内容正文:
第03讲 物质的量 摩尔质量
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 物质的量及其单位
1.物质的量
(1)概念:物质的量是一个基本物理量,通过它可以把物质的________(如质量、体积)与原子、分子或离子等________的数量联系起来。
(2)单位:________,简称:________。
(3)符号:________。
2.摩尔——物质的量的单位
(1)标准:国际计量大会规定,1mol包含约6.02214076×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。
(2)符号:________。
(3)计量对象:分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等所有微观粒子。
3.阿伏加德罗常数
4.物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数(N)的关系n=________。
知识点2 摩尔质量
1.概念:单位________的物质所具有的质量
(1)符号:________
(2)单位:________________
【课堂导引】根据下表数据,你可以得到什么结论?
1mol不同物质的质量
化学式
相对原子(分子)质量
质量
Fe
56
56g
NaCl
58.5
58.5g
H2O
18
18g
C2H5OH
46
46g
H2
2
2g
O3
48
48g
CO
28
28g
3.摩尔质量的计算
(1)经验判断:摩尔质量以________为单位时,在数值上等于该微粒的______________(______________)
(2)微观计算:M=n×NA
(3)宏观计算:物质的量、质量和摩尔质量之间的关系n=________
教材习题01(P19)
1. 请根据物质的量的相关概念及计算公式,完成下列各题。
(1)1 mol H2O 含有 个水分子;1.204×1024 个水分子的物质的量为 mol。
(2)1 mol O 含有 个电子。
(3)2 mol H+ 含有个 H+ 。
(4)1.806×1024个电子的物质的量为 mol
解题方法
(1)用N=n·NA算1mol H₂O分子数,用n=N/NA求1.204×10²⁴个水分子的物质的量。
(2)先知1个O原子含8个电子,再用N=n·8·NA计算。
(3)直接用N=n·NA求2mol H⁺的个数。
(4)通过n=N/NA求1.806×10²⁴个电子的物质的量。
【答案】
教材习题04(1)(2)(P19)
6. 咖啡含有咖啡因(化学式为 C8H10N4O2)。如果一杯咖啡含有 0.194 g 咖啡因,这杯咖啡含有多少个咖啡因分子?
解题方法
计算咖啡因的摩尔质量(M):
C₈H₁₀N₄O₂的摩尔质量 = (12×8 + 1×10 + 14×4 + 16×2) g/mol = 194 g/mol。
由质量(m)求物质的量(n):
n = m / M = 0.194 g / 194 g/mol = 0.001 mol。
计算分子数(N):
N = n × Nₐ = 0.001 mol × 6.02×10²³ mol⁻¹ = 6.02×1020 个。
【答案】
考点一 物质的量的基本概念
1.下列化学用语陈述不正确的是( )
A.0.1molAl B.0.5molK2CO3 C.0.2mol小米 D.1mol氧
【思维拓展】物质的量——“四化”
对物质的量概念从“专有化、微观化、具体化、集体化”四个特性进行的解析:
专有化:强调“物质的量”是规范化学术语,是不可拆分、增减字词的整体表述,维护概念的准确性与专业性 。
微观化:明确其适用对象为微观粒子(分子、原子、离子、电子等)及特定组合(如NaCl),因宏观物质(如大米 )无法用其量化,体现研究范畴的微观指向。
具体化:要求表述时必须指明微粒种类(如1molO、2molO₂ ),避免“1mol氧”这类模糊表述,保证指代清晰。
集体化:说明物质的量可描述微粒组合或集合体(如1molNaCl ),体现对微观粒子集合的量化能力,适配化学中多样的微粒存在形式。
这些特性帮助准确理解和规范运用“物质的量”,搭建宏观与微观研究的桥梁。
考点二:摩尔质量的概念及计算
2.下列叙述中正确的是( )。
A.硫酸的摩尔质量是98g
B.1molMg的质量在数值上等于镁的摩尔质量
C.Fe2+与Fe3+的摩尔质量不相同
D.铁的摩尔质量就是铁原子的相对原子质量
3.下列叙述中正确的是( )。
A. 水的摩尔质量是18 B. 1mol 氮气的质量在数值上等于氮气的摩尔质量
C. 与的摩尔质量不相同 D. 碳的摩尔质量就是碳原子的相对原子质量
4.金属氯化物 40.5g,含有0.6mol ,则金属M的摩尔质量为
A.135 B.24 C.56 D.64
5.20g A物质和14g B物质恰好完全反应,生成8.8g C物质、3.6g D物质和0.2mol E物质,则E物质的摩尔质量为
A.100 g·mol-1 B.108 g·mol-1 C.55 g·mol-1 D.96 g·mol-1
6.2015年10月,屠呦呦因发现青蒿素治疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素的分子式为C15H22O5,相对分子质量是282。下面关于青蒿素的说法正确的是
A.C15H22O5的摩尔质量为282g
B.1个C15H22O5分子的质量约为g
C.1molC15H22O5完全燃烧生成22molH2O
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为1mol
【思维拓展】摩尔质量的特点及其计算
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)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,其数值近似等于相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23g·mol-1。
(3)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多少而改变。
