高中化学鲁科版必修第一册 物质的量知识清单

高中化学鲁科版必修第一册物质的量知识清单【课程标准与核心素养要求】本部分内容对应《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》主题2：常见的无机物及其应用。要求通过“物质的量”这一物理量的学习，帮助学生建立宏观物质（质量、体积）与微观粒子（数目）之间的联系，发展“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。【重要】一、物质的量及其单位——摩尔（mol）（一）为什么要引入“物质的量”？——【基础】化学变化是原子、分子、离子等微观粒子按一定数目进行的重新组合。然而，我们在实验室中能够直接称量和操作的却是以克（g）为单位的宏观物质。例如，碳与氧气反应生成二氧化碳的化学方程式为：C+O2=CO2。它表示1个碳原子与1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子。但在实际生产中，我们无法数出并取用1个碳原子，只能称取12g碳（约含6.02×10²³个碳原子）与32g氧气反应。因此，需要一个“桥梁”物理量，将看不见、数不清的微观粒子与可称量的宏观物质联系起来，这个物理量就是“物质的量”。【热点】（二）基本概念1、定义：物质的量是国际单位制（SI）中7个基本物理量之一【非常重要】。它表示含有一定数目粒子的集合体。2、符号：n3、单位：摩尔，简称“摩”，符号为mol。4、标准（阿伏加德罗常数）：国际上规定，1mol任何微粒集合体所含的微粒数与0.012kg¹²C（一种碳原子）中所含的碳原子数相同。【非常重要】5、阿伏加德罗常数（NA）：（1）定义：1mol任何微粒集合体所含的微粒数目。它是一个物理常量，符号为NA。【重要】（2）数值与单位：实验测定，NA≈6.02214076×10²³mol⁻¹。在高中阶段，近似计算中通常使用6.02×10²³mol⁻¹。【高频考点】（3）理解：NA就像“一打”（表示12个）、“一令”（表示500张）一样，是一个特定的计数基准，只不过这个基准的数值极其巨大。【基础】（三）物质的量（n）、阿伏加德罗常数（NA）与微粒数（N）的关系——【核心公式】★n=N/NA变形：N=n×NA公式含义：物质的量（n）等于微粒数目（N）除以阿伏加德罗常数（NA）。即知道了微粒数，除以这个巨大的集合标准，就得到了有多少“摩尔”的该微粒。（四）注意事项与易错点辨析——【难点·必坑指南】1、“物质的量”是一个整体名词，不能拆解、增减或替换。【非常重要】不能说成“物质量”、“物质的质量”或“物质的数量”。2、适用范围：仅用于描述微观粒子及其特定组合（如原子、分子、离子、电子、质子、中子、原子团等），绝对不能用于描述宏观物质。【高频易错点】例如，“1mol苹果”、“1mol人”的说法是完全错误的。3、指代明确原则：使用摩尔表示物质的量时，必须用化学式指明粒子的具体种类。【非常重要】否则会导致歧义。（1）正确表达：1molO（表示1mol氧原子）、1molO₂（表示1mol氧分子）、1molSO₄²⁻（表示1mol硫酸根离子）。（2）错误表达：1mol氧（未指明是氧原子、氧分子还是氧离子，属于指代不明）。4、阿伏加德罗常数（NA）是一个精确的物理常量，其数值约为6.02×10²³。6.02×10²³只是一个近似值，因此，题目中若说“NA=6.02×10²³”是错误的。【易错点】通常说“约含6.02×10²³个微粒”。（五）典型例题与考查方式1、概念辨析题：判断关于物质的量、摩尔的说法是否正确。2、简单计算题：已知微粒数求物质的量，或已知物质的量求微粒数。【例题1】（基础）计算0.5molH₂O中含有多少个水分子？【解题步骤】（1）明确已知量：n(H₂O)=0.5mol。（2）选用公式：N=n×NA。（3）代入计算：N(H₂O)=0.5mol×6.02×10²³mol⁻¹=3.01×10²³。【解答要点】注意书写单位和格式，结果使用科学计数法。【例题2】（易错）下列说法正确的是（）A.摩尔是7个基本物理量之一B.