新鲁科版必修1第1章第3节第1课时物质的量及其单位——摩尔摩尔质量学案.docx

第1课时 物质的量及其单位摩尔 摩尔质量一、物质的量及其单位1 .物质的量：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、分子或离子等微观蚯的数量联系起来。单位：麾空，简称：第符号:ne2 .摩尔一物质的量的单位：(1)标准：国际计量大会规定，1 mol包含6.022 140 76x1()23个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。(2)- ： molo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_e r A二、摩尔质量1 .摩尔质量：项目内容概念单位物质的量的物质所具有的质量m ( CO? )44 03xn(CO2)xNA = 3x xNa = 3xxNa = 3Na ,C 项错误；n(H2SO4)iV144 g mol -1； =0.1 mol , N(H2SO4)= n(H2SO4)xNA = 0.1NA，D 项正确。iV, 98 g-mol"1.我国科学家合成了一种全新的环18碳分子(Gg ,如图)，下列说法正确的是()A .属于一种新型化合物B .与C60的摩尔质量相等C.等质量的Cl8与C60所含的原子个数比为1:1D .等质量的Ci8与C60所含的分子个数比为1:1【解析】选C。属于碳的一种单质，故A错误；G8的摩尔质量是216 g-mol -1 z C60的摩尔质量是720 g mol -1 z摩尔质量不相等，故B错误；两 种物质都只由碳原子构成，等质量的Cl8与C60所含的原子个数相等，故C正确； 设质量为m g ,则G8与C6。所含的分子个数比为: mg =216 gmol-1720 g-mol-110:3 ,故D错误。2人类若不珍惜水资源，在地球上看到的最后一滴水将是我们的眼泪。”水在 环境中占有特殊的地位，是一切生物赖以生存的不可缺少的条件。人类的文明 和发展与水有着极为密切的关系。总之，人与水休戚相关，珍惜水资源、节约 水资源是我们每一位公民应尽的义务。那么一滴水中含有多少水分子呢?假若50滴水正好是2.5 mL ,试计算一下1滴 水所含的分子数是个。假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数,每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数Na取6.02x1023 mol-')。A.10年 B . 1千年C . 10万年 D . 1千万年【解析】已知1滴水的体积为2.5/50 = 0.05(mL),又因为H2O的密度为1 g mL -1 f故1滴水的质量即为0.05 g ,相当于0.05/180.002 8(mol),则所含的 分子数为0.05/18x6.02x1()23句67x1021个。60亿人一年数水分子数为365天x24 小时/天x60xl()8x5 000个/小时，1 g水的分子个数为 - x18 g-mol- 16.02x1 ()23 个/mo, X6.02xl023/mol(365x24x60xl08x5 00018 g-mol- 1105 年。答案：1.67x102(学习任务二 物质的量、物质的质量、粒子数目的关系质量、物质的量和微粒数之间的换算(1 )9.03x 1 (F个co2分子的物质的量、物质的质量分别是多少?+曰一N提小：n二大9.03x1()23-6.02xl023 mol'1=1.5 mol = n-M = 1.5 molx44 g-mol_ 1 = 66 go(2)9 g水的物质的量、所含分子数目分别是多少？ m 9 o提示：n = 77 二 = 0.5 mol , N = ivNa = 0.5 molx6.02xl023mol- 1 =M 18 g-mol-13.01X1023。质量、物质的量与微粒数之间的关系(l)n、N、Na三个量中，已知任意两项可求第三项。求N时,概念性问题用Na ,数字性问题近似用6.02x1023 mol- 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。- m2-n = M :m、n、M三个量中，已知任意两项可求第三项。(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。【规律方法】摩尔质量的四性: 等同性：摩尔质量只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等，其内 涵和单位是不同的。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。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 一为单位 时，其数值近似等于该原子的相对分子质量或相对原子质量。混合性：对于混合物来说，只要其组成一定，1 mol该混合物的质量就是该混 合物的平均摩尔质量。畿【思考讨论】32 g的Ch和32 g O3所含氧原子数的个数比是多少？