(4)混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
2.求物质摩尔质量的几种方法
(1)根据基本公式计算:M=。
(2)根据摩尔质量的概念计算:M=m×NA(m为1个原子的质量)。
(3)根据原子量的定义计算:Ar(X)=,M(X)=Ar(X)g·mol-1。
考点三:物质的量、微粒个数、质量之间的换算关系
7.每年10月23日上午6:02到下午6:02被誉为“摩尔日”(Mole Day),这个时间的美式写法为6:02/10/23,外观与阿伏加德罗常数的值相似。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.的原子数为
B.与所含电子数相等
C.个分子与个分子的原子数之比是
D.中含有的个数为
8.设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.中含有和 B.的质量是
C.和所含分子数相等 D.等物质的量的中所含分子数一样多
【思维拓展】质量、物质的量与微粒数之间的关系
1.n=
(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项可求第三项。
(2)求N时,概念性问题用NA,数字性问题近似用6.02×1023mol-1。
(3)N与n成正比,比较微粒数多少时只判断n的大小即可。
2.n=:m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。
3.=:
(1)N、NA、m、M四个量中,已知任意三项可求第四项。
(2)该等式中一般NA、M为已知,则N与m可互求。
知识导图记忆
知识目标复核
1. 深入理解物质的量的概念及其单位摩尔的科学定义与应用场景。
2. 精准掌握阿伏加德罗常数的数值、单位及微观粒子计数中的桥梁作用。
3. 全面厘清摩尔质量的概念内涵、单位换算及与相对分子质量的关联计算。
4. 熟练构建以物质的量为核心的知识网络,掌握质量与微粒数的转化计算方法。
一、选择题
1.下列说法中错误的是
A. B.1mol C.0.5mol氧 D.3mol质子
2.甲醛(HCHO)是室内污染物之一。光催化氧化HCHO为CO2和H2O的示意图如图所示。下列说法正确的是
A.1 mol O2含有12 mol电子 B.1 mol HCHO的质量为30 g
C.1 mol CO2含有2 mol原子 D.1 mol H2O含有1 mol H2分子
3.用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中所含电子数为
B.所含质子数为
C.参与的反应中,作氧化剂时得到的电子数一定是
D.含2molHCl的盐酸中有个HCl分子
4.下列叙述不正确的是
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
B.一个钠原子的质量约等于
C.所含的电子数为
D.的摩尔质量是
5.设NA代表阿伏加 德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.3g Na由原子变成离子时,失去的电子数为0.2NA
B.0.2NA个H2SO4分子与19.6g H3PO4含有相同的O原子数
C.28g N2所含有的原子数为NA
D.NA个氧分子与NA个氢分子的质量之比为8:1
6.下列关于摩尔质量的说法正确的是
A.水的摩尔质量是18g
B.2mol水的摩尔质量是1mol水摩尔质量的2倍
C.任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量
D.水的摩尔质量是氢气摩尔质量的9倍
7.同温同压下,等质量的SO2与SO3相比较,下列叙述正确的
A.含氧原子个数比为2∶3 B.含氧原子个数比为5∶6
C.含原子个数为3∶4 D.含硫元素质量比为4∶5
8.铅笔芯的主要成分是石墨。如果铅笔芯写一个字消耗的石墨质量约为1×10-3g,那么一个铅笔字含有的碳原子数约为
A.5×1019个 B.5×1022个 C.2.5×1022个 D.2.5×1019个
9.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
10.32g某气体的分子数目与22gCO2的分子数目相同,则该气体的摩尔质量为
A.32 B.32g·mol-1 C.64g·mol-1 D.64
11.下雪时,常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂,下列关于1molCH3COOK的叙述正确的是
A.CH3COOK的相对分子质量为98mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98g
C.1molCH3COOK含有2mol氧
D.1molCH3COOK约含有3×6.02×1023个H原子
二、判断题
12.物质的量可以理解为物质的数量。( )
13.物质的量表示物质所含指定粒子集合体数目的多少。( )
14.物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子。( )
15.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。( )
16.1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子。( )
17.阿伏加德罗常数(NA)就是6.02×1023。(_____)
18.物质的摩尔质量等于其相对分子质量。( )
19.1molH2O的摩尔质量和2molH2O的摩尔质量相同,但质量不同。( )
三、填空题
20.计算填空:
(1)0.5mol的Fe含 个铁原子(用6.02×1023表示阿伏加德罗常数的值),质量是 g。
(2)2molCO2中含 mol碳原子, 个氧原子(用NA表示阿伏加德罗常数的值), 个质子(用NA表示阿伏加德罗常数的值),质量是 g。
(3)已知0.4mol的CO和CO2的混合气体共14.4g,则
①CO的质量为 ;
②混合气体的平均摩尔质量为 。
