高中化学第1章认识化学科学第3节第1课时物质的量摩尔质量学案鲁科版必修1.docx
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高中化学第1章认识化学科学第3节第1课时物质的量摩尔质量学案鲁科版必修1
高中化学第1章认识化学科学第3节第1课时物质的量摩尔质量学案鲁科版必修1
[核心素养发展目标] 1.了解物质的量及其单位、摩尔质量、阿伏加德罗常数的含义与应用，能从宏观和微观相结合的视角认识物质的质量与物质的量之间的关系。
2.能从物质的量的角度认识物质的组成及变化，建立物质的量、物质的质量和微观粒子数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）
摩尔（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合体数目的多少（ √ ）
③物质的量描述的对象是分子、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1mol氢的表述是错误的，没有指明微观粒子的名称。
（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，也可以是小数。
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0.012kg12C所含碳原子数约为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所含的碳原子数，近似值为6.02×1023。
（3）阿伏加德罗常数是1摩尔任何微粒所含的微粒数，符号是NA，单位是mol－1。
（4）物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数之间的关系：
n＝
。
（1）阿伏加德常数（NA）就是6.02×1023吗？
提示 不是
解析 阿伏加德罗常数是指1mol任何微粒所含的粒子数，是一个精确值，其单位为mol－1，通常用6.02×1023mol－1表示，而6.02×1023无单位，是一个纯数值。
（2）通过下图可进一步认识水的组成，请完成图中空格。
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
H2O
2.990×10－23
17.999 8
18
Al
4.485×10－23
26.999 7
27
通过上表计算结果，可得出的结论是6.02×1023个（1摩尔）微粒的质量（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
（1）摩尔质量与相对分子质量（或相对原子质量）是否等同？
提示 不等同
解析 摩尔质量与相对分子质量（或相对原子质量）是两个不同的概念。
当摩尔质量以“g·mol－1”为单位时，两者在数值上相等，但前者有单位，后者没有单位，故两者不能等同。
（2）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 。
②1.28g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用NA代表阿伏加德罗常数的值，已知ag某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为 。
提示 ①17g·mol－1 ②64g·mol－1
③bNAg·mol－1 ④
g·mol－1
（1）摩尔质量概念的理解
①等值性：
摩尔质量以g·mol－1为单位时，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。
（2）摩尔质量的计算方法
①已知任意状态物质的质量时：
M＝
（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＝
×12g·mol－1。
相关链接
物质的量相关概念使用注意事项
概念
应用注意事项
物质的量
“物质的量”四个字是一个整体，不能拆开，也不能添字，不能说成“物质量”或“物质的数量”等
摩尔
只用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、中子、质子、电子等，也可以是特定的组合，如1molNaCl
阿伏加德罗常数
（1）NA的基准是0.012kg12C中含的碳原子数；
（2）NA是一个实验值，现阶段常取6.02×1023来计算
摩尔质量
（1）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＝
（n表示物质的量，N表示微粒数）。
关系式中NA的单位是mol－1。
（2）M＝
（M为摩尔质量，m为物质的质量）。
在M、n和m中，已知任意两项可求第三项；若M的单位是g·mol－1时，则m的单位是g。
2.恒等关系式
由n＝
和n＝
可得恒等关系式：
＝n＝
。
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。
（1）若阿伏加德罗常数的值为6.02×1023，试计算1个二氧化碳分子和1个钠原子的质量各是多少？
提示 1个二氧化碳分子的质量是
≈7.31×10－23g,1个钠原子的质量是
≈3.82×10－23g。
（2）在14.2gNa2SO4中，含有的Na＋的数目是 ；
含有的SO
的质量是 ；含有的氧原子的物质的量是 。
提示 1.204×1023 9.6g 0.4mol
解析 由硫酸钠的化学式可得如下关系式：
Na2SO4～2Na＋～SO
～4O
方法一：
n（Na2SO4）＝
＝0.1mol
n（Na＋）＝2n（Na2SO4）＝0.2mol，
N（Na＋）＝0.2mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1023；
n（SO
）＝n（Na2SO4）＝0.1mol，
m（SO
）＝0.1mol×96g·mol－1＝9.6g；
n（O）＝4n（Na2SO4）＝0.4mol。
方法二：
在关系式中，化学计量数之比就等于物质的量之比：
Na2SO4 ～ 2Na＋ ～ SO
～ 4O
1mol 2mol 1mol 4mol
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，通常使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；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＋～ SO
～ 4O
＝
＝
＝
解得：
N（Na＋）＝1.204×1023，m（SO
）＝9.6g，n（O）＝0.4mol。
（1）物质的量是物质的质量和微粒数目之间计算的桥梁。
物质的质量与微粒数目相互计算时，一般先转换成物质的量，再计算。
（2）物质的化学式表示构成微粒之间物质的量的关系。
如：
Na2SO4 ～ 2Na＋ ～ SO
～ 4O
1mol2mol1mol4mol
H2O～2H～O～原子～质子～ 电子～ 中子
1mol2mol1mol3mol 10mol 10mol 8mol
（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、微粒数之间的换算