提示：32 g 02所含氧原子数的个数为N = n-NAx2 = 32 g+示g moP'xNAx2 = 2Na ； 32 g Ch所含氧原子数的个数为 N = n-NAx3 = 32 g-48 g,mol - 】xNax3 = 2 Na ； 即相同质量的02和03所含氧原子数的个数比是1：1。苹果是我们生活中常见的水果。但不能用物质的量来描述苹果的数量。假设 我们每天吃10个苹果，全球有60亿人，1 mol的苹果够我们全世界人吃多少年 呢？请你通过计算感受一下这个数目的庞大。提示L天全球人要吃10x6x1 （）9=6乂1（严个苹果，1 mol苹果够我们吃约为1x1（） 天，约为3x10年，即300亿年。【典例】（2021 .济南高一检测）（1）0.2 mol Na2so4能解离出（用含Na的代数式表示）个Na+ , 0.04 mol某物质的质量为7.2 g ,则该物质的摩尔质量为等物质的量的CO和CO2中所含O原子物质的量之比是,二者的质量之比是O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OA . 6 g H2B . 0.5 mol CO2C . 1.204x1024 个 HC1 分子 D . 98 g H2so4教师专用4E . 92 g 乙醇(C2H5OH) 【思维建模】解答物质的量、摩尔质量题目的思路如下:【解析】(1)0.2 mol Na2so4能解离出Na +的物质的量为0.2 molx2 = 0.4 mol ,故 Na +的个数为0.4Na ； 0.04 mol某物质的质量为7.2 g ,则该物质的摩尔质量为M =0.04 mol=180 gm4 -1。设CO和CO2的物质的量均为a mol ,则两种物质 中所含O原子的物质的量之比为a mol : 2a mol = 1 : 2 ； CO的质量为 28 g-mol- 'xa mol = 28a g , CO2 的质量为 44 g-mol- 'xa mol = 44a g ,则二者的质量之比为28ag:44ag =(3)6 g氏的物质的量为肃尸含有原子的物质的量为3 molx2 = 6mol ； 0.5 mol CO2含有原子的物质的量为I 204x1()240.5 molx3 = 1.5 mol ； 1.204xl024 HC1 分子的物质的量为曾忘铲 =2 mol ,含有原子的物质的量为2 molx2二4 M98 g H2SO4的物质的量芍小 1 mol ,含有原子的物质的量为1 molx7 = 7 mol ； 92 g乙醇的物质的量为92 p) = 2 mol ,含有原子的物质的量为2 molx9 = 18 mol ；则物质的量最大 46 g-mol_ 1的是6gH2 ,含有原子个数最多的是92 g乙醇。答案：(1)0.4Na 180 g-mol-'(2)1 : 27 : 11(3)AE深化思考若将第小题中的“等物质的量”改为“等质量的co和CO2中所含O原子物质的量之比是二提示：11 : 14。等质量的CO和CCh中所含0原子物质的量之比为表：表x2 =11 : 14。将第小题中B、D、E的物质中含有的氧原子数目按由大到小的顺序排列。提示：D > E > B。B、D、E三种物质的物质的量分别为0.5 mol、1 mol和2 mol , 因此三种物质中氧原子的物质的量分别为0.5 molx2=l mol、1 molx4 = 4mok 2 molxl = 2 molo畿【备选例题】(2021.潍坊高一检测)12.4 g Na2R含Na+ 0.4 mol ,则Na2R的摩尔质量为R的相对原子质量为 o含R的质量为1.6 g的Na2R ,其物质的量为 O【解析】1 mol NazR含有2 mol Na+ ,题目中有Na+ 0.4 mol厕有0.2 mol NazR。M(Na?R)=m ( Na?R )n ( Na2R )12.4 g0.2 mol=62 g-mol- 贝！ M(R) = (62 - 2x23)g-mol -1=16g-molr,则R的相对原子质量为16。已知m(R),根据n=就，得n(R)二 0.1 mol ,贝n(Na2R) = 0.1 mol。答案:62 g-mol- 1160.1 mol 1 .(2021 .潍坊高一检测)若IgCCh中含有x个原子，则阿伏加德罗常数可表示为0|XA .莉 moLB .五 mol- 1- 44x44x.C , D . 一mol_ 1【解析】选D.lg 82的物质的量为白舄mog中含有 3 mol原子，即3Na个原子。= mol 82中含有*mol原子。即套molxNA = x ,44xNa = - mol- 'o 2.（双选）（2021 .石家庄高一检测）设Na代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是A . 2.3 g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.1 NaB . 2g氢气所含原子数目为NaC . 17gNH3所含的分子数目为2NaD . Na个氧分子和Na个氢分子的质量比等于16： 1【解析】选A、Do 2.3 g金属钠的物质的量为（）.1 mol , Na>Na+ ,失去1个 电子，故0.1 mol Na失去0.1 Na个电子变成0molNa+ ,A正确；2gH2即1 mol H2 ,含有的氢原子数为2Na , B错误；17 g NH3即1 mol NH3 ,所含分子数为Na , C错误；Na个氧分子即1 mol O2 ,其质量为1 molx32 g.mol -1二32 g , Na个氢分 子即1 mol H2 ,其质量为1 molx2 g-mol_1 = 2 g ,故其质量比为16 : 1 z D正确。 