物质的量就是物质的质量C.1mol氢含有6.02×10²³个氢原子D.0.012kg¹²C所含的碳原子数约为6.02×10²³【解析】A错误，物质的量是物理量，摩尔是其单位；B错误，概念混淆；C错误，指代不明，“1mol氢”未指明是氢原子还是氢分子；D正确。故选D。二、摩尔质量（MolarMass）（一）概念的建立——【重要】当我们知道了1mol物质含有NA个微粒，那么这“一堆”（即1mol）物质的质量是多少呢？这就是摩尔质量要解决的问题。它将物质的量（n）与宏观可测的质量（m）联系起来。（二）基本概念1、定义：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。符号为M。【基础】2、单位：g·mol⁻¹（克每摩尔）或kg·mol⁻¹。3、数值规律：【非常重要】当物质的质量以克为单位时，摩尔质量在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。（1）例如：O原子的相对原子质量为16，则O的摩尔质量M(O)=16g·mol⁻¹。（2）O₂分子的相对分子质量为32，则O₂的摩尔质量M(O₂)=32g·mol⁻¹。（3）Na⁺的相对原子质量与Na原子相近（电子质量极小可忽略），则Na⁺的摩尔质量M(Na⁺)=23g·mol⁻¹。4、拓展：对于任意微粒，其摩尔质量M=m(一个微粒)×NA。（三）物质的量（n）、质量（m）与摩尔质量（M）的关系——【核心公式】★n=m/M变形：m=n×M；M=m/n公式含义：物质的量等于物质的质量除以该物质的摩尔质量。（四）注意事项与易错点辨析1、摩尔质量是一个有单位（g·mol⁻¹）的物理量，而相对原子/分子质量是一个比值，无单位（或单位为1）。两者数值相同，但物理意义不同。【高频考点】例如，可以说“H₂O的摩尔质量是18g·mol⁻¹”，不能说“H₂O的摩尔质量是18”。2、对于同一种物质，其摩尔质量是固定不变的，不随质量的改变而改变。【易错点】例如，无论取1gH₂O还是1kgH₂O，H₂O的摩尔质量始终是18g·mol⁻¹。3、计算时，要注意质量单位与摩尔质量单位匹配。如果质量是克，摩尔质量必须用g·mol⁻¹；如果质量是千克，摩尔质量则需换算为kg·mol⁻¹。（五）典型例题与考查方式——【热点·计算基石】1、基础计算：已知质量和物质的量求摩尔质量，或已知质量和摩尔质量求物质的量。2、综合计算：作为后续气体体积、溶液浓度计算的基础。【例题3】（基础计算）36gH₂O的物质的量是多少？其中含有多少个H原子？【解题步骤】（1）第一步：求H₂O的摩尔质量。M(H₂O)=(1×2+16)g·mol⁻¹=18g·mol⁻¹。（2）第二步：求H₂O的物质的量。n(H₂O)=m/M=36g/18g·mol⁻¹=2mol。（3）第三步：求H₂O分子数。N(H₂O)=n×NA=2mol×6.02×10²³mol⁻¹=1.204×10²⁴。（4）第四步：求H原子数。每个H₂O分子含有2个H原子，所以N(H)=2×N(H₂O)=2×1.204×10²⁴=2.408×10²⁴。【解答要点】注意分步计算，先求物质的量，再进行粒子数换算。务必关注微粒的组成关系。三、气体摩尔体积（MolarVolumeofGas）（一）概念的建立——【重要】固体、液体的体积主要由粒子大小决定，且不同物质粒子大小不同，因此1mol不同固体或液体的体积往往不同。但对于气体，情况不同。气体的体积主要由粒子间的平均距离决定，而距离受外界条件（温度、压强）影响显著。（二）影响物质体积大小的因素（宏观视角下的微观解释）——【基础】1、决定物质体积的微观因素：【难点】（1）粒子本身的大小（对于固、液体是主要因素）。（2）粒子间的平均距离（对于气体是主要因素）。（3）粒子的数目（即物质的量）。2、结论：（1）对于固体和液体：粒子间距离很小，体积主要取决于粒子大小和数目。不同物质的粒子大小不同，因此，1mol不同固、液体的体积往往不同。（2）对于气体：粒子间距离很大（通常约为粒子直径的10倍），体积主要取决于粒子间的平均距离和粒子数目。在相同温度和压强下，任何气体粒子间的平均距离几乎是相同的，因此，1mol任何气体所占的体积都基本相同。