21.(1)0.2mol Na2SO4能电离出 个Na+,0.04mol某物质的质量为7.2g,则该物质的摩尔质量为 。
(2)等物质的量的CO和CO2中所含O原子物质的量之比 ,二者的质量之比 。
(3)下列物质中,物质的量最大的是 (填字母,下同);含原子个数最多的是 。
A.6g H2 B.0.5mol CO2 C.1.204×1024个HCl分子 D.98g H2SO4 E.92g 乙醇(C2H5OH)
22.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1) molH2O2所含原子数与0.2molH3PO4所含原子数相等。
(2)483gNa2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是 mol。
(3)a个X原子的总质量为bg,则X的相对原子质量可以表示为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)在氯化镁和硫酸镁的混合液中,若Mg2+与Cl-的物质的量之比为4∶3,则Mg2+与的物质的量之比为 。
23.物质的量是高中化学中常用的物理量,请完成以下有关其内容的计算。
(1)0.2gH2含有 个氢原子。
(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的质量之比为 。
(3)在9.5g某二价金属的氯化物中含0.2molCl-,此氯化物的摩尔质量为 ;该金属元素的相对原子质量为 。
四、计算题
24.(1)某混合物由、、组成,已知、、三元素的质量之比为23∶16∶9,则、和物质的量之比为 ,含的该混合物的质量为 。
(2)含,则的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。含R的质量为的,其物质的量为 。
(3)已知能与恰好完全反应,生成和一定量D,现将与的混合物充分反应后,生成和一定量的C,则D的摩尔质量为 。
25.(1)3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为 ;SO2气体的质量为 。
(2)常温常压下,160g的SO3气体含有的原子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)NO和O2可发生反应:2NO+O2=2NO2,现有amolNO和bmolO2充分反应后,氮原子与氧原子的个数比为 。
(4)1molOH-中含有 mol质子, mol电子。
(5)1.5molNa2SO4·10H2O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 。
26.完成下列问题。
(1)在标准状况下,测得1.92 g某气体RO2所含有氧原子的个数为3.612×1022.此气体的摩尔质量是 ;R的相对原子质量为 。
(2)2.5 mol Ba(OH)2中含有 个Ba2+、 个OH-、2.5 mol Ba(OH)2的质量是 g。
27.回答下列问题
(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 。
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第03讲 物质的量 摩尔质量
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 物质的量及其单位
1.物质的量
(1)概念:物质的量是一个基本物理量,通过它可以把物质的宏观量(如质量、体积)与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。
(2)单位:摩尔,简称:摩。
(3)符号:n。
2.摩尔——物质的量的单位
(1)标准:国际计量大会规定,1mol包含约6.02214076×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。
(2)符号:mol。
(3)计量对象:分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等所有微观粒子。
3.阿伏加德罗常数
4.物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数(N)的关系n=。
知识点2 摩尔质量
1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量
(1)符号:M
(2)单位:g·mol-1或kg·mol-1
【课堂导引】根据下表数据,你可以得到什么结论?
1mol不同物质的质量
化学式
相对原子(分子)质量
质量
Fe
56
56g
NaCl
58.5
58.5g
H2O
18
18g
C2H5OH
46
46g
H2
2
2g
O3
48
48g
CO
28
28g
3.摩尔质量的计算
(1)经验判断:摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于该微粒的相对原子质量(或相对分子质量)
(2)微观计算:M=n×NA
(3)宏观计算:物质的量、质量和摩尔质量之间的关系n=
教材习题01(P19)
1. 请根据物质的量的相关概念及计算公式,完成下列各题。
(1)1 mol H2O 含有 个水分子;1.204×1024 个水分子的物质的量为 mol。
(2)1 mol O 含有 个电子。
(3)2 mol H+ 含有个 H+ 。
(4)1.806×1024个电子的物质的量为 mol
解题方法
(1)用N=n·NA算1mol H₂O分子数,用n=N/NA求1.204×10²⁴个水分子的物质的量。
(2)先知1个O原子含8个电子,再用N=n·8·NA计算。
(3)直接用N=n·NA求2mol H⁺的个数。
(4)通过n=N/NA求1.806×10²⁴个电子的物质的量。
【答案】(1)6.02×10²³;2
(2)4.816×10²⁴
(3)1.204×10²⁴
(4)3
教材习题04(1)(2)(P19)
6. 咖啡含有咖啡因(化学式为 C8H10N4O2)。如果一杯咖啡含有 0.194 g 咖啡因,这杯咖啡含有多少个咖啡因分子?
