高中化学 第一章 从实验学化学 第二节 第1课时 物质的量 摩尔质量学案 新人教版必修1-新人教版高中必修1化学学案

第1课时物质的量摩尔质量[核心素养发展目标]1.能从宏观和微观的角度认识物质的多样性及其构成，了解物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数的含义与应用。2.能基于物质的量认识物质组成及变化，建立运用物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量之间计算的思维模型。一、物质的量、阿伏加德罗常数1．物质的量(1)国际单位制(SI)中的七个基本单位物理量长度质量时间电流热力学温度物质的量发光强度单位(符号)米(m)千克(kg)秒(s)安(A)开(K)摩(mol)坎(cd)(2)物质的量及其单位①物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，用符号n表示。②物质的量的单位——摩尔(3)判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)①物质的量可以理解为物质的数量(×)②物质的量表示物质所含指定粒子集体数目的多少(√)③物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子(√)④摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一(×)⑤1mol氢中含有2mol氢原子和2mol电子(×)物质的量概念的多角度理解(1)专有化：物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。(2)微观化：物质的量的单位是摩尔，只用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。(3)具体化：在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。如1molH2表示1摩尔氢分子，1molH表示1摩尔氢原子，1molH＋表示1摩尔氢离子。而1mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观粒子名称。(4)集体化：微粒个数的数值只能是正整数，而物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可是小数。例：5molH2O、0.5molH2O。2．阿伏加德罗常数(1)已知1个12C的实际质量为1.9933×10－23g，则12g12C所含碳原子个数约为6.02×1023，碳原子的物质的量为1摩尔。(2)阿伏加德罗常数的基准量为0.012_kg_12C中所含的原子个数，近似值为6.02×1023。(3)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数，符号是NA，单位是mol－1。(4)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)。例1下列说法中错误的是()A．物质的量是表示含有一定数目粒子的集体B．使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称C．1mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子D．0.012kg12C约含有6.02×1023个碳原子答案C解析物质的量是含有一定数目粒子集合体的物理量，其单位是摩尔，使用摩尔所指的对象是微粒，而微粒种类繁多，需要指明其名称；构成物质的粒子除原子外，还有分子、离子等；0.012kg12C(1mol)所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，约为6.02×1023。易错警示阿伏加德罗常数(NA)是一个物理量，其单位是mol－1(不是纯数值)，其基准量为0.012kg12C中所含的碳原子数，近似数值为6.02×1023。【考点】物质的量的相关概念【题点】物质的量及其单位摩尔例2amol硫酸中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为()A.eq\f(a,4b)mol－1 B.eq\f(b,4a)mol－1C.eq\f(a,b)mol－1 D.eq\f(b,a)mol－1答案B解析根据氧原子守恒可知：4×amol×NA＝b,NA＝eq\f(b,4a)mol－1。【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定阿伏加德罗常数相关链接阿伏加德罗常数的理解及应用(1)阿伏加德罗常数是指1mol任何粒子的粒子数，这里的粒子指同种粒子，如1molO2中的分子数为NA，而1molO2中的氧原子数为2NA。(2)阿伏加德罗常数有单位(mol－1)，是一个准确值，而6.02×1023无单位，是一个纯数值。阿伏加德罗常数与6.02×1023的关系就像π与3.14的关系，6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值，计算时通常使用这个近似值，而在叙述或定义“摩尔”的概念时要用“阿伏加德罗常数”来表示。(3)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等)，注意看清粒子的种类，常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。二、摩尔质量1．计算填表物质微粒1个微粒的实际质量(g)6.02×1023个微粒的质量(g)相对分子(或原子)质量H2O2.990×10－2317.999818Al4.485×10－2326.999727通过上表计算结果，可得出的结论是6.02×1023个微粒(1摩尔)的质量(以克为单位时)，在数值上(近似)等于其相对分子(或原子)质量。2．摩尔质量例3下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是()A．1molOH－的质量为17g·mol－1B．二氧化碳的摩尔质量为44gC．