（三）气体摩尔体积（Vm）——【核心概念】1、定义：单位物质的量的气体所占的体积。符号为Vm。【重要】2、单位：L·mol⁻¹（升每摩尔）或m³·mol⁻¹。3、公式：Vm=V/n变形：V=n×Vm；n=V/Vm4、标准状况下的气体摩尔体积：【高频考点·非常重要】（1）标准状况（简称“标况”）：指温度为0℃（273K），压强为101.325kPa（通常取101kPa）的条件。（2）数值：在标准状况下，气体摩尔体积Vm≈22.4L·mol⁻¹。（3）含义：在标准状况下，1mol任何气体（包括混合气体）的体积都约为22.4L。（四）注意事项与易错点辨析——【难点·必坑指南】1、使用22.4L·mol⁻¹的四要素：【非常重要】（1）条件：必须是标准状况（0℃，101kPa）。（2）对象：必须是气体（可以是单一气体，也可以是互不反应的混合气体）。对于H₂O、SO₃、CCl₄、苯、酒精等在标准状况下为非气态的物质，不适用。【高频易错点】（3）物质的量：必须是1mol。（4）约等：结果是“约为”22.4L，是近似值。2、气体摩尔体积（22.4L·mol⁻¹）与状况的关系：（1）若题目给出的是常温常压（25℃，101kPa），则气体摩尔体积大于22.4L·mol⁻¹，不可直接使用22.4L·mol⁻¹进行计算。（2）即使不在标况下，只要温度和压强相同，任何气体的Vm都相同（阿伏加德罗定律的基础）。（五）阿伏加德罗定律及其推论——【难点·拔高】1、定律内容：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。【重要】即“三同定一同”（T、p、V相同，则N（或n）相同）。2、推论（理想气体状态方程pV=nRT的衍生）：（1）同温同压下：气体的体积比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比。即V₁/V₂=n₁/n₂=N₁/N₂。（2）同温同体积下：气体的压强比等于其物质的量之比。即p₁/p₂=n₁/n₂。（3）同温同压下：气体的密度比等于其摩尔质量之比。即ρ₁/ρ₂=M₁/M₂（推论过程：ρ=m/V=nM/nVm=M/Vm，同温同压下Vm为定值）。（六）典型例题与考查方式——【高频考点】1、概念判断题：判断22.4L·mol⁻¹的使用条件是否正确。2、简单计算：已知标况下气体体积求物质的量或质量。3、阿伏加德罗定律的应用：比较不同气体的体积、分子数、密度等。【例题4】（易错）下列说法正确的是（）A.标准状况下，1molH₂O的体积约为22.4LB.常温常压下，1molO₂的体积约为22.4LC.1molH₂在20℃时的体积一定比22.4L大D.标准状况下，11.2LCO₂所含的分子数约为3.01×10²³【解析】A错误，标况下H₂O为非气体；B错误，常温常压不是标况；C错误，温度高于标况，但压强未知，体积无法确定；D正确，n(CO₂)=11.2L/22.4L·mol⁻¹=0.5mol，分子数=0.5×6.02×10²³=3.01×10²³。故选D。四、物质的量浓度（ConcentrationofAmountofSubstance）（一）概念的建立——【重要】在化学实验和实际生产中，我们经常用到溶液。如何定量表示溶液的浓稀？以前学过的“质量分数”能表示溶质与溶液的质量关系，但取用液体时，我们更习惯量取体积。因此，需要一个新的物理量，将溶质的“物质的量”与溶液的“体积”联系起来，这就是“物质的量浓度”。（二）基本概念1、定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。符号为cB。【非常重要】2、单位：mol·L⁻¹（摩尔每升）或mol·m⁻³。3、公式：cB=nB/V变形：nB=cB×V；V=nB/cB其中，V是溶液的体积，单位通常为L；nB是溶质B的物质的量，单位为mol。【高频考点】（三）注意事项与易错点辨析——【难点·必坑指南】1、区分“溶液体积”与“溶剂体积”：公式中的V是溶液的体积，不是水的体积，也不是溶剂体积。【非常重要】将1molNaCl溶于1L水中，所得溶液的体积不是1L，通常会大于或小于1L（具体视溶质而定），因此其物质的量浓度不是1mol·L⁻¹。