解题方法
计算咖啡因的摩尔质量(M):
C₈H₁₀N₄O₂的摩尔质量 = (12×8 + 1×10 + 14×4 + 16×2) g/mol = 194 g/mol。
由质量(m)求物质的量(n):
n = m / M = 0.194 g / 194 g/mol = 0.001 mol。
计算分子数(N):
N = n × Nₐ = 0.001 mol × 6.02×10²³ mol⁻¹ = 6.02×1020 个。
【答案】6.02×10²⁰个
考点一 物质的量的基本概念
1.下列化学用语陈述不正确的是( )。
A.0.1molAl B.0.5molK2CO3
C.0.2mol小米 D.1mol氧
【答案】C
【解析】A:0.1 mol Al正确。Al 表示铝元素或铝原子,“0.1 mol Al” 指 0.1 摩尔铝原子,符合物质的量的表述规则(使用元素符号或化学式表示具体微粒)。
B:0.5 mol K₂CO₃正确。K₂CO₃是碳酸钾的化学式,“0.5 mol K₂CO₃” 表示 0.5 摩尔碳酸钾集合体,表述规范。
C:0.2 mol 小米错误。物质的量仅用于描述微观粒子(如分子、原子、离子等),不能用于宏观物质(如小米、苹果等)。“小米” 是宏观物体,不符合物质的量的使用范围。
D:1 mol 氧错误。“氧原子” 是明确的微观粒子,“1 mol 氧” 表示表述不清晰。
【思维拓展】物质的量——“四化”
对物质的量概念从“专有化、微观化、具体化、集体化”四个特性进行的解析:
专有化:强调“物质的量”是规范化学术语,是不可拆分、增减字词的整体表述,维护概念的准确性与专业性 。
微观化:明确其适用对象为微观粒子(分子、原子、离子、电子等)及特定组合(如NaCl),因宏观物质(如大米 )无法用其量化,体现研究范畴的微观指向。
具体化:要求表述时必须指明微粒种类(如1molO、2molO₂ ),避免“1mol氧”这类模糊表述,保证指代清晰。
集体化:说明物质的量可描述微粒组合或集合体(如1molNaCl ),体现对微观粒子集合的量化能力,适配化学中多样的微粒存在形式。
这些特性帮助准确理解和规范运用“物质的量”,搭建宏观与微观研究的桥梁。
考点二:摩尔质量的概念及计算
2.下列叙述中正确的是( )。
A.硫酸的摩尔质量是98g
B.1molMg的质量在数值上等于镁的摩尔质量
C.Fe2+与Fe3+的摩尔质量不相同
D.铁的摩尔质量就是铁原子的相对原子质量
【解析】选B。摩尔质量的单位是g/mol,选项A不正确。如果质量的单位是g,则摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量,因此选项B正确,D不正确;Fe2+与Fe3+的摩尔质量相同,都是56g/mol。
3.下列叙述中正确的是( )。
A. 水的摩尔质量是18
B. 1mol 氮气的质量在数值上等于氮气的摩尔质量
C. 与的摩尔质量不相同
D. 碳的摩尔质量就是碳原子的相对原子质量
【答案】选B。
【解析】A:摩尔质量单位是g/mol ,水的摩尔质量应为18 g/mol,A错误;B:质量单位为g时,1 mol物质质量数值上等于其摩尔质量(以g/mol为单位),氮气摩尔质量28 g/mol,1 mol N₂质量28 g,B正确;C:Na+与Na原子差别仅电子(电子质量可忽略),摩尔质量均为23 g/mol,C错误;D:摩尔质量单位g/mol,相对原子质量无单位,二者数值相等但意义不同,D错误。
4.金属氯化物 40.5g,含有0.6mol ,则金属M的摩尔质量为
A.135 B.24 C.56 D.64
【答案】D
【解析】金属M的摩尔质量为,D正确;
答案选D。
5.20g A物质和14g B物质恰好完全反应,生成8.8g C物质、3.6g D物质和0.2mol E物质,则E物质的摩尔质量为
A.100 g·mol-1 B.108 g·mol-1 C.55 g·mol-1 D.96 g·mol-1
【答案】B
【解析】化学反应遵循质量守恒定律,则应有m(A)+m(B)=m(C)+m(D)+m(E),则m(E)=20g+14g-8.8g-3.6g=21.6g,因此,故答案选B。
6.2015年10月,屠呦呦因发现青蒿素治疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素的分子式为C15H22O5,相对分子质量是282。下面关于青蒿素的说法正确的是
A.C15H22O5的摩尔质量为282g
B.1个C15H22O5分子的质量约为g
C.1molC15H22O5完全燃烧生成22molH2O
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为1mol
【答案】B
【解析】A.摩尔质量的单位为g·mol-1,C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1,A项错误;
B.C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1,即6.02×1023个C15H22O5分子的质量约为282 g,所以1个C15H22O5分子的质量约为g,B项正确;
C.根据H原子守恒可知,1 mol C15H22O5完全燃烧生成11 mol H2O,C项错误;
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5中约含有1 mol碳原子,C15H22O5物质的量约为mol,D项错误;
答案选B。
【思维拓展】摩尔质量的特点及其计算
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)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,其数值近似等于相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23g·mol-1。
(3)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多少而改变。
