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第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
(建议用时:15分钟)
1.物质的量(n)是用阿伏加德罗常数(NA)作为标准来衡量微粒集体所含微粒数(N)多少的物理量。其关系式为__________;其中n的单位是________,简称________,符号为________;国际计量大会规定,1 mol包含6.02214076×1023个基本单元(__________等微观粒子或它们的组合)。6.02214076×1023 mol-1这一常数被称为阿伏加德罗常数,其符号为NA。实验表明,阿伏加德罗常数个12C原子的质量约为________ kg。通常,阿伏加德罗常数可以近似表示为____________________。
答案 n= 摩尔 摩 mol 原子、分子或离子 0.012 6.02×1023 mol-1
2.摩尔质量(M)是单位物质的量的物质所具有的质量(m),其单位为________;其表达式为________;其中,1 mol任何物质的质量,以克为单位时,在数值上都等于它的______________________。
答案 g·mol-1 M= 相对原子质量或相对分子质量
1.下列关于物质的量的理解不正确的是( )
A.物质的量能表示物质所含微粒的多少
B.物质的量是国际单位制中基本物理量之一
C.物质的量是物质的质量
D.物质的量的符号为n
答案 C
解析 “物质的量”是一个不能拆分的化学名称,不是物质的质量,C错误。
2.下列对于“摩尔”的理解正确的是( )
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔可以把物质的宏观量与微观粒子的数量联系起来
C.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
D.0.012 kg碳原子中所含的碳原子为1摩尔
答案 C
解析 物质的量是一种物理量,摩尔是物质的量的单位,A错误;物质的量是连接物质的宏观量与微观粒子的数量的桥梁,摩尔是物质的量的单位,B错误;物质的量是含有一定数目粒子的集合体,单位是摩尔,简称摩,符号为mol,C正确;未指明碳原子为12C,D错误。
3.下列说法中正确的是( )
A.1 mol氢约含有阿伏加德罗常数个氢
B.1 mol CaCl2含有1 mol Cl-
C.1 mol电子约含有6.02×1023个电子
D.1 mol H2O含有1 mol H2和1 mol O
答案 C
解析 氢可以为氢分子、氢原子,所以指代不明确,A错误;1 mol CaCl2含有2 mol Cl-,B错误;1 mol H2O含有2 mol H和1 mol O,不含H2,D错误。
4.下列说法正确的是( )
A.摩尔质量就等于物质的相对分子质量或相对原子质量
B.摩尔质量就是物质相对分子质量的6.02×1023倍
C.HNO3的摩尔质量是63 g
D.硫酸和磷酸(H3PO4)的摩尔质量相等,都是98 g·mol-1
答案 D
解析 摩尔质量的单位是g·mol-1,相对分子质量或相对原子质量单位为1,摩尔质量(单位为g·mol-1时)在数值上等于相对分子质量或相对原子质量,A、B错误;HNO3的摩尔质量为63 g·mol-1,C错误。
5.下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)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中含有的氧分子数为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 0.5 mol H2O中含有1.5 mol原子,故含有的原子数约为9.03×1023,B错误。
6.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,它燃烧产生的巨大能量可推动航天运载火箭发射升空。下列叙述正确的是( )
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偏二甲肼中含有NA个偏二甲肼分子
答案 B
解析 摩尔质量的单位应为g·mol-1,A错误;6.02×1023个偏二甲肼分子的物质的量约为1 mol,质量约为60 g,B正确;质量的单位应为g,C错误;6 g C2H8N2的物质的量为=0.1 mol,含有C2H8N2分子数目应为0.1NA,D错误。
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列对“摩尔(mol)”的描述不正确的是( )
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.摩尔是物质的微粒个数
答案 D
解析 摩尔是物质的量的单位,用于计量物质所含微观粒子的多少,A正确,D错误;摩尔既能用来计量纯净物,如1 mol氧气,又能用来计量混合物,如1 mol氯气和氮气的混合物,B正确;“1 mol氢”没有指出具体的微粒是什么,所以这种说法不对,而“1 mol H2”指的是1 mol H2分子,指明了具体微粒,C正确。
[名师答疑] 有关基本概念易错点
(1)摩尔是物质的量的单位,使用时,必须指定化学式或指明微粒的种类,一般用“数量+单位+粒子符号”来表示具体粒子的物质的量。如“1 mol H”不能描述为“1 mol氢”等。
(2)阿伏加德罗常数有单位,单位为mol-1,不能仅写数值6.02×1023。
(3)摩尔质量与温度、压强、物质的量、质量无关。
