高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量优秀第1课时导学案及答案

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第1课时 物质的量的单位——摩尔





物质的量 阿伏加德罗常数





1．物质的量


(1)概念：表示含有一定数目粒子的集合体，是国际单位制中七个基本物理量之一。


(2)符号及单位：符号为n，单位为摩尔。


2．摩尔


(1)意义：物质的量的单位，符号为ml。


(2)标准：1 ml粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。


3．阿伏加德罗常数


(1)定义：1 ml任何粒子的粒子数，符号为NA，通常用6.02×1023__ml－1表示。


(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系：n＝eq \f(N,NA)。





“四化”理解物质的量








1．下列说法正确的是( )


A．摩尔是表示粒子多少的物理量


B．物质的量是指物质所含微粒的数目


C．物质的量是度量物质所含微粒集合体多少的物理量


D．物质的量的单位——摩尔只适用于分子、原子和离子


解析：选C。物质的量是七大基本物理量之一，它表示的是含有一定数目粒子的集合体，摩尔是物质的量的单位，适用于所有微观粒子。


2．下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是( )


A．6.02×1023 叫作阿伏加德罗常数


B．阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023


C．含有阿伏加德罗常数个原子的物质的物质的量是1摩尔


D．1摩尔氯含有6.02×1023 个氯分子


解析：选B。A、B项中阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023，即6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值；C项中若含有NA个氧原子的氧气的物质的量是0.5 ml；D项中“1摩尔氯”没有指明微粒的种类。故选项A、C、D不正确，选项B正确。


3．下列叙述错误的是( )


A．1 ml SO2中含有2 ml氧原子和1 ml硫原子


B．1 ml N2中约含有1.204×1024个氮气分子


C．0.1 ml H2O中含有的原子数目约为0.3×6.02×1023


D．3.01×1023个CO2分子中氧原子的物质的量约为1 ml


解析：选B。1 ml N2中含有2 ml氮原子，即约含有1.204×1024个氮原子，B错误。


摩尔质量





1．定义：单位物质的量的物质所具有的质量。符号为M，单位为g/ml(或g·ml－1)。


2．数值：摩尔质量以g/ml为单位时，在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。


3．物质的量、质量和摩尔质量之间的关系：n＝eq \f(m,M)。





1．摩尔质量的计算方法





2.物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算


N eq \(,\s\up7(÷NA),\s\d5(×NA)) n eq \(,\s\up7(×M),\s\d5(÷M)) m


(粒子数)(物质的量)(质量)





1．下列说法正确的是( )


A．氧气的摩尔质量是32 g


B．1 ml CO2的质量为44 g·ml－1


C．O2的摩尔质量(单位是g·ml－1)在数值上等于其相对分子质量


D．不同物质的摩尔质量一定不同


解析：选C。摩尔质量的单位是g·ml－1 ，A错误； 1 ml CO2的质量是NA个CO2的总质量，其单位应是g，而不是g·ml－1，B错误；不同物质的摩尔质量不一定不同，如N2和CO的摩尔质量都是28 g·ml－1，D错误。


2．某原子的摩尔质量是M g/ml，则一个该原子的真实质量约为( )


A．M g B.eq \f(1,M) g


C.eq \f(M,6.02×1023) g D.eq \f(6.02×1023,M) g


解析：选C。以 “g/ml” 为单位时，摩尔质量与相对原子质量及1 ml 原子的真实质量数值相等，所以1 ml原子的真实质量为M g。而1 ml原子中含有原子的数目约为6.02×1023个，则1个原子的真实质量约为eq \f(M,6.02×1023) g。


3．下列说法正确的是( )


A．16 g O2所含的分子数约为6.02×1023


B．0.5 ml HNO3含有的原子数目为2.5NA


C．18 g H2O中原子的物质的量为1 ml


D．22 g物质A中含有的分子数约为3.01×1023，则A的摩尔质量为44 g


解析：选B。A项，16 g O2的物质的量为0.5 ml，其分子数约为3.01×1023，错误；B项，1 ml HNO3中含 5 ml 原子，故0.5 ml HNO3含有的原子数目为 2.5NA，正确；C项，18 g H2O的物质的量为n(H2O)＝1 ml，其原子的物质的量为3 ml，错误；D项，22 g 物质A的物质的量为n＝eq \f(3.01×1023,6.02×1023 ml－1)＝0.5 ml，M＝eq \f(m,n)＝eq \f(22 g,0.5 ml)＝44 g·ml－1，其单位不是g，错误。