计算关系式（公式）
主要应用
注意事项
n＝
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－1
n＝
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g
m
n
N
①在m、NA、M和N中，已知任意三项，可求第四项
②以n为核心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.下列说法正确的是（ ）
A.摩尔是国际单位制中的一个基本物理量
B.摩尔是表示物质量的单位，每摩尔物质含有6.02×1023个分子
C.2molH表示2mol氢原子
D.1mol氯含有6.02×1023个氯原子
答案 C
解析 A项，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，错误；B项，摩尔是物质的量的单位，物质的量是一个专用名词，不能任意删减，并且物质含有的微粒不一定只有分子，也可能是原子或离子，错误；C项，2molH表示2mol氢原子，正确；D项，使用摩尔时没有指明微粒的名称，如1mol氯气约含6.02×1023个氯气分子，或1mol氯原子约含6.02×1023个氯原子。
但不能说1mol氯，错误。
2.下列关于阿伏加德罗常数（NA）的说法正确的是（ ）
A.阿伏加德罗常数是12g碳中所含的碳原子数
B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C.阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol－1
D.0.2mol水中含有的氢原子数为0.2NA
答案 C
解析 阿伏加德罗常数的数值是0.012kg12C所含的碳原子数，A项未说明12g碳原子为12C，错误；阿伏加德罗常数近似为6.02×1023mol－1，单位为mol－1，B项错误、C项正确；0.2mol水所含氢原子的物质的量＝0.2mol×2＝0.4mol，即0.4NA，D项错误。
3.amol硫酸中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为（ ）
A.
mol－1B.
mol－1
C.
mol－1D.
mol－1
答案 B
解析 根据氧原子守恒可知：
4×amol×NA＝b,NA＝
mol－1。
4.下面关于摩尔质量的描述或应用中正确的是（ ）
A.一个钠原子的质量约为
g
B.二氧化碳的摩尔质量是44g
C.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.1mol氢氧根离子的质量是17g·mol－1
答案 A
解析 一个钠原子的质量＝
＝
g；二氧化碳的摩尔质量是
44g·mol－1；在以g·mol－1为单位时，铁原子的摩尔质量在数值上等于其相对原子质量；1mol氢氧根离子的质量是1mol×17g·mol－1＝17g。
5.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，故它们的质量不相同。
6.已知硫酸中含有3.01×1023个氧原子，硫酸的物质的量是（ ）
A.0.500molB.1.00mol
C.0.250molD.0.125mol
答案 D
解析 氧原子的物质的量n＝
＝
＝0.5mol，硫酸的物质的量＝0.5mol÷4＝0.125mol。
7.用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（ ）
A.18g水中含有的氢原子数目为NA
B.1mol氩气分子所含的原子数目为2NA
C.53g碳酸钠中含有的钠离子数目为0.5NA
D.0.5mol硝酸中含有的氧原子数目为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。
8.20gA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－1B.108g·mol－1
C.55g·mol－1D.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。
题组一 物质的量的相关概念
1.（2018·郑州高一月考）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1mol
D.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。
2.（2019·河南正阳高中期中）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。
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物质的物质的量是1mol
D.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。
4.（2019·河南正阳高中期中）下列说法中正确的是（ ）
A.硫酸的摩尔质量是98g
B.2molOH－的质量是34g
C.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；铁原子摩尔质量以g·mol－1为单位时，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。
5.（2019·海口高一检测）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60g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60g
C.1mol偏二甲肼的质量为60g·mol－1
D.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个偏二甲肼分子约为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。
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。
题组二 物质的量的简单计算
7.设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是（ ）
A.1mol氢气含有的原子数为2NA
B.NA个水分子中含有氢原子的物质的量为2mol
C.1mol氧气中含有的分子数为2NA
D.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。
8.（2019·河南正阳高中期中）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.135gB.135g·mol－1
C.64gD.64g·mol－1
答案 D
解析 含0.6mol氯离子的RCl2的物质的量为
×0.6mol＝0.3mol，金属氯化物RCl2的摩尔质量为
＝135g·mol－1，R的摩尔质量为（135－35.5×2）g·mol－1＝64g·mol－1。
9.1g氮气含a个分子，则阿伏加德罗常数可表示为（ ）
A.
