量与微观粒子的计量联系起来,C错误;32 g O2与32 g O3所含氧原子的个数比是1∶1,D错误。
答案 B
2.(2024·河北承德高一检测)科学家制得了极具理论研究意义的N4分子,N4分子的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型化合物
B.N4与N2的摩尔质量相等
C.等质量的N4与N2所含原子的个数比为1∶1
D.等质量的N4与N2所含分子的个数比为2∶1
解析 N4属于单质,A错误;N4与N2的摩尔质量分别为56 g·mol-1和28 g·mol-1,B错误;等质量的N4与N2的物质的量之比为1∶2,所含分子的个数比为1∶2,所含原子的个数比为1∶1,C正确,D错误。
答案 C
3.比较1 mol氧气和1 mol一氧化碳,下列说法正确的是( )
A.质量相同
B.分子总数相同
C.原子总数不同
D.氧原子总数相同
解析 氧气和一氧化碳的物质的量相同时:它们含有的分子总数相同;二者都是双原子分子,它们含有的原子总数也相同,但含有的氧原子总数不相同;二者的摩尔质量不同,它们的质量不相同。
答案 B
4.(2023·青岛十七中高一月考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1 mol NH3和NA个NH3分子的质量相等
B.NA个CH4分子和NA个NH3的质子数不相等
C.NA个O2和NA个SO2的质量比为1∶2
D.质量分别为48 g的O2、O3中都含有3NA个氧原子
解析 CH4、NH3分子中都含有10个质子,NA个CH4分子和NA个NH3的分子数目相同,则二者所含的质子数也相等,B错误;故选B。
答案 B
5.请回答下列问题:
(1)等质量的O2和O3所含分子数之比为____,原子个数比为________。
(2)①已知NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为________。
②1.28 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________。
③NA为阿伏加德罗常数的值,已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为________。
④NA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________。
解析 (1)n(O2)∶n(O3)=eq \f(m,32)∶eq \f(m,48)=3∶2,则分子数之比为3∶2;N1(O)∶N2(O)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,32)×2))∶eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,48)×3))=1∶1。(2)依据摩尔质量的定义式M=eq \f(m,n),结合物质的量(n)与NA的关系即可列出相关表达式,不要忘记单位。
答案 (1)3∶2 1∶1
(2)①17 g·mol-1 ②64 g·mol-1 ③bNA g·mol-1 ④eq \f(aNA,b) g·mol-1
$$