第1章 第3节 第1课时 物质的量及其单位-摩尔 摩尔质量和气体摩尔体积（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第一册高中同步学案（鲁科版）

本讲义聚焦“物质的量”核心知识点，以其作为连接宏观量（质量、体积）与微观粒子数的桥梁，系统梳理摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量的定义及换算关系，延伸至气体摩尔体积的概念、标准状况下应用及相关计算，构建完整知识支架。 资料通过“合作探究”“互动探究”引导学生分析粒子构成与气体体积关系，培养宏观辨识与微观解析的科学思维，结合分层作业设计，课中辅助教师引导证据推理，课后助力学生查漏补缺，强化严谨科学态度。

第3节　化学中常用的物理量——物质的量 第1课时　物质的量及其单位——摩尔　摩尔质量和气体摩尔体积 学习目标 核心素养 1.通过物质的量，借助摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积把物质的宏观量与构成它们的微观粒子数量联系起来。 2.掌握物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等各物理量之间的关系在化学计算中的应用。 1.查资料明确气体的体积是受温度和压强影响的。 2.认识物质的量在联系物质的宏观量和粒子数方面起桥梁作用，发展宏观辨识、微观解析的学科核心素养。 知识点一　物质的量　摩尔质量 一、物质的量及其单位 1．物质的量 (1)表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n，是国际单位制中规定的七个基本物理量之一。 注意：(1)粒子集合体中的“粒子”指微观粒子，包括分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等，不指宏观物体。 (2)某粒子的物质的量，用“n(粒子符号)”表示。例如： n(O2)、n(H2O)、n(Na＋)等。 (3)物质的量是一个专有名词，是一个整体。不能按字面意思理解成物质的质量或物质的数量，也不能写成物质量等。 (2)物质的量的单位——摩尔(mol) ①摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol，是国际单位制中七个基本单位之一，类似于长度的基本单位——米、质量的基本单位——千克等。 ②摩尔的基准规定 国际计量大会规定：1 mol包含6.022 140 76×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。 注意：表述微观粒子的物质的量时，必须指明微观粒子的种类，例如：1 mol H、1 mol H2或1 mol H＋都正确；但1 mol氢因为未指明微观粒子种类而错误。 2．阿伏加德罗常数 (1)定义：6.022_140_76×1023mol-1这一常数被称为阿伏加德罗常数。 ①阿伏加德罗常数的符号是NA，单位是mol-1。 ②阿伏加德罗常数个12C原子的质量约为0.012 kg，其可近似表示为6. 02×1023 mol-1。 注意：根据摩尔的基准规定，0. 012 kg 12C中所含的碳原子数就是1 mol，即摩尔这个单位是以0.012 kg 12C中所含碳原子的个数为标准，来衡量其他物质中所含粒子数目的多少。 (2)物质的量n、粒子数N、阿伏加德罗常数NA三者之间的关系：n＝。 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。 (3)单位：g·mol-1。 2．摩尔质量(M)、质量(m)与物质的量(n)三者之间的关系：n＝。 3．摩尔质量与相对原子质量(或相对分子质量)的关系 以g·mol-1为单位时，摩尔质量在数值上等于该微粒的相对原子质量(或相对分子质量)。 物质的量、质量、粒子数目之间的换算关系 Nnm (粒子数)　(物质的量)　　　　　(质量) [点睛] 摩尔质量计算的三种方法 (1)n＝。 (2)Mr＝，M＝Mr g·mol-1。 (3)M＝m(粒子)·NA。 　(源于教材P29T1、T4)某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为M g·mol-1，该气体质量为n g，阿伏加德罗常数为NA则： (1)该气体的物质的量为________mol。 (2)该气体所含原子总数为________个。 (3)该气体的一个分子的质量为________g。 思路点拨：解答本题需要注意以下两点：(1)物质的量、质量、阿伏加德罗常数间的相互转化关系；(2)看清楚所求粒子的种类。 解析：(1)气体的摩尔质量为M g·mol-1，该气体质量为n g，该气体的物质的量为＝ mol。(2)双原子分子构成的气体，气体所含原子总数为×2×NA＝。(3)摩尔质量为M g·mol-1，即NA个分子的质量为M g，则一个分子的质量为 g。 答案：(1)　(2)　(3) 【合作探究】 (1)若该气体为三原子分子，则该气体含原子总数为多少？ 提示：气体所含原子总数为×3×NA＝。 (2)该双原子气体中所含的原子数与________g CO2中所含原子数相同。 提示：。