(4)混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
2.求物质摩尔质量的几种方法
(1)根据基本公式计算:M=。
(2)根据摩尔质量的概念计算:M=m×NA(m为1个原子的质量)。
(3)根据原子量的定义计算:Ar(X)=,M(X)=Ar(X)g·mol-1。
考点三:物质的量、微粒个数、质量之间的换算关系
7.每年10月23日上午6:02到下午6:02被誉为“摩尔日”(Mole Day),这个时间的美式写法为6:02/10/23,外观与阿伏加德罗常数的值相似。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.的原子数为
B.与所含电子数相等
C.个分子与个分子的原子数之比是
D.中含有的个数为
【答案】C
【解析】的原子数,A正确;1个与中都含有10个电子,与的物质的量都是,则二者所含的电子数相等,B正确;个分子与个分子的物质的量都是,氖是稀有气体,为单原子分子,二者的原子个数之比为,C错误;中含有的个数,D正确。
8.设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.中含有和 B.的质量是
C.和所含分子数相等 D.等物质的量的中所含分子数一样多
【答案】D
【解析】是纯净物,不含有,中含有和,A错误;的质量是,B错误;的物质的量为,所含分子数为,的物质的量为,所含分子数为,两者所含分子数不相等,C错误。
【思维拓展】质量、物质的量与微粒数之间的关系
1.n=
(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项可求第三项。
(2)求N时,概念性问题用NA,数字性问题近似用6.02×1023mol-1。
(3)N与n成正比,比较微粒数多少时只判断n的大小即可。
2.n=:m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。
3.=:
(1)N、NA、m、M四个量中,已知任意三项可求第四项。
(2)该等式中一般NA、M为已知,则N与m可互求。
知识导图记忆
知识目标复核
1. 深入理解物质的量的概念及其单位摩尔的科学定义与应用场景。
2. 精准掌握阿伏加德罗常数的数值、单位及微观粒子计数中的桥梁作用。
3. 全面厘清摩尔质量的概念内涵、单位换算及与相对分子质量的关联计算。
4. 熟练构建以物质的量为核心的知识网络,掌握质量与微粒数的转化计算方法。
一、选择题
1.下列说法中错误的是
A. B.1mol C.0.5mol氧 D.3mol质子
【答案】C
【解析】A.是分子,为微观粒子,可用物质的量表示,A正确;
B.是分子,为微观粒子,可用物质的量表示,B正确;
C.氧可以是分子、原子等,题中叙述不明确,C错误;
D.质子为微观粒子,可用物质的量表示,D正确;
故答案为:C。
2.甲醛(HCHO)是室内污染物之一。光催化氧化HCHO为CO2和H2O的示意图如图所示。下列说法正确的是
A.1 mol O2含有12 mol电子 B.1 mol HCHO的质量为30 g
C.1 mol CO2含有2 mol原子 D.1 mol H2O含有1 mol H2分子
【答案】B
【解析】A.O原子中有8个电子,则O2中含有16个电子,因此1 mol O2含有16 mol电子,A错误;
B.HCHO的相对分子质量是30,摩尔质量是30 g/mol,则1 mol HCHO的质量为30 g,B正确;
C.1个CO2分子中含有3个原子,则1 mol CO2含有3 mol原子,C错误;
D.H2O是由H2O分子一种微粒构成的纯净物,不是混合物,因此1 mol H2O中不含有H2分子,D错误;
故合理选项是B。
3.用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中所含电子数为
B.所含质子数为
C.参与的反应中,作氧化剂时得到的电子数一定是
D.含2molHCl的盐酸中有个HCl分子
【答案】A
【解析】A.1个中有10个电子,故中所含电子数为,A正确;
B.中含有7+4=11个质子,所含质子数为,B错误;
C.作氧化剂时,O元素的化合价可能降低为-1价或-2价,所以得到的电子数不一定是,C错误;
D.盐酸中HCl完全电离,没有HCl分子,D错误;
故选A。
4.下列叙述不正确的是
A.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
B.一个钠原子的质量约等于
C.所含的电子数为
D.的摩尔质量是
【答案】A
【解析】A.摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,A错误;
B.1molNa的质量是23g,则一个钠原子的质量约等于,B正确;
C.1个氢氧根离子含有10个电子,则所含的电子数为,C正确;
D.的相对分子质量是18,所以水的摩尔质量是,D正确;
答案选A。
5.设NA代表阿伏加 德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.3g Na由原子变成离子时,失去的电子数为0.2NA
B.0.2NA个H2SO4分子与19.6g H3PO4含有相同的O原子数
C.28g N2所含有的原子数为NA
D.NA个氧分子与NA个氢分子的质量之比为8:1
【答案】B
【解析】A.钠原子最外层电子数为1,1个钠原子失去一个电子变为钠离子,故2.3g金属钠物质的量为0.1mol,变成钠离子时失去的电子数目为0.1 NA, A错误;
B.0.2NA个H2SO4分子中O原子数为0.8NA,19.6g H3PO4的物质的量0.2mol,故19.6g H3PO4分子中含有的O原子数为0.8NA,B正确;
C.28g N2的物质的量为1mol,故28g N2所含有的原子数为2NA,C错误;
