内容正文:
第1章 认识化学科学
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
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第1章 认识化学科学
化学•必修 第一册(配LK版)
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目
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新知学习探究
01
CONTENTS
02
随堂知识演练
03
知能达标训练
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阿伏加德罗常数
微粒数
n
mol
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微粒个数
0.012 kg 12C
6.02×1023 mol-1
N/NA
0.5
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n
m
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[学习目标] 1.了解物质的量及其相关物理量阿伏加德罗常数、摩尔质量的涵义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成,运用物质的量、摩尔质量、微粒个数和物质的质量之间的相互关系进行简单计算。
知识点一 物质的量及其单位
一、物质的量
1.物质的量
(1)概念:是用__________________作为标准来衡量微粒集体所含________多少的物理量。
(2)符号:___。
(3)单位:摩尔(符号:________)。
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:表示1 mol物质所含的__________,用符号NA表示。
(2)数值:等于_______________所含的原子个数,NA≈_______________。
3.物质的量(n)、微粒数(N)、阿伏加德罗常数(NA)三者之间的关系
(1)关系式:n=__________。
(2)实例:3.01×1023个氧气分子的物质的量为________ mol。
4.微粒整体与部分的关系
1 mol AnBm中含有___ mol A和___ mol B,其推导过程如下:
二、摩尔质量
1.1 mol小麦和1 mol氧的说法对吗?
提示 不正确。物质的量只适用于微观粒子,不能用来表示宏观物质,故1 mol小麦的说法不正确;用摩尔时必须指明微粒的种类,1 mol氧既可表示氧原子、氧分子还能表示氧离子,这里的氧指代不明确,所以1 mol氧说法不正确。
4.1 mol H2O的质量、相对分子质量、摩尔质量分别是多少?
提示 18 g 18 18 g/mol
2.如何理解阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023 mol-1之间的关系?
提示 NA近似为6.02×1023 mol-1。
3.9.03×1023个二氧化碳分子的物质的量是多少?氧原子的物质的量是多少?
提示 由于1 mol物质含有阿伏加德罗常数个微粒,则9.03×1023个二氧化碳分子的物质的量是1.5 mol,氧原子的物质的量是3 mol。
1.物质的量、单位、计量对象及其与阿伏加德罗常数的关系
2.摩尔质量:相对原子(分子)质量、1 mol物质的质量间的关系:以g·mol-1为单位时数值上等于物质的相对原子(分子)质量(单位为1),等于1 mol物质的质量(单位:g)。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一,表示含有一定数目粒子的集合体。( )
(2)在使用摩尔表示物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类。( )
(3)1 mol OH-的质量是17 g·mol-1。( )
(4)1 mol CH4中含有1 mol碳和4 mol氢。( )
(5)2 mol H2O是1 mol H2O摩尔质量的2倍。( )
(6)1 mol O2的质量就是O2的相对分子质量相等。( )
(7)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。( )
提示 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
2.(2024·河南安阳联考)下列关于物质的量的说法正确的是( )
A.物质的量可以理解为物质的数量
B.1 mol任何物质都约含有6.02×1023个原子
C.物质的量描述的对象是分子、原子等微观粒子
D.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
解析 物质的量表示一定数目的粒子集合体,不能理解为物质的数量,也不能理解为物质的质量,A项错误;物质的构成微粒可能是原子,也可能是离子或分子,1 mol任何物质都约含有6.02×1023个组成该物质的基本微粒,但不一定都是原子,B项错误;物质的量表示一定数目的粒子集合体,微观粒子可以是分子、原子、离子,也可能是质子、中子等,故描述的对象是分子、原子等微观粒子,C项正确;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,D项错误。
答案 C
使用物质的量应该注意的问题
1.物质的量是构建微观粒子和宏观物质联系的桥梁。
2.摩尔不是物理量,它是物质的量的单位,如同“米”是长度的单位一样。
3.使用物质的量的“四化”
专有化
“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质的质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子,如分子、原子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如大米
具体化
必须指明具体粒子的种类,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”,不能说“1 mol氧”(指代不明)
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体,如“1 mol NaCl”“0.5 mol H2SO4”
知识点二 物质的量(n)、物质的质量(m)、粒子数目(N)之间关系
1.n=eq \f(m,M)
(1)在M、n和m中,已知任意两项可求第三项。
(2)由M可求相对原子(分子)质量。
2.n=eq \f(N,NA)
(1)在n、N和NA中,已知任意两项可求第三项。
(2)求n或N的概念性问题用NA,数字性问题用6.02×1023 mol-1。
(3)N与n成正比,即eq \f(N1,N2)=eq \f(n1,n2)。
3.eq \f(m,M)=eq \f(N,NA)
(1)N、NA、m、M四个量中已知任意三项可求第四项。
(2)该关系式中,一般NA、M是已知的,m与N可互求。
1.9.03×1023个CO2分子的物质的量、物质的质量分别是多少?