畿【拔高题组】1 . （2021 .莆田高一检测）下列物质的物质的量最大的是（）A . 1 g H2B . 11 g CO2C . 8 g O2D . 4.5 g H2OI p11g【解析】选 A。n(H2)=s7 =0.5 mol , 11(82) =7 =0.25 mol ,2 g-mol_ 144 g-mol_ 18 04 5 an(O2) =; = 0.25 mol r n(H2O)=0.25 mole32 g-mol -118 g-mol -12 . (2021清远高一检测)已知1.505x1023个x气体分子的质量为8 g ,则X气体的摩尔质量是()A . 16 gB. 32 g【解析】选D。1.505x1()236.02x1023 mol-1C . 64 g-mol- 'D . 32 g-mol_ 18 2=0.25 mol ,则 M = o 25 盆=32 g mol-1 1 D项正确。利用太阳能等可再生能源分解水制氢，是实现绿色氢能经济的必经之路，也 是未来氢燃料电池的氢源发展方向。2019年，中科院大连化学物理研究所催化 基础国家重点实验室和太阳能研究部李灿院士团队开发出新一代电解水催化 剂，达到目前已知的规模化电解水制氢的最高效率。若光解0.02 mol水：(I)生成H?的质量为；(2)可生成氢的原子数为；生成02的物质的量为；(4)生成比的量理论上等于 mol Fe与稀硫酸反应产生H2的量。【解析】根据2H2。迷隆2H2T + O2T ,光解0.02 mol水，可产生0.02 mol以和0.01 mol 02 ；生成H2的质量为0.04 g ；可生成氢的原子数为2.408X1022个；0.02mol Fe与稀硫酸反应产生0.02 mola。答案：(1)0.04 g(2)2.408x 1022 个(3)0.01 mol(4)0.021 .(水平1)2018年11月13日至16日，第26届国际计量大会在巴黎召开，会 上，对物质的量的单位 摩尔的定义进行了修改。摩尔来源于拉丁文moles , 原意为大量、堆积，是在1971年10月，有41个国家参加的第14届国际计量 大会决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。下列对于“摩尔”的理解正确 的是()A . 1 mol任何物质所含有的原子数都相同B .摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为molC.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来D .国际上规定,0.012 kg12c中所含有的碳原子数目为1摩【解析】选B。因不同物质分子中所含有的原子个数不尽相同，所以A选项错 误；物质的量是一个物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量 把宏观物质与微观粒子联系起来。0.012 kgI2C中所含有的碳原子数目是阿伏加 德罗常数。B选项正确,C、D两项错误。畿【补偿训练】(2021 商丘高一检测)下列说法中不正确的是0A.物质的量就是物质的质量B,摩尔是物质的量的单位C.物质的量是以摩尔为单位计量微粒数目的物理量D.物质的量是含有一定数目粒子的集合体【解析】选A。物质的量是描述一定数目粒子集合体的物理量，不是物质的质 量。2 .(水平1)苹果是一种低热量的食物，营养价值很高，富含矿物质和维生素，含 钙量丰富，有助于代谢掉体内多余的盐分，是人们喜爱的水果之一。因含有戊 酸戊酯(G°H2o02)而散发出苹果香味。下列四个选项中，关于G°H20O2的叙述正 确的是()A . C10H20O2中碳氢兀素质量比为1 ： 2B . G0H20O2的摩尔质量为172 gC . 17.2 g C10H20O2 中含有 0.2 mol 氧D . 1 molCioHzoCh 约含有 1.204x1()25 个 h【解析】选Do 1 mol C10H20O2中含10 mol碳原子、20 mol氢原子,故碳氢元素 的质量之比为(10 molxl2 g-mol-1) : (20 molxl g-mol- 1) = 6 : 1 ,故 A 错误；摩尔 质量的单位为g-mol -1 z在数值上等于相对分子质量，故GoH2°02的摩尔质量为 172 g.mol -'故B错误；指代不明，一个G0H20O2分子中含2个氧原子，故 0.1 mol C10H20O2中含有0.2 mol氧原子，故C错误；一个G0H20O2分子中含20个H原子,故1 mol C10H20O2约含有1.204x 1个H ,故D正确。符号M单位g-mol -1或 k4mol -1M、n、m三者关系mn = M-2.摩尔质量与相对原子质量（或相对分子质量）的关系：以g mol -'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【概念理解】1 .判断下列说法是否正确：物质的量可以理解为物质的微观粒子数目。（）提示：X。物质的量是一个基本物理量，不是数目。