【高频易错点】2、溶质种类的确定：（1）对于能与水发生反应的物质，溶质是指反应后最终在溶液中存在的微粒。例如：Na₂O（或Na）溶于水，溶质是NaOH；SO₃溶于水，溶质是H₂SO₄。（2）对于含结晶水的物质（如CuSO₄·5H₂O），溶质是无水物（CuSO₄）。3、浓度均一性：从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液，其浓度不变。但所含溶质的物质的量（n）会随体积变化而变化。【基础】（四）典型例题与考查方式1、基础计算：已知溶质的量和溶液体积，求浓度。2、概念辨析：判断关于配制或使用溶液的说法是否正确。【例题5】（基础计算）配制500mL0.1mol·L⁻¹的NaOH溶液，需要称取NaOH固体的质量是多少？【解题步骤】（1）第一步：求所需NaOH的物质的量。n(NaOH)=c×V=0.1mol·L⁻¹×0.5L=0.05mol。（2）第二步：求所需NaOH的质量。m(NaOH)=n×M=0.05mol×40g·mol⁻¹=2.0g。【解答要点】注意体积单位换算（mL→L）。五、核心物理量之间的关系网络图——【必会·模型认知】这一节的所有计算，归根结底是围绕着“物质的量（n）”这个核心展开的，请务必掌握下图所示的衍生关系：【非常重要】（一）核心枢纽：物质的量（n）（二）四大衍生路径：1、与微粒数（N）的联系：n——(乘以NA)→N；N——(除以NA)→n2、与质量（m）的联系：n——(乘以M)→m；m——(除以M)→n3、与气体体积（V_gas）的联系（标况）：n——(乘以22.4)→V_gas；V_gas——(除以22.4)→n4、与溶液浓度（c）和溶液体积（V_sln）的联系：n——(除以V_sln)→c；c——(乘以V_sln)→n；n——(除以c)→V_sln（三）综合应用模型：在实际问题中，往往需要在这四个量（N,m,V_gas,c）之间进行多次转换，但无论路径多复杂，都应以“物质的量（n）”为转换的“中心货币”。例如：已知某物质的质量，要求其分子数，解题路径为：m→(除以M)→n→(乘以NA)→N。六、配制一定物质的量浓度的溶液（实验探究）——【高频考点·实操】（一）实验仪器1、核心仪器：容量瓶。【非常重要】（1）规格：常见的规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等。（2）结构：细颈、梨形、平底玻璃瓶，配有磨口玻璃塞或塑料塞。（3）标识：温度（一般为20℃）、容积、刻度线（瓶颈上有一圈刻度线）。（4）用途：用于精确配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液。（5）注意事项：不能用于溶解、稀释、长期贮存溶液或进行反应；使用前必须检查是否漏水。2、其他仪器：托盘天平（或分析天平）、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒（用于取稀释液或非精确配制）、胶头滴管、试剂瓶。（二）实验步骤（以配制100mL1.00mol·L⁻¹NaCl溶液为例）——【重要操作流程】1、计算：计算所需溶质的质量。n(NaCl)=c·V=1.00mol·L⁻¹×0.1L=0.1mol，m(NaCl)=n·M=0.1mol×58.5g·mol⁻¹=5.85g。2、称量：用托盘天平称取5.9gNaCl固体（托盘天平精确到0.1g，实际为近似值）。若要求更精确，则用分析天平称取5.85g。3、溶解：将称好的NaCl放入烧杯中，加入适量蒸馏水（约50mL），用玻璃棒搅拌，使其完全溶解，并冷却至室温。【易错点：未冷却会导致溶液体积膨胀，最终浓度偏高】4、转移：将冷却后的溶液用玻璃棒引流，小心地转移到100mL容量瓶中。5、洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次，并将每次洗涤液都转移至容量瓶中。【重要：保证溶质全部转移】6、定容：向容量瓶中缓慢加蒸馏水，直至液面距离刻度线12cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水，使溶液凹液面最低处恰好与刻度线相切。