mol－1B.amol－1
C.28amol－1D.
mol－1
答案 C
解析 1gN2含a个分子，则
×NA＝a，解得NA＝28amol－1。
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－1B.32g
C.32g·mol－1D.64g·mol－1
答案 C
解析 该气体的物质的量＝3.01×1023÷（6.02×1023mol－1）＝0.5mol，其摩尔质量＝16g÷
0.5mol＝32g·mol－1。
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.5×1019B.5×1022
C.2.5×1022D.2.5×1019
答案 A
解析 n（C）＝
＝
mol，含有碳原子个数为
mol×6.02×1023mol－1≈5×1019。
12.（2019·河南正阳高中期中）设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（ ）
A.1molNH
所含的质子数和电子数都为10NA
B.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0.7NA
D.1molCO所含电子数是28NA
答案 C
解析 1molNH
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。
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）所含原子个数最多的是 。
（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”，以物质的量为核心进行转换。
①n（H2）＝3mol；②n（CO2）＝0.5mol；③n（HCl）＝2mol；④n（H2SO4）＝1.5mol；⑤n（C2H5OH）＝2mol。
物质的量最大的是①，所含分子数最多的是①。
①～⑤物质中所含原子的物质的量分别为6mol、1.5mol、4mol、10.5mol、18mol，所含原子个数最多的是⑤。
①～⑤物质的质量分别为6g、22g、73g、147g、92g，质量最大的是④。
14.计算填空：
（1）4.5g水与 g硫酸所含的分子数相等，它们所含氧原子数之比是 ，氢原子数之比是 。
（2）已知8gA能与32gB恰好完全反应，生成22gC和一定量的D，现将16gA与70gB的混合物充分反应后，生成2molD和一定量的C，则D的摩尔质量是 。
答案
（1）24.5 1∶4 1∶1
（2）18g·mol－1
解析
（1）n（H2O）＝4.5g÷18g·mol－1＝0.25mol，
m（H2SO4）＝98g·mol－1×0.25mol＝24.5g。
氧原子数之比＝（0.25mol×1）∶（0.25mol×4）＝1∶4，
氢原子数之比＝（0.25mol×2）∶（0.25mol×2）＝1∶1。
（2）8gA和32gB恰好完全反应生成22gC，生成D的质量为8g＋32g－22g＝18g，则
＝
＝
；16gA与70gB反应时，B过量，A完全反应，生成D的质量为16g×
＝36g，则M（D）＝
＝18g·mol－1。
15.已知12.4gNa2R中含有Na＋0.4mol。
（1）Na2R的摩尔质量为 。
（2）R的相对原子质量为 。
（3）若Na2R中含R的质量为1.6g，则Na2R的物质的量为 。
答案
（1）62g·mol－1
（2）16 （3）0.1mol
解析
（1）Na2R的物质的量为0.2mol，其摩尔质量为12.4g÷0.2mol＝62g·mol－1。
（2）R的摩尔质量为62g·mol－1－2×23g·mol－1＝16g·mol－1。
（3）1.6gR的物质的量n（R）＝1.6g÷16g·mol－1＝0.1mol，n（Na2R）＝n（R）＝0.1mol。
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