1 mol物质中含有6.02x 1023个微粒。（）提示：x。1 mol物质中含有的微粒个数不确定。（3）阿伏加德罗常数就是6.02x1023。（）提示：X。阿伏加德罗常数不仅仅是一个数据，还有单位：mol-'o（4）小的摩尔质量为2 ge （）提示：X。摩尔质量的单位为g-mol -1 ,因此H2的摩尔质量应为2 g-mol - 102 .下列说法中正确的是（）A.l mol 氧B.1.5 mol H2O畿【拔高题组】1 .下列关于0.5 mol CaSCU的说法正确的是0A .含有 3.0lx 1023个 so；B .含有 0.5 个 CaSO4C,含有1 mol Ca2 +D .含有1 mol氧原子【解析】选 A。0.5 mol CaSCU 即为 3.01xl023 CaSO4 ,含有().5 mol SO?,即3.01x1()23个so：-，含有0.5 mol Ca" , 2 mol氧原子。综上分析，A项正确。2 . (2021 .济宁高一检测)0.1 mol CaCb固体中含有()A . 0.1 mol ChB . 1.204x1 ()24 个 ci C . 0.1 mol Ca2+ D . 3.01x1()23 个 c2 +【解析】选C。CaCL固体是由Ca2+和Cl-构成，0.1 mol CaCb中含有0.1 molCa2 0.2 mol ，Ca? +的个数为 6.02x1022 , Cl 的个数为 1.204xl023 r 其中不存在ChoD.3 mol大米提示：选B。摩尔的适用范围是微观粒子。【教材挖掘】3 .教材中叙述“物质的量这一物理量为我们提供了一个定量认识物质组成的新 视角”，则3 mol H2SO4中约含有 个H2s分子，含有 mol O ,约含有 个H。提示：1.806x1 ()24 个 h2s04 分子,3 mol H2s04 中含有 3x4 mol = 12 mol O ,含有 3x2 mol = 6 mol H ,因此含有约 3.612xl 024 个 H。【情境应用】. 2020年，全球很多国家都出现了新型冠状病毒肺炎疫情。疫情期间，次氯酸 钠(NaClO)是常用的消毒剂。I mol NaClO的质量为 g。提示：74.5。学习任务一物质的量及其相关概念的理解以固定数目的集合体作为一个整体，其他任意量的物质均为描述这个集合体的 倍数，如两盒别针；同理，将一定数目的微观粒子作为一个集合体，以这个集 合体作为基准，然后将任意量的物质所含微粒数目均表示为这个集合体的若干 倍，显然要方便得多。理解物质的量的概念化学上描述一定数目粒子集合体的物理量是什么？其单位是什么？提示：化学上描述一定数目粒子集合体的物理量是物质的量。物质的量的单位 是摩尔。(2)1 mol小麦和1 mol氧的说法正确吗？为什么？提示：上述说法均不正确，物质的量只适用于微观粒子，不能用来说明宏观物 质，故1 mol小麦的说法不正确；用物质的量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 氧的说法不正确。理解微粒数与阿伏加德罗常数(1攻口何理解阿伏加德罗常数(Na)与6.02xl023mol-1之间的关系?提示:Na近似为 6.02xl023mol- !o(2)0.5 mol CO2中含CO2分子数与原子数各为多少？提示：分子数：0.5 molx6.02xl023mol -1 = 3.01X1023 ；原子总数：3.01xl023x3 =9.03x1023。认识摩尔质量(1)1 mol比0的质量、相对分子质量、摩尔质量分别是多少？提示：18 gl818 g-mol-1(2)1 mol物质的质量在数值上有什么特点？物质的摩尔质量在数值上有什么特 占?/ 提示：1 mol任何物质的质量，以克为单位时，在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量。各物质的摩尔质量，以g-mol -1为单位时，在数值上都等于它们的相对分子质 量或相对原子质量。1 .对基本概念的理解:物质的量“物质的量”四个字是一个整体，不能添字、漏字或换 字，如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量” 等摩尔只能用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、电子、质子、中子等，也可以是这些微粒的特定组合，如1mol NaOH阿伏加德罗常数Na是6.022 140 76xl023mol-1表示微观粒子数目时, 可以用Na来表示，也可以用6.02x1023近似表示，如1 mol 02中含有氧分子数为Na个或约为6.02x 1023个摩尔质量(1)适用于任何物质(2)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量(3)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),等十1 mol物质的质量(单位：g)2物质的量、阿伏加德罗常数与6.02x1023之间的关系：(1 )物质的量是代表微观粒子的集合体。阿伏加德罗常数表示微观粒子的个数，是一个精确值。(3)6.02x1023也表示微观粒子的个数，它是一个近似值，如1 mol O2中含有Na个氧气分子，或者说约含6.02x1 (产个氧气分子。