合格考训练


1．下列叙述中不正确的是( )


A．摩尔质量的常用单位为g·ml－1


B．阿伏加德罗常数的数值约为6.02×1023


C．二氧化硫的摩尔质量为64 g·ml－1


D．摩尔质量就是相对原子质量的6.02×1023倍


解析：选D。摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，以g·ml－1为单位时，在数值上等于相对分子(或原子)质量。


2．下列叙述正确的是( )


①2 ml铁原子 ②1 ml Fe3＋ ③0.5 ml 氧


④0.5 ml 氮分子 ⑤氨的摩尔质量是17 g


A．①③④B．①②④⑤


C．①②④D．①②③④⑤


解析：选C。使用摩尔时必须指明具体微粒，①②④正确，③中指代不明确，⑤中摩尔质量的单位应是g/ml，故选C。


3．下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。下列关于1 ml CH3COOK的叙述正确的是( )


A．1 ml CH3COOK含有1 ml钾元素


B．CH3COOK的摩尔质量为98 g


C．1 ml CH3COOK含有2 ml氧


D．1 ml CH3COOK约含有3×6.02×1023个H


解析：选D。A项，元素是一个宏观概念，不能用物质的量表示，错误；B项，CH3COOK的摩尔质量为98 g·ml－1，错误；C项，2 ml氧是指氧原子还是指氧分子，指代不明确，错误；D项，1 ml CH3COOK含有3 ml H，所以1 ml CH3COOK约含有3×6.02×1023个H，正确。


4．若1 g N2中含有x个原子，则阿伏加德罗常数是( )


A.eq \f(x,28) ml－1 B.eq \f(x,24) ml－1


C．14x ml－1D．28x ml－1


解析：选C。n(N)＝2n(N2)＝2×eq \f(1 g,28 g·ml－1)＝eq \f(1,14) ml，则NA＝eq \f(N（N）,n（N）)＝14x ml－1。


5．用NA表示阿伏加德罗常数的值。在14.2 g Na2SO4中，


(1)含有的Na＋的数目是________；


(2)含有的SOeq \\al(2－,4)的质量是________；


(3)含有的氧原子的物质的量是________。


答案：(1)0.2NA (2)9.6 g (3)0.4 ml


等级性测试


1．下列关于物质的量的说法中，正确的是( )


A．1 ml任何纯净物都约含有6.02×1023个原子


B．1 ml NaCl中约含有6.02×1023个NaCl分子


C．0.5 ml O2中约含有3.01×1023个氧分子


D．1 ml H2中含有2 ml氢离子和2×6.02×1023个电子


解析：选C。构成物质的基本粒子有分子、原子和离子等，不同的分子所含的原子数不一定相同，A项错误；NaCl是由离子构成的，不存在分子，B项错误；根据n＝eq \f(N,NA)知，0.5 ml O2所含的氧分子约为3.01×1023个，C项正确；H2中不存在H＋，D项错误。


2．下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )


A．0.5 ml O3的质量为16 g


B．32 g O2中含有的氧分子数为2NA


C．1 g H2中含有的电子数为NA


D．3.01×1023个铜原子的质量为64 g


解析：选C。0.5 ml O3的质量应为24 g，A不正确；32 g O2的物质的量为1 ml，含有的氧分子数为NA，B不正确；1 g H2的物质的量为0.5 ml，即含有1 ml H，电子数为NA，C正确；3.01×1023个铜原子的物质的量为0.5 ml，质量为32 g，D不正确。


3．已知3.2 g某气体中所含的分子数约为3.01×1022，此气体的摩尔质量为( )