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答案D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项正确。【考点】物质的量的相关概念【题点】摩尔质量概念的辨析摩尔质量概念的理解(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，不随物质的物质的量的多少而改变。例4计算下列物质的摩尔质量。(1)已知氨气的相对分子质量为17，则氨气的摩尔质量为________。(2)1.28g某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为________。(3)已知一个铁原子的质量为bg，则铁的摩尔质量为__________________。(4)NA为阿伏加德罗常数，已知ag某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为________。答案(1)17g·mol－1(2)64g·mol－1(3)bNAg·mol－1(4)eq\f(aNA,b)g·mol－1【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定物质的摩尔质量思维启迪——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)×12g·mol－1。相关链接(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的多少而改变。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)物质的量的相关概念比较概念含义注意事项物质的量衡量一定数目微观粒子集合体多少的物理量：n①表示的是微观粒子的集合体多少，不是宏观物质的数量，是一个整体，不可拆分；②“物质的量”是联系宏观物质和微观粒子的桥梁摩尔①物质的量的单位：mol；②基准：0.012kg12C所含的碳原子数为1mol①因其所代表的数量巨大，只能用来描述具体的微观粒子，表示宏观物质没意义；②用“mol”衡量微观粒子时，必须用化学式指明粒子的种类，如“1molO”“2molO2”“1.5molSOeq\o\al(2－,4)”阿伏加德罗常数1mol微观粒子的粒子数，符号：NA①NA是一个实验值，现取6.02×1023作计算依据；②NA的单位：mol－1摩尔质量①单位物质的量的物质所具有的质量；②符号：M；③单位：g/mol或g·mol－1①适用于任何一种微观粒子；②纯净物和混合物都有摩尔质量，混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量三、关于物质的量的简单计算1．基本关系式(1)n＝eq\f(N,NA)(n表示物质的量，N表示粒子数)。关系式中NA的单位是mol－1。(2)M＝eq\f(m,n)(M为摩尔质量，m为物质的质量)。在M、n和m中，已知任意两项求第三项；若M的单位是g·mol－1时，则m的单位是g。2．恒等关系式由基本关系式n＝eq\f(N,NA)和n＝eq\f(m,M)可得恒等关系式：eq\f(N,NA)＝eq\f(m,M)。在N、NA、m、M中，已知任意三项可求第四项。一般情况下，NA、M是已知的，则N与m可互求。例5设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是()A．2.3g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2NAB．0.2NA个硫酸分子与19.6g磷酸(H3PO4)含有相同的氧原子数C．28g氮气所含的原子数为NAD．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1答案B解析2.3g钠(0.1mol)变为Na＋失去的电子数为0.1NA;19.6g磷酸的物质的量为19.6g÷98g·mol－1＝0.2mol，与0.2NA个硫酸分子的物质的量相同，二者含有的氧原子数也相同；28g氮气的物质的量为28g÷28g·mol－1＝1mol，含有2NA个氮原子；NA个氧分子质量为32g，NA个氢分子质量为2g，则其质量比为16∶1。【考点】物质的量的简单计算【题点】阿伏加德罗常数的正误判断例6在14.2g硫酸钠中：(1)含有的Na＋的数目是____________；(2)含有的SOeq\o\al(2－,4)的质量是__________；(3)含氧原子的物质的量是________。答案(1)1.204×1023(2)9.6g(3)0.4mol解析由硫酸钠的化学式可得如下关系式：Na2SO4～2Na＋～SOeq\o\al(2－,4)～4O方法一n(Na2SO4)＝eq\f(14.2g,142g·mol－1)＝0.1mol(1)n(Na＋)＝2n(Na2SO4)＝0.2mol，N(Na＋)＝0.2mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1023；(2)n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(Na2SO4)＝0.1mol，m(SOeq\o\al(2－,4))＝0.1mol×96g·mol－1＝9.6g；(3)n(O)＝4n(Na2SO4)＝0.4mol。方法二在关系式中，系数比等于粒子个数比，若都扩大为原来的6.02×1023倍，则化学计量数之比就等于物质的量之比：Na2SO4～2Na＋～SOeq\o\al(2－,4)～4O1mol2mol1mol4mol而在一个关系式中，等量的某一物质，可用不同的单位来表示。如2molNa＋，可用质量2×23g来表示，也可用离子个数2×6.02×1023来表示。在计算时，为方便计算，通常是化学计量数反映的量与该物质(已知量或待求量)的题给单位相同。如：本题中已知量硫酸钠是14.2g，那么化学计量数反映的1mol的Na2SO4就用“142g”来计算；(1)中求Na＋的个数，化学计量数反映的2molNa＋就用“2×6.02×1023”来计算；以此类推，有如下计算式：Na2SO4～2Na＋～SOeq\o\al(2－,4)～4Oeq\f(14.2g,142g)＝eq\f(NNa＋,2×6.02×1023)＝eq\f(mSO\o\al(2－,4),96g)＝eq\f(nO,4mol)解得：N(Na＋)＝1.204×1023，m(SOeq\o\al(2－,4))＝9.6g，n(O)＝0.4mol。