畿【思考讨论】(1)1 mol任何物质都含有约6.02x1023个分子吗？提示：不一定。物质不一定是由分子构成的，有些物质不含分子，如NaCl等。(2)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍吗?提示：不是。物质的分子组成确定，其摩尔质量就是个确定的值。(3)(情境应用)物理化学中的量、单位和符号一书指出,在使用“物质的量”时，一定要清楚地指出基本单元，即是分子还是离子、原子等。请你判断下列说法是否符合书中的要求。1 mol氧中约含有6.02x1023个原子。1 mol H2含有2 mol氢原子。阿伏加德罗常数就是6.02x1023。提示：和不对，正确。典例(2021 芜湖高一检测)下列叙述错误的是()摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一；1 mol任何物质都含有约6.02x1 (产个原子；6.02x1023就是阿伏加德罗常数；氢原子的摩尔质量是1.008 g ；HC1的摩尔质量等于1 mol HC1的质量；1 mol CO2中含有1 mol碳和2 mol氧。A.B.C.D .全部教师专用4【解题指南】解答本题时应注意以下几点:摩尔是物质的量的单位；构成物质的微粒可以是原子、分子或离子。应用物质的量时要注明微粒的种类。【解析】选D。物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，摩尔只是物 质的量的单位，错误；构成物质的微粒可以是分子、离子或原子，因为不能 确定该物质是由哪种微粒构成的，故错误；阿伏加德罗常数的单位是mol -1 , 错误；摩尔质量的单位应是gnol - '错误；摩尔质量的单位是g mol -1 , 而1 mol HC1的质量单位是g两者只是在数值上相等，错误、mol碳和2 mol 氧*旨代不明确，不符合使用要求，应该写成力mol C和2 mol 0",错误。深化思考(1)HQ的摩尔质量为 1 mol HC1的质量为 o提示：36.5 g mol- '36.5 g(2)CCh中碳原子与氧原子的物质的量之比是o提示：1 : 2畿【备选例题】(2021 泉州高一检测)下列说法正确的是()A .硫酸的摩尔质量是98 gB.18 g水中含有1 mol H2C. Ch的摩尔质量在数值上(单位是gmol 一)等于其相对分子质量D . 1 mol 一氧化碳的质量为28 gmol -1【解析】选Ce硫酸的摩尔质量为98 g-mol-1 ； 18 g水中含2 moi H ,但不含H2 ； 1 mol CO的质量为28 ge.(双选)下列关于物质的量的叙述中，错误的是()A . 1 mol氨气含有的原子数约为1.204X1024B . 0.012 kg,2C中含有约6.02x1023个碳原子C . 1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧D . 1 mol Ne中约含有6.02X1024个电子【解析】选A、C。A项氨气分子为单原子分子，1 mol氨气含有的原子数约为 6.02x1023 ;C项没有指明微粒名称，应表述为1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol Oo.设Na为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A .物质的量就是用来表示物质所含微粒数目多少的物理量，也就是物质的质量B . 1 mol任何物质所含的分子数均与0.012 kgi2c所含的碳原子的个数相等C . 1 mol青蒿素(G5H22O5)分子中含有15Na个碳原子D .在月球上0.5 Na个N2的物质的量小于0.5 mol【解析】选C。物质的量不是物质的质量或物质的数量，A项错误；用物质的量 表示微粒多少时应指明微粒的名称、符号，组成物质的微粒可能为分子、原子 或离子等，B项错误；1 mol C15 H22 O5中含15 mol碳原子，则含15Na个碳原子, C项正确；物质的量的标准是固定的，与所处的环境无关，所以0.5 Na个Nz的 物质的量等于0.5 mol , D项错误。畿【拔高题组】. (2021 .桂林高一检测)a mol H2SO4中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以 表示为()abA .而 mol' 'B . - mol -1 abC . u mol_ 'D . mol -1【解析】选Do a mol H2SO4中含有4a mol氧原子，即NA-4a = b ,所以Na二工mol，1 . (2021 .南昌高一检测)设Na代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A . 1 mol CH4 的质量为 16 g-mol_ 1B .在0的摩尔质量为18gC . 44g CO2中所含原子数为NaD . 9.8 g H2SO4 中含().1 Na 个 H2so4 分子【解析】选 Do 1 mol CH4 的质量 m(CH4)= nxM = 1 molxl6 g mol_ 1 = 16g , A 项 错误；H2O的摩尔质量为18 g-mol -1 , B项错误；44 g CO2中所含原子数为