D.NA个氧分子与NA个氢分子的物质的量都是1mol,m(O2)= 1mol×32g/mol=32g,m(H2)= 1mol×2g/mol=2g,故m(O2):m(H2)=32:2=16:1,D错误;
答案选B。
6.下列关于摩尔质量的说法正确的是
A.水的摩尔质量是18g
B.2mol水的摩尔质量是1mol水摩尔质量的2倍
C.任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量
D.水的摩尔质量是氢气摩尔质量的9倍
【答案】D
【分析】摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,据此定义解题。
【解析】A.摩尔质量的单位应是g·mol-1,A错误;
B.指定物质的摩尔质量是不变的,与其量的多少无关,B错误;
C.摩尔质量只能说在数值上与它的相对分子质量相等,C错误;
D.水的摩尔质量为18g/mol,氢气的摩尔质量为2g/mol,故水的摩尔质量是氢气摩尔质量的9倍,D正确;
故答案为:D。
7.同温同压下,等质量的SO2与SO3相比较,下列叙述正确的
A.含氧原子个数比为2∶3 B.含氧原子个数比为5∶6
C.含原子个数为3∶4 D.含硫元素质量比为4∶5
【答案】B
【解析】A.同温同压下,等质量的SO2与SO3的物质的量之比=,则分子数之比也是5:4,含氧原子个数比为5∶6,A错误;
B.同温同压下,等质量的SO2与SO3分子数之比是5:4,则含氧原子个数比为=5∶6,B正确;
C.含原子个数比=(5×3):(4×4)=15∶16,C错误;
D.含硫原子个数比为5∶4,含硫元素的质量之比=5:4,D错误;
答案选B。
8.铅笔芯的主要成分是石墨。如果铅笔芯写一个字消耗的石墨质量约为1×10-3g,那么一个铅笔字含有的碳原子数约为
A.5×1019个 B.5×1022个 C.2.5×1022个 D.2.5×1019个
【答案】A
【解析】铅笔芯的成分是石墨,用铅笔写一个字消耗石墨的质量约为1×10-3g,则一个铅笔字含有的碳的质量为1×10-3g,根据n(C)=m/M=1×10-3g÷12g/mol,再根据N=n(C)NA=1×10-3g÷12g/mol×6.02×1023mol-1=5×1019个,答案选A。
9.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】B
【解析】每个H2SO4分子中含有4个氧原子,a mol H2SO4中含有b个氧原子,则,mol-1;
故选B。
10.32g某气体的分子数目与22gCO2的分子数目相同,则该气体的摩尔质量为
A.32 B.32g·mol-1 C.64g·mol-1 D.64
【答案】C
【解析】22 g CO2的物质的量为=0.5 mol,根据公式n=可知,分子数目相同,则物质的量也相同,因此32 g该气体的物质的量为0.5 mol,该气体的摩尔质量M===64 g·mol-1;
答案选C。
11.下雪时,常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂,下列关于1molCH3COOK的叙述正确的是
A.CH3COOK的相对分子质量为98mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98g
C.1molCH3COOK含有2mol氧
D.1molCH3COOK约含有3×6.02×1023个H原子
【答案】D
【解析】A.CH3COOK的相对分子质量为98,故A错误;
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol-1,故B错误;
C.2 mol氧指代不明确,正确的表述为1 mol CH3COOK含有2 mol氧原子,故C错误;
D.1个CH3COOK含有3个H原子,所以1 mol CH3COOK中约含有3×6.02×1023个H原子,故D正确;
选D。
二、判断题
12.物质的量可以理解为物质的数量。( )
【答案】错误
13.物质的量表示物质所含指定粒子集合体数目的多少。( )
【答案】正确
14.物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子。( )
【答案】正确
15.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。( )
【答案】错误
16.1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子。( )
【答案】错误
17.阿伏加德罗常数(NA)就是6.02×1023。(_____)
【答案】错误
【解析】阿伏加德罗常数(NA)的值近似为6.02×1023,错误。
18.物质的摩尔质量等于其相对分子质量。( )
【答案】错误
【解析】相对分子质量的单位为1,摩尔质量以 g/mol 为单位,数值上等于该物质的相对分子质量 如 Mr(CO2)=44,则 M(CO2)=44g/mol,故错误。
19.1molH2O的摩尔质量和2molH2O的摩尔质量相同,但质量不同。( )
【答案】正确
【解析】摩尔质量为定值,数值上等于该物质的相对分子质量,所以1molH2O的摩尔质量和2molH2O的摩尔质量相同,但质量不同,该说法正确。
三、填空题
20.计算填空:
(1)0.5mol的Fe含 个铁原子(用6.02×1023表示阿伏加德罗常数的值),质量是 g。
(2)2molCO2中含 mol碳原子, 个氧原子(用NA表示阿伏加德罗常数的值), 个质子(用NA表示阿伏加德罗常数的值),质量是 g。
(3)已知0.4mol的CO和CO2的混合气体共14.4g,则
①CO的质量为 ;
②混合气体的平均摩尔质量为 。
【答案】(1)3.01×1023 28
(2)2 4NA 44NA 88
(3)5.6g 36g·mol-1
【解析】(1)0.5mol的Fe含有Fe原子的数目N=0.5mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023,其质量m=0.5mol×56g·mol-1=28g。