【考点】物质的量的简单计算【题点】物质的量相关的多点计算思维拓展(1)物质的量是物质的质量和微粒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，再计算微粒数目或质量。(2)要注意描述的微粒与所求微粒之间的数量关系。如：Na2SO4～2Na＋～SOeq\o\al(2－,4)～4O1mol2mol1mol4molH2O～2H～O～原子～质子～电子～中子1mol2mol1mol3mol10mol10mol8mol(3)要注意物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的单位的区别，在计算过程中，一定要带着单位，否则容易出现错误。相关链接物质的量、质量、摩尔质量、粒子数之间的换算计算关系式(公式)主要应用注意事项n＝eq\f(N,NA)在n、N和NA中，已知任意两项，可求第三项①NA有单位：mol－1；②求n或N时，概念性问题用NA；数字性问题用6.02×1023mol－1n＝eq\f(m,M)在M、n和m中，已知任意两项，可求第三项M的单位取g·mol－1时，m的单位取gmeq\o(,\s\up7(÷M),\s\do5(M×))neq\o(,\s\up7(×NA),\s\do5(NA÷))N①在m、NA、M和N中，已知任意三项，可求第四项②以n列出恒等方程式解决较复杂的问题①重视n在m和N之间的桥梁作用；②与N有关的问题不要忽视微粒的组成和种类1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)物质的量是衡量物质数量的基本物理量()(2)摩尔是用来描述微观粒子的物理量()(3)摩尔质量实际上就是相对原子质量()(4)两种不同粒子的摩尔质量一定不同()(5)1mol氧中含有6.02×1023个氧原子()(6)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子()(7)硫酸根离子的摩尔质量是96g·mol－1()(8)3molOH－的质量是51g()(9)49g硫酸中含有1mol氢原子()(10)0.5mol水中含有的原子数目为1.5NA()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)√(9)√(10)√【考点】物质的量的相关概念【题点】物质的量相关概念的综合2．比较1mol氧气和1mol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．氧原子总数相同答案B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。【考点】物质的量的相关概念【题点】物质中不同粒子的识别与比较3．已知硫酸中含有3.01×1023个氧原子，硫酸的物质的量是()A．0.500mol B．1.00molC．0.250mol D．0.125mol答案D解析氧原子的物质的量n＝eq\f(N,NA)＝eq\f(3.01×1023,6.02×1023mol－1)＝0.5mol，硫酸的物质的量＝0.5mol÷4＝0.125mol。【考点】物质的量的简单计算【题点】物质的量与粒子数间的相互计算4．已知0.25mol甲烷中所含原子数为a，则阿伏加德罗常数可表示为()A.eq\f(a,5)mol－1 B．4amol－1C．amol－1 D.eq\f(4,5)amol－1答案D解析0.25mol甲烷中含有的分子数为eq\f(a,5)，根据微粒的数目与物质的量成正比可知1mol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)amol－1。【考点】物质的量的相关概念与计算【题点】计算确定阿伏加德罗常数5．20gA物质和14gB物质恰好完全反应，生成8.8gC物质、3.6gD物质和0.2molE物质，则E物质的摩尔质量为()A．100g·mol－1 B．108g·mol－1C．55g·mol－1 D．96g·mol－1答案B解析物质E的质量＝20g＋14g－8.8g－3.6g＝21.6g，其摩尔质量＝21.6g÷0.2mol＝108g·mol－1。【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定物质的摩尔质量6．用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是()A．18g水中含有的氢原子数目为NAB．1mol氩气分子所含的原子数目为2NAC．53g碳酸钠中含有的钠离子为0.5NAD．0.5mol硝酸中含有的氧原子为1.5NA答案D解析计算确定相关粒子的物质的量：水分子中所含氢原子的物质的量＝18g÷18g·mol－1×2＝2mol，氩气所含原子的物质的量＝1mol×1＝1mol，碳酸钠所含钠离子的物质的量＝53g÷106g·mol－1×2＝1mol，硝酸所含氧原子的物质的量＝0.5mol×3＝1.5mol。【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定物质中粒子的数目题组一物质的量的相关概念1．(2018·济南一中高一月考)下列对于“摩尔”的说法和理解正确的是()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数量与微观粒子的数量联系起来C．国际上规定，0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1molD．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol答案D解析物质的量是国际单位制中的基本物理量，是连接宏观物质与微观粒子的桥梁；摩尔是物质的量的单位，摩尔计量的标准是0.012kg12C中所含碳原子的物质的量为1mol。【考点】物质的量的相关概念【题点】物质的量及其单位摩尔2．(2019·河南正阳高中期末)下列叙述中不正确的是()A．2mol铁原子 B．1molFe3＋C．0.5mol氧 D．0.5mol氮气答案C解析0.5mol氧，是指0.5mol氧气还是0.5mol氧原子不清楚，指代不明确，故C错误。