7、摇匀：盖好瓶塞，用食指按住瓶塞，另一只手托住瓶底，反复上下颠倒、摇匀。8、装瓶贴签：将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签（注明溶液名称和浓度）。（三）误差分析——【难点·热点】根据公式cB=nB/V=m/(M·V)，分析操作对m（溶质质量）或V（溶液体积）的影响。1、导致溶液浓度偏高的情况：（1）溶解时未冷却至室温，趁热转移并定容（V偏小）。（2）定容时俯视刻度线（V偏小）。（3）称量时，左码右物（使用游码时，实际m偏小？这里要分析：左码右物时，若未使用游码，无影响；若使用了游码，实际称量的溶质质量小于所需质量，结果应该是偏低。常见错误是：若按正常读数记录，但实际溶质少了，则浓度偏低。但若我们认为是操作导致溶质“看起来”多，但实际没多，反而少了。严格来说：左码右物且使用了游码时，m实际=m砝码m游码，小于所需质量，所以浓度偏低。若是称量物与砝码放反但未使用游码，则称量质量等于所需质量，无影响。【高频易错】）2、导致溶液浓度偏低的情况：（1）称量时，固体药品潮解或含有杂质（m偏小）。（2）转移溶液时，有少量液体溅出（n偏小）。（3）未洗涤烧杯和玻璃棒（n偏小）。（4）定容时仰视刻度线（V偏大）。（5）定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又补加蒸馏水（V偏大，且溶质已均匀分布，补加会稀释）。3、无影响的情况：（1）容量瓶内有少量蒸馏水（不影响最终溶液体积和溶质量）。（2）定容摇匀后，液面低于刻度线（属于正常现象，因有部分溶液沾在刻度线以上内壁）。七、综合计算题型与解题策略——【拔高·满分之路】（一）溶液稀释与混合的计算——【高频考点】1、稀释定律：在溶液稀释前后，溶质的物质的量不变。【非常重要】公式：c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)2、混合定律：同一溶质不同浓度的溶液混合时，混合前后，溶质的物质的量（或质量）总和不变。公式：c₁V₁+c₂V₂=c(混)·V(混)（注意：V(混)通常不是V₁+V₂，除非题目指明体积可加或密度近似相等，否则需通过质量/密度计算。）（二）物质的量浓度（c）与溶质质量分数（w）的换算——【难点】已知某溶液的密度为ρg·mL⁻¹，溶质质量分数为w，摩尔质量为Mg·mol⁻¹。求其物质的量浓度c。推导过程：取1L（即1000mL）溶液。溶液质量m(溶液)=1000mL×ρg·mL⁻¹=1000ρg。溶质质量m(溶质)=m(溶液)×w=1000ρwg。溶质物质的量n(溶质)=m(溶质)/M=(1000ρw)/Mmol。物质的量浓度c=n(溶质)/V(溶液)=[(1000ρw)/M]mol/1L。★最终公式：c=(1000ρw)/M（注意：ρ的单位是g·mL⁻¹，c的单位是mol·L⁻1）【非常重要】（三）有关气体溶于水的计算——【难点】题型：标准状况下，VL（体积）气体（摩尔质量为Mg·mol⁻¹）溶于1L水（密度1g·cm⁻³）中，所得溶液的密度为ρg·cm⁻³。求溶液的物质的量浓度。解题步骤（模板）：1、求溶质的物质的量：n(气体)=V(气体)/22.4L·mol⁻¹。2、求溶液的质量：m(溶液)=m(气体)+m(水)=[n(气体)×M]+1000g。3、求溶液的体积：V(溶液)=m(溶液)/ρ(溶液)=[(n×M)+1000]g/(ρg·cm⁻³)。注意单位换算，将cm³换算成L：1cm³=10⁻³L，即V(溶液)(L)=[(n×M)+1000]/(1000ρ)L。4、求浓度：c=n(气体)/V(溶液)=[V/22.4]/{[(V/22.4×M)+1000]/(1000ρ)}，化简后即可。（四）阿伏加德罗常数（NA）的多维判断——【必考题型·热点】这是历年高考的必考题型，主要考查学生对物质的量、气体摩尔体积、物质结构、氧化还原反应、电解质溶液等知识的综合应用能力。【常见设错陷阱】：1、气体摩尔体积的“状况”陷阱：题目常给“常温常压”、