双原子分子构成的气体，气体所含原子总数为×2×NA＝，则＝×3×NA，m(CO2)＝g。 自学检测 1．某氯原子的质量为a g，12C原子的质量为b g，用NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法错误的是(　　) A．该氯原子构成氯分子的相对分子质量为 B．1 mol该氯原子的质量为a NAg C．m g该氯原子的物质的量为 mol D．n g该氯原子所含的电子数为 解析：选D　氯原子的相对原子质量＝＝＝，所以Cl2相对分子质量为，A正确；1 mol氯原子为NA个氯原子质量之和，1 mol该氯原子的质量aNA g，m g该氯原子的物质的量＝mol，B、C正确，D、n g该氯原子物质的量为mol，B、C正确，D、n g该氯原子物质的量为 mol，所含的电子数目为×17×NA＝，D错误。 2．(1)6.02×1023个氢氧根离子的物质的量是________mol，其摩尔质量为________。 (2)3.01×1023个H2O的物质的量为________mol，其中所有的原子的物质的量为________mol，所有的电子的物质的量为________mol。 (3)1.204×1023个NH的物质的量为________mol，质量为________g。 解析：(1)n(OH－)＝＝＝1 mol，其摩尔质量在数值上与其相对分子质量相同，即为17 g·mol-1。 (2)n(H2O)＝＝＝0.5 mol，所有原子的物质的量为0.5 mol×3＝1.5 mol，每个水分子含10个电子，0.5 mol H2O中所含电子的物质的量为0.5 mol×10＝5 mol。 (3)n(NH)＝＝0.2 mol， m(NH)＝n·M＝0.2 mol×18g·mol-1＝3.6 g。 答案：(1)1　17 g·mol-1　(2)0.5　1.5　5　(3)0.2　3.6 学科思想方法 (1)物质的量的单位摩尔只适用于微观粒子，不适用于宏观物质。 (2)使用摩尔作单位时必须指明物质粒子的名称、符号或化学式，如1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H2表示1摩尔氢分子(或表示1摩尔氢气)，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。但如果说“1 mol氢”就是错误的，因为氢是元素名称，不是粒子名称，也不是粒子的符号或化学式。 知识点二　气体摩尔体积的理解与相关计算 1．气体摩尔体积 (1)定义：单位物质的量的气体所占有的体积。 (2)符号及单位：符号是Vm，单位是L·mol-1或m3·mol-1。 (3)表达式：Vm＝。 2．特例 标准状况下的气体摩尔体积——22.4 L·mol-1 一个条件 一个对象 两个数据 标准状况 只限于气体 “1 mol”“22.4L” [互动探究] 　 1．同温同压下，相同体积的氢气和空气含有的分子数和原子数相同吗？ 提示：同温同压下，相同体积的任何气体(包括单一气体和混合气体)所含分子数相同，H2是双原子分子，空气含有N2、O2、少量的CO2、水蒸气和稀有气体等，由于分子构成不同，则含有的原子数不一定相同。 2．5 mL H2和5 mL O2所含分子数一定相等吗？为什么？在一定温度和压强下，气体的体积与其物质的量呈什么关系？ 提示：5 mL H2和5 mL O2所含分子数不一定相等，因为气体分子之间距离受温度和压强影响，只有在同温同压下才相等，否则不一定相等；在一定温度和压强下，气体的体积与其物质的量呈正比关系。 3．相同温度下，甲、乙两个完全相同的集气瓶中分别充入1 mol H2、2 mol O2，气体的压强是否相等？相同的温度和体积下，气体的压强与其物质的量呈什么关系？ 提示：不相等；相同的温度和体积下，气体的压强与其物质的量呈正比关系。 1．阿伏加德罗定律剖析 (1)适用范围 阿伏加德罗定律适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，但对于固体和液体则不适用。 (2)剖析 三同同分子数 　　　　　　(但原子数不一定相同) (3)特例：0 ℃、101 kPa下，1 mol任何气体(即含NA个气体分子)的体积都是22.4 L，即气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。 2．阿伏加德罗定律的六个推论 相同条件 结论 公式 语言叙述 同温同压 ＝＝ 同温同压下，体积比等于物质的量之比，等于分子数之比 续表 同温同容 ＝＝ 同温同容下，压强比等于物质的量之比，等于分子数之比 同温同物 质的量 ＝ 同温同物质的量下，压强比等于体积的反比 同温同压 ＝ 同温同压下，密度比等于摩尔质量之比 同温同压 同体积 ＝ 同温同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比 　下列叙述正确的是(　　) A．气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1 B．1 mol H2的质量为2 g，它所占的体积是22.4 L C．标准状况下，1 mol H2O所占的体积是22.4 L D．