【考点】物质的量的相关概念【题点】物质的量的表示方法3．下列关于阿伏加德罗常数的说法错误的是()A．6.02×1023就是阿伏加德罗常数B．0.012kg12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数C．含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1molD．1mol氨气所含的原子数约为2.408×1024答案A解析阿伏加德罗常数(NA)是一个物理量，其单位是mol－1，其基准量为0.012kg12C中所含的碳原子数，近似数值为6.02×1023。【考点】物质的量的相关概念【题点】阿伏加德罗常数的概念的理解4．(2019·河南正阳高中月考)下列说法中正确的是()A．硫酸的摩尔质量是98gB．2molOH－的质量是34gC．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量D．1molN2的质量是14g答案B解析硫酸的摩尔质量是98g·mol－1，A错误；铁原子摩尔质量是以g·mol－1为单位，数值上等于铁原子的相对原子质量，故C错误；1molN2的质量m(N2)＝n×M＝1mol×28g·mol－1＝28g，故D错误。【考点】物质的量的相关概念【题点】摩尔质量概念的辨析5．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。下列叙述正确的是()A．偏二甲肼的摩尔质量为60gB．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60gC．1mol偏二甲肼的质量为60g·mol－1D．6g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子答案B解析偏二甲肼的摩尔质量应为60g·mol－1；6.02×1023个偏二甲肼约为1mol，其质量约为60g；6g偏二甲肼的物质的量为6g÷60g·mol－1＝0.1mol，含有的分子数为0.1NA。【考点】物质的量的相关概念【题点】物质的量相关概念的综合6．1mol硫酸和1mol磷酸的下列物理量不可能相同的是()A．质量 B．分子总数C．氢原子总数 D．氧原子总数答案C解析硫酸和磷酸的摩尔质量相同，物质的量相同，其质量一定相同，含有的分子总数一定相同；1mol硫酸和1mol磷酸都含有4mol氧原子，但含有的氢原子物质的量不相同。【考点】物质的量的相关概念【题点】物质中不同粒子的识别与比较题组二物质的量的简单计算7．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中错误的是()A．1mol氢气含有的原子数为2NAB．NA个水分子中含有氢原子的物质的量为2molC．1mol氧气中含有的分子数为2NAD．含有NA个氧原子的硫酸的物质的量是0.25mol答案C解析1mol氢气含有2mol氢原子，即2NA个氢原子；NA个水分子的物质的量为1mol，含有2mol氢原子；含有NA个(即1mol)氧原子的硫酸的物质的量为0.25mol。【考点】物质的量的简单计算【题点】物质的量与粒子数间的相互计算8．(2019·河南正阳高中检测)40.5g某金属氯化物RCl2含有0.6mol氯离子，则金属R的摩尔质量为()A．135g B．135g·mol－1C．64g D．64g·mol－1答案D解析含0.6mol氯离子的RCl2的物质的量为eq\f(1,2)×0.6mol＝0.3mol，金属氯化物RCl2的摩尔质量为eq\f(40.5g,0.3mol)＝135g·mol－1，R的摩尔质量为(135－35.5×2)g·mol－1＝64g·mol－1。【考点】物质的量的简单计算【题点】物质的量与质量间的相互计算9．(2019·山东师大附中高一期末)1g氮气含a个分子，则阿伏加德罗常数可表示为()A.eq\f(a,28)mol－1 B．amol－1C．28amol－1 D.eq\f(a,14)mol－1答案C解析1gN2含a个分子，则eq\f(1g,28g·mol－1)×NA＝a，解得NA＝28amol－1。【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定阿伏加德罗常数10．(2018·南京高一检测)16gX气体含有3.01×1023个分子，则X的摩尔质量为()A．16g·mol－1 B．32gC．32g·mol－1 D．64g·mol－1答案C解析该气体的物质的量为3.01×1023÷6.02×1023mol－1＝0.5mol，其摩尔质量为16g÷0.5mol＝32g·mol－1。【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定物质的摩尔质量11．(2018·江西高一检测)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 B．5×1022C．2.5×1022 D．2.5×1019答案A解析n(C)＝eq\f(1×10－3g,12g·mol－1)＝eq\f(1,12000)mol，含有碳原子个数为eq\f(1,12000)mol×6.02×1023mol－1≈5×1019。【考点】物质的量的简单计算【题点】计算确定物质中粒子的数目12．(2019·河南正阳高中检测)设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是()A．1molNHeq\o\al(－,2)所含的质子数和电子数都为10NAB．NA个微粒就是6.02×1023个微粒C．0.1mol硫酸中含有的原子总数为0.7NAD．1molCO所含电子数是28NA答案C解析1molNHeq\o\al(－,2)含有9NA个质子和10NA个电子，A错误；NA的近似值为6.02×1023，B错误；硫酸的分子式为H2SO4，每个硫酸分子中含有7个原子，所以0.1mol硫酸中含有的原子总数为0.7NA，C正确；每个CO分子含有14个电子，所以1molCO所含电子数是14NA，D错误。【考点】物质的量的简单计算【题点】阿伏加德罗常数的正误判断13．有五种物质：①6g氢气；②0.5mol二氧化碳；③1.204×1024个氯化氢分子；④147g硫酸；⑤92g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