提示 n=eq \f(N,NA)=eq \f(9.03×1023,6.02×1023 mol-1)=1.5 mol。
m=nM=1.5 mol×44 g·mol-1=66 g。
2.9 g水的物质的量、所含分子数目分别是多少?
提示 n=eq \f(m,M)=eq \f(9 g,18 g·mol-1)=0.5 mol。
N=n·NA=0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023。
物质的量、物质的质量、粒子数目的关系
1.(2024·辽宁阜新月考)回答下列问题。
(1)0.5 mol O2,氧气分子的数目是________(粒子数用NA表示)。
(2)0.5 mol Na2CO3的质量是________g。
(3)1.204×1023个CH4分子的物质的量是________mol。
解析 (1)0.5 mol O2,含有的氧气分子的数目为0.5NA。
(2)0.5 mol Na2CO3的质量为0.5 mol×106 g·mol-1=53 g。
(3)1.204×1023个CH4分子的物质的量为1.204×1023÷6.02×1023 mol-1=0.2 mol。
答案 (1)0.5NA (2)53 (3)0.2
2.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)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________。
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的物质的量之比为2∶1,其质量之比为14∶11。(3)某二价金属的氯化物可以表示为MCl2,在9.5 g该二价金属的氯化物中含0.2 mol Cl-,则9.5 g该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。
答案 (1)1.204×1023 (2)14∶11 (3)95 g·mol-1 24
以物质的量为中心的计算需要注意的地方
物质的量是物质的质量和微观粒子数目之间计算的桥梁,已知物质的质量求其微粒数目或已知物质的微粒数目求其质量都是先转换成物质的量,再计算微粒数或质量,特别要注意微粒可能是分子,也可能是所含的原子、离子、电子等,直接代入公式时,各符号代表的微粒要统一。
1.(2024·广东湛江期中)下列对于“摩尔”的理解正确的是( )
A.摩尔是表示物质粒子多少的物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.物质的量就是物质的数量
D.1 mol氢含6.02×1023个H2
解析 摩尔是物质的量的单位,不是物理量,A项错误;物质的量是含有一定数目粒子的集体,单位是摩尔,简称摩,符号为mol,B项正确;物质的量不是物质的数量,而表示含有一定数目粒子的集合体,C项错误;氢指代不明,可以表示氢原子,也可以表示氢气,D项错误。
答案 B
2.(2024·上海晋元期中)下列关于阿伏加德罗常数的说法,不正确的是( )
A.单位是mol-1
B.近似值为6.02×1023
C.是一个基本物理量
D.可表示1 mol氢原子的个数
解析 阿伏加德罗常数的单位是mol-1,A项正确;阿伏加德罗常数有单位,其数值近似等于6.02×1023,B项正确;阿伏加德罗常数是一个常数,不是一个基本物理量,C项错误;阿伏加德罗常数可表示氢原子、氢分子、氢离子等微观粒子的集合体,1 mol氢原子的个数为阿伏加德罗常数,D项正确。
答案 C
3.广东早茶是一种岭南民间饮食风俗,据《广东新语》记载,唐代曹松把茶种移植到南海西樵山,便拉开了广东茶文化的序幕。茶叶中含有丰富的咖啡因(C8H10N4O2,相对分子质量为194),能兴奋中枢神经、消除疲劳。如果一壶茶含有0.194 g咖啡因,则其物质的量为( )
A.4.00×10-3 mol
B.3.00×10-3 mol
C.2.00×10-3 mol
D.1.00×10-3 mol
解析 摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以咖啡因的摩尔质量为194 g·mol-1,n=eq \f(0.194 g,194 g·mol-1)=1.00×10-3 mol。
答案 D
4.一定质量的NH3中含有的原子总数为N,若阿伏加德罗常数用NA表示,则NH3的物质的量是( )
A.eq \f(N,NA)
B.eq \f(4N,NA)
C.eq \f(N,4NA)
D.eq \f(3N,4NA)
解析 一个NH3中含有4个原子,已知NH3中原子的总数是N,则NH3的分子数是eq \f(N,4),n(NH3)=eq \f(N,4NA)。
答案 C
5.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)________ mol H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等。
(2)483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是________mol。
(3)a个X原子的总质量为b g,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SOeq \o\al(2-,4)的物质的量之比为________。
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eq \f(1.6 mol,4)=0.4 mol。
(2)483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是eq \f(483 g,322 g·mol-1)×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eq \f(b,a) g,1 mol X原子的质量为eq \f(b,a)·NA g,则X的相对原子质量可以表示为eq \f(bNA,a)。
(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eq \f(x+y,2x)=eq \f(4,3),解得eq \f(x,y)=eq \f(3,5),所以镁离子的物质的量为x+y=eq \f(8x,3),硫酸根离子的物质的量y=eq \f(5x,3),则Mg2+与SOeq \o\al(2-,4)的物质的量之比为8∶5。
答案 (1)0.4 (2)3 (3)eq \f(bNA,a) (4)8∶5
$$