标准状况下，22.4 L的任何气体的物质的量都约为1 mol 思路点拨：解答本题需注意以下两点：(1)使用Vm＝22.4 L·mol-1时，必须指明标准状况下。(2)使用Vm＝22.4 L·mol-1时，必须是气体，液体或固体不可以。 解析：选D　在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4 L·mol-1，A项没有指明所处的状况，错误；B项没有指明所处的状况，1 mol H2的质量为2 g，但它所占的体积不一定是22.4 L，错误；C项气体摩尔体积仅适用于气体，水在标准状况下不是气体，错误。 【合作探究】 (1)若将C项中的“H2O”改为“水蒸气”，C项正确吗？。 提示：不正确。标准状况下，水不是气态。 (2)若将D项中的“气体”改为“物质”，D项正确吗？ 提示：不正确。使用Vm ＝22.4 L·mol-1时，必须是气体。 自学检测 3．下列说法正确的是(　　) A．在常温、常压下，11.2 L N2含有的分子数为0.5 NA B．标准状况下，22.4 L H2和O2的混合气体所含分子数为NA C．标准状况下，18 g H2O的体积是22.4 L D．1 mol SO2的体积是22.4 L 解析：选B　常温、常压下的气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1，N2分子数小于0.5NA，A错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L，其分子数为NA，B正确；标准状况下，H2O为非气体，C不正确；未指明标准状况，D不正确。 4．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　) A．24 g镁的物质的量为0.5 mol B．5.6 g铁在标准状况下的体积为2.24 L C．1 mol甲烷在标准状况下的体积约为22.4 L D．标准状况下，22.4 L硫酸的分子数为NA 解析：选C　24 g镁的物质的量是1 mol，A错误；铁为固体，5.6 g Fe的体积不是2.24 L，B错误；标准状况下，甲烷为气体，1 mol CH4的体积约为22.4 L，C正确；标准状况下硫酸为液体，22.4 L硫酸的物质的量不是1 mol，D错误。 1．下列有关说法正确的是(　　) A．1 mol任何物质都含有NA个分子 B．物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量 C．1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧 D．1 mol H约含有6.02×1023个电子 解析：选D　有些物质由分子构成(如水等)，有些物质由离子构成(如CaCl2等)，还有些物质是由原子直接构成(如金属镁、铝等)，A错误；当物质的摩尔质量以g·mol-1为单位时，在数值上等于其相对分子(原子)质量，B错误；使用物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不应使用该粒子的中文名称，C项表示水的组成时，用氢、氧的含义不具体，错误；一个氢原子核外有1个电子，则1 mol H约含有6.02×1023个电子，D正确。 2．下列叙述正确的是(　　) A．H2O2的相对分子质量为34 g B．1 mol SO的质量为96 g C.C2H4的摩尔质量与6.02×1023个CO分子的质量之和相等 D．Mg的摩尔质量为24 g 解析：选B　H2O2的相对分子质量为34，A错误；SO的摩尔质量为96 g·mol-1，1 mol SO的质量为96 g，B正确；摩尔质量与质量单位不同，C2H4的摩尔质量与6.02×1023个CO分子的质量之和在数值上相等，C错误；Mg的摩尔质量为24 g·mol-1，D错误。 3．在标准状况下，将1 g H2、11 g CO2和4 g O2混合，该混合气体的体积约为(　　) A．16.8 L　　　　　　　B．14 L C．19.6 L D．8.4 L 解析：选C　混合气体的总的物质的量为0.5 mol＋0.25 mol＋0.125 mol＝0.875 mol，标准状况下的体积为0.875 mol×22.4 L·mol-1＝19.6 L。气体的体积与其种类无关。 4．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　) A．常温常压下，含有NA个氮原子的氮气体积约为11.2 L B．标准状况下，64 g SO2中含有的原子数为3 NA C．在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5 NA D．标准状况下，11.2 L H2O含有的分子数为0.5 NA 解析：选B　含有NA个氮原子的氮气物质的量为0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L，常温常压下气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1，故A错误；标准状况下，64 g SO2的物质的量＝＝1 mol，含有的原子数为3NA，故B正确；常温常压下，气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1，故11.2 L氯气的物质的量小于0.5 mol，则分子数小于0.5NA，故C错误；标准状况下，H2O不是气体，故D错误。 