2.下列叙述不正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.阿伏加德罗常数是指1 mol物质中所含有的原子数
B.微粒的数目与物质的量成正比
C.0.012 kg 12C中所含碳原子数为阿伏加德罗常数的值
D.1 mol O2中的分子数为NA,而原子数为2NA
答案 A
解析 A项,阿伏加德罗常数是指1 mol物质中含有的粒子数。B项,微粒数目与物质的量成正比。C项,0.012 kg 12C中约含6.02×1023个碳原子,其数值与阿伏加德罗常数的值相等。D项,每个O2分子由2个氧原子构成,1 mol O2中含2 mol氧原子。
3.下列关于摩尔质量的说法正确的是( )
A.水的摩尔质量是18 g
B.2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍
C.任何物质的摩尔质量都等于它的相对原子质量或相对分子质量
D.水的摩尔质量是氢气的摩尔质量的9倍
答案 D
解析 水的摩尔质量是18 g·mol-1,故A错误;摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,对指定物质来说,其摩尔质量是恒定的,故B错误;任何物质的摩尔质量(以g/mol为单位时)在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量,但单位不同,故C错误;水的摩尔质量是18 g·mol-1,氢气的摩尔质量是2 g·mol-1,故水的摩尔质量是氢气的摩尔质量的9倍,D正确。
4.下列叙述错误的是( )
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.1 mol Ne中含有6.02×1024个电子
C.1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O
D.1 mol H2O中含有3 mol原子
答案 A
解析 物质并不都是由分子构成的,有些物质是由离子或原子构成的,A错误;1个氖原子核外有10个电子,则1 mol Ne含有10×6.02×1023个电子,B正确;1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子,共含有3 mol原子,C、D正确。
5.1 mol SO2和1 mol SO3具有相同的( )
①分子数 ②原子数 ③S原子数 ④O原子数
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
答案 B
解析 1 mol SO2和1 mol SO3所含分子数均为NA,1 mol SO2中含有1 mol S原子和2 mol O原子,共3 mol原子;1 mol SO3中含有1 mol S原子和3 mol O原子,共4 mol原子。
6.下列各物质所含原子个数由多到少的排列顺序为( )
①0.5 mol NH3 ②4 g 氦气 ③4 ℃时9 mL水 ④0.2 mol H3PO4
A.①④③② B.④③②①
C.②③④① D.①④②③
答案 A
解析 ①一个NH3分子中含有4个原子,0.5 mol NH3中含有原子的物质的量为0.5 mol×4=2 mol;②氦气是单原子分子,故4 g氦气中所含氦原子的物质的量为1 mol;③4 ℃时9 mL水的质量为9 mL×1 g/mL=9 g,其物质的量为=0.5 mol,一个H2O分子中含有3个原子,故4 ℃时9 mL水中含有原子的物质的量为0.5 mol×3=1.5 mol;④一个H3PO4分子中含有8个原子,故0.2 mol H3PO4中含有原子的物质的量为0.2 mol×8=1.6 mol。故所含原子数目由多到少的排列顺序为①④③②,A正确。
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 =0.25 mol,则M==32 g·mol-1,D正确。
8.a mol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可以表示为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 设NA为阿伏加德罗常数的值,结合题中信息,可得4a×NA=b,解得NA=。
9.下列叙述正确的是( )
A.一氧化碳的摩尔质量为28 g
B.0.5 mol OH-的质量为8.5 g
C.镁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
答案 B
解析 一氧化碳的摩尔质量为28 g·mol-1,A错误;OH-的摩尔质量为17 g·mol-1,0.5 mol OH-的质量为8.5 g,B正确;镁原子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于它的相对原子质量,C错误;一个钠原子的质量等于 g,D错误。
10.对于相同质量的CO和CO2,下列关系正确的是( )
A.所含氧原子的个数之比为1∶2
B.所含碳元素的质量之比为7∶11
C.所含氧元素的质量之比为14∶11
D.所含原子的个数之比为22∶21
答案 D
解析 设CO和CO2的质量均为m g,则二者的物质的量之比为∶=11∶7。A项,所含氧原子数之比为(11×1)∶(7×2)=11∶14。B项,所含碳元素的质量之比为11∶7。C项,所含氧元素的质量之比为(11×1)∶(7×2)=11∶14。D项,所含原子个数比为∶=22∶21。
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1NA