(2)每个CO2分子中含有1个C原子、2个O原子,则n(C)=n(CO2)=2mol,n(O)=2n(CO2)=4mol,故含有氧原子的数目为4mol×NAmol-1=4NA,1个二氧化碳分子含有的质子数目为6+8×2=22,2molCO2中含44NA个质子,质量为2mol×44g·mol-1=88g。
(3)设混合气体中CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol,则28g·mol-1×xmol+44g·mol-1×ymol=14.4g,xmol+ymol=0.4mol,解得x=0.2,y=0.2,则①m(CO)=0.2mol×28g·mol-1=5.6g;②混合气体的平均摩尔质量为=36g·mol-1。
21.(1)0.2mol Na2SO4能电离出 个Na+,0.04mol某物质的质量为7.2g,则该物质的摩尔质量为 。
(2)等物质的量的CO和CO2中所含O原子物质的量之比 ,二者的质量之比 。
(3)下列物质中,物质的量最大的是 (填字母,下同);含原子个数最多的是 。
A.6g H2 B.0.5mol CO2 C.1.204×1024个HCl分子 D.98g H2SO4 E.92g 乙醇(C2H5OH)
【答案】 0.4NA 180g/mol 1:2 7:11 A E
【分析】(1)依据物质内部的结构,即公式n==分析作答;
(2)依据分子的构成及n=作答;
(3)将各物质先统一化为物质的量,再结合公式及分子构成进行分析作答。
【解析】(1)0.2mol Na2SO4能电离出0.2mol×2=0.4mol Na+,故Na+的个数为0.4NA;根据公式n=可推出0.04mol某物质的质量为7.2g,则该物质的摩尔质量为=180g/mol,故答案为0.4NA;180g/mol;
(2)设CO和CO2的物质的量均为a mol,则两个分子中所含O原子物质的量之比为a mol:2a mol=1:2;CO的质量为28g/mol×a mol=28a g,CO2的质量为44g/mol×a mol=44a g,则
二者的质量之比为28a g:44a g=7:11,故答案为1:2;7:11;
(3)A. 6g H2的物质的量为=3mol,含有原子为3 mol×2=6 mol;
B. 0.5mol CO2含有原子为0.5 mol×3=1.5mol;
C. HCl的物质的量为=2mol,含有原子为2mol×2=4mol;
D. 98gH2SO4的物质的量为=1mol,含有原子为1mol×7=7mol;
E. 92g乙醇的物质的量==2mol,含有原子为2mol×9=18mol;
则物质的量最大的是6g 氢气;,含有原子最多的是92g 乙醇;
故答案为A;E。
22.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1) molH2O2所含原子数与0.2molH3PO4所含原子数相等。
(2)483gNa2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是 mol。
(3)a个X原子的总质量为bg,则X的相对原子质量可以表示为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)在氯化镁和硫酸镁的混合液中,若Mg2+与Cl-的物质的量之比为4∶3,则Mg2+与的物质的量之比为 。
【答案】(1)0.4
(2)3
(3)
(4)8:5
【解析】(1)0.2 mol H3PO4所含原子的物质的量为1.6 mol,与其所含原子数相等的H2O2的物质的量为=0.4 mol。
(2)483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是×2=3 mol。
(3)a个X原子的总质量为b g,一个X原子的质量为 g,1 mol X原子的质量为·NA g,则X的相对原子质量可以表示为。
(4)设氯化镁的物质的量为x,硫酸镁的物质的量为y,依据题意有=,解得=,所以镁离子的物质的量为x+y=,硫酸根离子的物质的量y=,则Mg2+与的物质的量之比为8∶5。
23.物质的量是高中化学中常用的物理量,请完成以下有关其内容的计算。
(1)0.2gH2含有 个氢原子。
(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的质量之比为 。
(3)在9.5g某二价金属的氯化物中含0.2molCl-,此氯化物的摩尔质量为 ;该金属元素的相对原子质量为 。
【答案】(1)1.204×1023
(2)14∶11
(3)95 g·mol-1 24
【解析】(1)0.2 g H2的物质的量为0.1 mol,含有0.2 mol氢原子,其个数为1.204×1023;
(2)含有相同氧原子数的CO与CO2,假设氧原子的物质的量都是1mol,则CO与CO2的物质的量分别是1 mol、0.5mol,则质量分别是28g、22g,质量比为14:11;
(3)某二价金属的氯化物表示为RCl2,9.5g某二价金属的氯化物中含0.2molCl-,RCl2的物质的量为0.1mol,此氯化物的摩尔质量为 =95 g·mol-1;该金属元素的相对原子质量为95-2×35.5=24。
四、计算题
24.(1)某混合物由、、组成,已知、、三元素的质量之比为23∶16∶9,则、和物质的量之比为 ,含的该混合物的质量为 。
(2)含,则的摩尔质量为 ,R的相对原子质量为 。含R的质量为的,其物质的量为 。
(3)已知能与恰好完全反应,生成和一定量D,现将与的混合物充分反应后,生成和一定量的C,则D的摩尔质量为 。
【答案】 3:2:1 49.9 62g/mol 16 0.1mol 18g/mol
【分析】
(1)依据n=计算各物质的物质的量之比,根据题给氯离子的物质的量计算得到各物质的物质的量,再根据公式m=nM计算混合物总质量;
(2)由Na2R~2Na2+~R2+,结合公式n=计算可得;
(3)依据质量守恒定律和公式n=计算可得。
【解析】