5．同温同压下相同体积的任何气体中含有的分子数相同。在一定温度和压强下，50 mL A2气体与75 mL B2气体恰好化合生成50 mL某气态化合物，则该化合物的化学式为(　　) A.AB2 B．AB C．A3B D．A2B3 解析：选D　由于同温同压下气体体积之比等于气体的分子数之比，可知反应中A2、B2及产物的物质的量之比为2∶3∶2，由原子守恒可知生成物的化学式为A2B3。 学科思想方法 在利用气体摩尔体积进行化学计算时，必须注意下列几个问题： (1)气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积，因此在非标准状况时不能随意使用22.4 L·mol-1。但在非标准状况下的Vm也可能是22.4 L·mol-1(比如温度高于0 ℃，压强大于101 kPa)。 (2)只适用于气态物质，对于固态物质和液态物质是不适用的。 (3)此处所指的“气体”，可以是纯净物，也可以是混合物。如标准状况下，1 mol氢气和氧气的混合气体，所占的体积约为22.4 L。 课时作业(四)　物质的量及其单位——摩尔　摩尔质量和气体摩尔体积 基础达标练 1．下列说法正确的是(　　) A．CO2的相对分子质量为44 g·mol-1 B．“物质的量”是“物质的质量”的简称 C．摩尔只能用于计量纯净物 D．阿伏加德罗常数的单位是mol-1 解析：选D　CO2的相对分子质量为44，A错误；“物质的量”是七个基本物理量之一，不是“物质的质量”的简称，B错误；摩尔是物质的量的单位，不是物理量，计量的是微粒集体，可以是纯净物，也可以是混合物，C错误；阿伏加德罗常数的单位是mol-1，D正确。 2．“物质的量”是一个将微观粒子与宏观物质联系起来的物理量。下列说法不正确的是(　　) A．标准状况下，1 mol NaCl的体积为22.4 L B．1 mol H2约含有6.02×1023个氢分子 C．1 mol O2含有2 mol氧原子 D．标准状况下，1 mol H2的体积为22.4 L 解析：选A　标准状况下NaCl为固体，因此1 mol氯化钠的体积不是22.4 L，故A说法错误；氢气是由氢气分子构成，因此1 mol H2约含有6.02×1023个氢气分子，故B说法正确，1 mol O2中含有2 mol氧原子，故C说法正确；氢气在标准状况下为气体，因此标准状况下，1 mol H2的体积为22.4 L，故D说法正确。 3．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．0.1 mol H2SO4和3.6 g H2O C．0.1 mol MgSO4·7H2O和0.1 mol C12H22O11(蔗糖) D．6. 02×1022个CO2与0.1 mol KMnO4 解析：选C　在求算某原子的物质的量时，要将化学式中所有该原子的数目相加。氧原子的物质的量＝含氧物质的物质的量×每摩尔物质所含氧原子数。A.0.3 mol×2≠0.3 mol×1，错误；B.0.1 mol×4≠，错误；C.0.1 mol×(4＋7)＝0.1 mol×11，正确；D.×2≠0.1 mol×4，错误。 4．水的相对分子质量为18，则一个水分子的质量为(　　) A．18 g B．18NA g C． g·mol-1 D． g 解析：选D　水的相对分子质量为18，则1 mol水的质量是18 g，而1 mol水含水分子是6.02×1023，因此一个水分子的质量为g。 5．下列叙述正确的是(　　) A．氢氧化钠的摩尔质量是40 g B．1 mol NaOH的质量是40 g·mol-1 C．1 g H2和1 g N2所含分子数相等 D．等质量的N2、CH4、CO、H2O中，CH4所含分子数最多 解析：选D　A项，摩尔质量的单位是g·mol-1，氢氧化钠的摩尔质量是40 g·mol-1，错误；B项，质量的单位是g，1 mol NaOH的质量是40 g，错误；C项，H2的摩尔质量为2 g·mol-1 ，N2的摩尔质量为28 g·mol-1，根据公式n＝判断，1g H2和1 g N2的物质的量不相等，所含分子数不相等，错误；D项，根据公式n＝判断，等质量的物质的物质的量与其摩尔质量成反比，故等质量的N2、CH4、CO、H2O中，CH4的物质的量最大，所含分子数最多，正确。 6．下列气体所含分子数最多的是(　　) A．0.25 mol C2 H6 B．0.5 mol N2 C．7 g CO D．24 g O2 解析：选D　A分子中数为0.25 NA，B中分子数为0.5 NA，C中分子数为×NA＝0.25 NA，D中分子数为×NA＝0.75 NA。 7．有以下物质：①6 g H2；②0.5 mol CO2； ③1.204×10 24个HCl分子；④147 g H2SO4； ⑤4 ℃时27 mL水。 (1)它们的物质的量最大的是____________(填序号，下同)。 (2)所含分子数最多的是________。 (3)所含原子数最多的是________。 (4)质量最小的是________。 