B.18 g水中含有0.1NA个水分子
C.1 mol N2所含的电子数目为NA
D.17 g氨气所含电子数目为10NA
答案 D
解析 2.4 g镁的物质的量为0.1 mol,0.1 mol镁变成镁离子失去0.2 mol电子,故失去的电子数目为0.2NA,A错误;18 g水的物质的量为1 mol,故含水分子的数目为NA,B错误;一个N2分子含14个电子,故1 mol N2所含电子的数目为14NA,C错误。
12.科学家发现了某种元素的原子,其质量是a g,12C原子的质量是b g,NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.该原子的相对原子质量是aNA
B.w g该原子的物质的量为 mol
C.w g该原子中含有NA个原子
D.该原子的相对原子质量为
答案 C
解析 由题意可知,该原子的质量为a g,故w g该原子的数目为,C错误。
二、非选择题
13.根据国际单位制及物质的量回答下列问题:
(1)下列物质不能用摩尔做单位的是________。
A.NaCl B.Na2CO3
C.NaOH D.小米
(2)下列关于“物质的量”及其单位“摩尔”的理解中正确的是________。
A.物质的量是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.物质的量既可以衡量微观粒子的数量,也可以衡量宏观物质
D.0.012 kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩
(3)下列属于物理量的是________。
A.千克 B.物质的量
C.电流 D.秒
(4)请你列举三种能够用物质的量来衡量的微粒:________________________ ________________________________________________。
答案 (1)D (2)AB (3)BC
(4)原子、分子、离子、电子、中子、质子等(三个即可)
解析 (2)物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,其单位是摩尔(mol)。物质的量描述的是微观物质。0.012 kg 12C所含有的碳原子数目约为6.02×1023。
(3)应用物理量时要注意物理量与其单位的区别,千克是质量这个物理量的单位,物质的量的单位是摩尔,电流的单位是安培,秒是时间这个物理量的单位。
14.(1)________mol CO2分子中含有氧原子数与1.806×1024个H2O分子含有的氧原子数相同。
(2)0.3 mol NH3分子中所含质子数与________g H2O分子中所含质子数相等。
(3)18.6 g (NH4)2SO4·xH2O中含有1.204×1023个NH,该物质的物质的量为________,该物质的摩尔质量是________,x的值是________。
(4)8.4 g N2与9.6 g某单质Rx所含原子个数相同,且分子数之比为3∶2,则R的相对原
子质量是________,x值为________。
答案 (1)1.5 (2)5.4 (3)0.1 mol 186 g·mol-1 3 (4)16 3
解析 (1)1.806×1024个H2O分子的物质的量为3 mol,分子中含有3 mol氧原子,故1.5 mol CO2分子中含有氧原子数与1.806×1024个H2O分子含有的氧原子数相同。
(2)由于1个NH3分子和1个H2O分子所含质子数均为10,则0.3 mol H2O分子与0.3 mol NH3分子所含质子数相等,其质量为18 g·mol-1×0.3 mol=5.4 g。
(3)1.204×1023个NH的物质的量为0.2 mol,则18.6 g (NH4)2SO4·xH2O的物质的量为0.1 mol,其摩尔质量为=186 g·mol-1,(NH4)2SO4·xH2O的相对分子质量为186,故x==3。
(4)8.4 g N2的物质的量为=0.3 mol,8.4 g N2与9.6 g Rx的分子数之比为3∶2,则9.6 g Rx的物质的量为0.2 mol,故Rx的摩尔质量为=48 g·mol-1,二者所含原子个数相同,则0.3 mol×2=0.2 mol×x,解得x=3,R3的相对分子质量为48,故R的相对原子质量为16。
[名师答疑]
解答有关NA的计算时,首先应用公式N=n·NA或N=NA求出已知微粒(物质组成的基本微粒:如硫酸:H2SO4,水:H2O)的数,然后确认已知微粒与待求微粒的数量关系(如:1个H2SO4分子含有4个氧原子或7个原子),再来计算待求微粒的数目。
15.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(填序号):
(1)物质的量最大的是________。
(2)所含分子数最多的是________。
(3)含有原子个数最多的是________。
(4)质量最大的是________。
答案 (1)① (2)① (3)⑤ (4)④
解析 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)=2 mol;④n(H2SO4)=1.5 mol;⑤n(C2H5OH)=2 mol。物质的量最大的是①,所含分子数最多的是①。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。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。
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