(1)、和的物质的量之比等于、、三元素的物质的量之比,由、、三元素的质量之比为23∶16∶9可知,、和物质的量之比为::=3:2:1;设AlCl3的物质的量为x,由氯离子的物质的量为1.00mol可得:1.00mol=3x+2x×2+3x,解得x=0.100mol,则混合物的总质量为0.100mol×3×58.5g/mol+0.100mol×2×95g/mol+0.100mol×133.5g/mol=49.9g,故答案为:3:2:1;49.9;
(2)由Na2R~2Na2+可知,Na2R的物质的量为0.4mol×=0.2mol,则Na2R的摩尔质量为=62g/mol;当摩尔质量以g/mol作单位,数值上等于其相对分子质量,即Na2R的相对分子质量为62,则R的相对原子质量为(62—2×23)=16;1.6gR2—的物质的量为=0.1mol,由Na2R~R2+可知,Na2R的物质的量等于R2—的物质的量,则Na2R的物质的量为0.1mol,故答案为:62g/mol;16;0.1mol;
(3)由8gA能与32gB恰好完全反应,生成22gC和一定量D,结合质量守恒定律可知,D的质量为8g+32g-22g=18g,则A、B、C、D按质量比8g:32g:22g:18g=4:16:11:9进行反应,16gA完全反应需要B的质量为16g×=64g<70g,由此可知B过量,则生成的D的质量为16g×=36g,D的摩尔质量为18g/mol,故答案为:18g/mol。
【点睛】
8gA能与32gB恰好完全反应,生成22gC和一定量D,根据质量守恒,生成D的质量为8g+32g-22g=18g,故A、B、C、D按质量比8g:32g:22g:18g=4:16:11:9进行反应,据此进行16gA与70gB反应的过量计算,再根据质量比计算生成的D的质量,利用M=计算是解答关键。
25.(1)3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为 ;SO2气体的质量为 。
(2)常温常压下,160g的SO3气体含有的原子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)NO和O2可发生反应:2NO+O2=2NO2,现有amolNO和bmolO2充分反应后,氮原子与氧原子的个数比为 。
(4)1molOH-中含有 mol质子, mol电子。
(5)1.5molNa2SO4·10H2O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 。
【答案】(1)6.02×1023 32g
(2)8NA
(3)a∶(a+2b)
(4)9 10
(5)3 mol 1.5 mol 9.03×1024或15NA
【解析】(1)1个SO2分子含有2个氧原子,则3.01×1023个SO2分子含有氧原子个数为3.01×1023×2=6.02×1023;该SO2气体的物质的量,其质量;
(2)160 g的SO3气体的物质的量为2 mol,故所含原子个数为8NA;
(3)化学反应中原子进行了重新组合,但是原子的个数和种类没有改变。反应后氮原子与氧原子的个数比等于反应前氮原子与氧原子的个数比,即a∶(a+2b);
(4)1 mol OH-中含有9 mol质子,10 mol电子;
(5)每个Na2SO4·10H2O中含有Na+、硫酸根离子、H2O数目分别为:2、1、10,故1.5 mol Na2SO4·10H2O中所含Na+、硫酸根离子物质的量分别是: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;
26.完成下列问题。
(1)在标准状况下,测得1.92 g某气体RO2所含有氧原子的个数为3.612×1022.此气体的摩尔质量是 ;R的相对原子质量为 。
(2)2.5 mol Ba(OH)2中含有 个Ba2+、 个OH-、2.5 mol Ba(OH)2的质量是 g。
【答案】(1)64 g/mol 32
(2)1.505×1024 3.01×1024 427.5
【解析】(1)由氧原子的个数可知,氧原子的物质的量为0.06 mol,则1.92 g某气体RO2的物质的量为0.03 mol,故该气体的摩尔质量为,相对分子质量等于构成分子的所有原子的相对原子质量的和,气体的相对分子质量为64,则R的相对原子质量为64-32=32。
(2)2.5 mol Ba(OH)2中含有2.5 mol Ba2+,Ba2+数目为1.505×1024,含有5 mol OH-,OH-数目为3.01×1024,m[Ba(OH)2]= 。
27.回答下列问题
(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 。
【答案】(1)284 g/mol
(2)62 g·mol-1
(3)106 g·mol-1
(4) g·mol-1
【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,双氢青蒿素的摩尔质量为284 g/mol;故答案为284g/mol;
(2)1 mol Na2R中含有2 mol Na+,1 molR2-,含有0.4 mol Na+的Na2R的物质的量应为0.2 mol,那么M(Na2R)===62 g·mol-1;故答案为62g/mol;
(3)根据质量守恒定律m(C)=16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)==106 g·mol-1;故答案为106g/mol;
(4)一个原子的实际质量与12C的质量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÷=,而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,因此Na的摩尔质量是 g·mol-1;故答案为 g·mol-1。
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