解析：n(H2)＝＝3 mol， n(HCl)＝＝2 mol， n(H2SO4)＝＝1.5 mol， n(H2O)＝＝1.5 mol； m(CO2)＝0.5 mol×44 g·mol-1＝22 g， m(HCl)＝2 mol×36.5 g·mol-1＝73 g， m(H2O)＝27 mL×1 g·mL-1＝27 g。 答案：(1)①　(2)①　(3)④　(4)① 能力提升练 8．标准状况下，若1 L H2有n个分子，则阿伏加德罗常数可表示为(　　) A．22. 4n mol-1　　　　B．44. 8n mol-1 C． mol-1 D． mol-1 解析：选A　标准情况下，1 L H2的物质的量为 mol，分子数为×NA＝，即n＝mol，NA＝22.4n·mol-1。 9．(双选)用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是(　　) A．标准状况下，1.12 L H2和O2的混合气体含有的原子数为0.1 NA B．标准状况下，22.4 L CCl4含有的分子数为NA C．通常状况下，NA个CO2分子占的体积为22.4 L D．0.5 mol的MgCl2固体中，含有离子的总数为1.5NA 解析：选AD　标准状况下，1.12 L H2和O2的混合气体的物质的量为0.05 mol，H2和O2都是双原子分子，故混合气体的原子总数为0.1NA，A正确；标准状况下CCl4是液态，B错误；气体摩尔体积22.4 L·mol-1，适用于标准状况下的气体，而不是通常状况下的气体，C错误；1个MgCl2中含有3个离子，所以0.5 mol的MgCl2固体中，含有离子的总数为1.5NA，D正确。 10．若20滴水恰好为1 mL，那么1滴水中所含的水分子数约为(NA表示阿伏加德罗常数的值，ρ(水)＝1 g·cm-3)(　　) A．20NA B． C． D． 解析：选B　水的密度为1 g·cm-3，故1 mL水的质量为1 g，1滴水的质量为0.05 g，其物质的量为＝ mol，水分子数约为×NA＝。 11．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．含NA个H的H2的物质的量为1 mol B．NA个CO和1 mol N2所含分子数相等 C．NA个H2SO4与1 mol H3PO4所含氢原子的个数比为1∶1 D．0.1 mol C含1.2NA个质子 解析：选B　NA个H的物质的量为1 mol，则H2的物质的量为0.5 mol，A错误；NA个H2SO4中含有2NA个H，1 mol H3PO4中含有3NA个H，C错误；1个C中含有6个质子，0.1 mol C中含有0.6 NA个质子，D错误。 12．已知某气体单质R3的摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的数值用NA表示，现有V L(标准状况下)该气体，用含M、V、NA的代数式回答下列问题： (1)该气体的物质的量为________mol。 (2)该气体在标准状况下的密度为________ g·L-1。 (3)该气体所含原子总数为________。 (4)一个R原子的质量为________g。 答案：(1)　(2)　(3)　(4) 13．相同条件下，同质量的X、Y两种气体，相对分子质量分别为A、B，则： (1)X与Y的体积比为________，分子个数比为____________，密度比为________； (2)相同条件下的X、Y两种气体体积相同，则X与Y的质量比为________，物质的量比为________。 答案：(1)B∶A　B∶A　A∶B (2)A∶B　1∶1 14．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)0.2 g H2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)100 mL某Al2(SO4)3溶液中，n(Al3+)＝0.20 mol，则其中n(SO)＝________mol。 (4)在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl－，此氯化物的摩尔质量为__________________；该金属元素的相对原子质量为________。 (5)a个X原子的总质量为b g，则X的相对原子质量可表示为________。 解析：(1)0.2 g H2的物质的量为0.1 mol，含有0.2 mol氢原子，个数为1.204×1023。(2)含有相同氧原子数的CO与CO2的物质的量之比为2∶1，质量之比为 14∶11。(3)100 mL某Al2(SO4)3溶液中，n(Al3+)＝0.20 mol，则其中n(SO)＝0.30 mol。(4)二价金属的氯化物可以表示为MCl2，在9.5 g某二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl－，则9.5 g氯化物的物质的量为0.1 mol，该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。(5)一个X原子的质量为 g，1 mol X的质量为 g，则X的相对原子质量为。 答案：(1)1.204×1023　(2)14∶11 (3)0.30　(4)95 g·mol-1　24　(5) 学科网（北京）股份有限公司 $$