A．64 g·ml－1B．64 ml


C．64 gD．32 g·ml－1


解析：选A。n＝eq \f(N,NA)＝eq \f(3.01×1022,6.02×1023 ml－1)＝0.05 ml，M＝eq \f(m,n)＝eq \f(3.2 g,0.05 ml)＝64 g·ml－1，故选A项。


4．a ml H2SO4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) ml－1 B.eq \f(b,4a) ml－1


C.eq \f(a,b) ml－1 D.eq \f(b,a) ml－1


解析：选B。由关系式n＝eq \f(N,NA)可知，NA＝eq \f(N,n)，a ml H2SO4中含4a ml氧原子，已知其个数为b。因而可得NA＝eq \f(b,4a) ml－1。


5．(2019·玉溪高一测试)现有NO、NO2、O3三种气体，它们含有的氧原子数目相同，则三种气体的物质的量之比为( )


A．6∶3∶2B．3∶2∶1


C．1∶2∶3D．1∶1∶1


解析：选A。设NO、NO2、O3三种气体都含有1 ml氧原子，则NO、NO2、O3的物质的量分别为1 ml、0.5 ml、eq \f(1,3)ml，则物质的量之比为6∶3∶2。


6．双氢青蒿素的分子式为C15H24O5，相对分子质量为284。下列关于双氢青蒿素的说法正确的是( )


A．NA个双氢青蒿素的质量为284 g·ml－1


B．原子个数均为NA的C、H、O三种原子的质量比为6∶1∶8


C．14.2 g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA


D．含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 ml


解析：选C。质量的单位是g，不是g·ml－1，A错误；当摩尔质量的单位是g·ml－1时，原子个数均为NA的C、H、O三种原子的物质的量为1 ml，分别乘以各自的摩尔质量12 g·ml－1、1 g·ml－1、16 g·ml－1，得到质量比为12∶1∶16，B错误；14.2 g双氢青蒿素的物质的量是14.2 g÷284 g·ml－1＝0.05 ml，由于一个分子中含有的原子个数是44，所以0.05 ml双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA，C正确；一个双氢青蒿素分子中含有15个碳原子，含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 ml÷15≈0.067 ml，D错误。


7．(2019·上饶高一检测)现有等物质的量的CO和CO2，则下列比较中正确的是( )


①所含的分子数目之比为1∶1


②所含的氧原子数目之比为1∶1


③所含的原子总数之比为2∶3


④所含的碳原子数目之比为1∶1


A．①②B．②③


C．①②④D．①③④


解析：选D。CO和CO2的物质的量相同，则含有的CO和CO2的分子数目也相同，①正确。又因CO和CO2分子中的氧原子数分别为1和2，则相同物质的量的CO和CO2所含的氧原子数目之比为1∶2，②错误。相同物质的量的CO和CO2所含的原子总数之比为2∶3，③正确。相同物质的量的CO和CO2所含的碳原子数目之比为1∶1，④正确。


8．在反应X＋2Y===R＋2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22∶9，当1.6 g X与一定量Y完全反应后，生成4.4 g R。则在此反应中Y和M的质量之比为( )


A．16∶9B．23∶9


C．32∶9D．46∶9


解析：选A。设反应中生成M的质量为m，


X＋2Y===R ＋ 2M


M(R) 2M(M)


4.4 g m


由题意得M(R)∶2M(M)＝22∶18＝4.4 g ∶m，解得m＝3.6 g，根据质量守恒定律，参加反应的Y的质量为4.4 g＋3.6 g－1.6 g＝6.4 g，所以Y与M的质量之比为 6.4 g∶3.6 g＝16∶9。


9．填写下列空白：


(1)3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为____________，SO2气体的质量为____________。


(2)常温常压下，92 g NO2气体含有的原子数为____________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。


(3)NO和O2可发生反应：2NO＋O2===2NO2，现有a ml NO和b ml O2，充分反应后氮原子与氧原子的个数比为____________。


解析：(1)1个SO2分子含有2个氧原子，则3.01×1023个SO2分子含有氧原子个数为3.01×1023×2＝6.02×1023；该SO2气体的物质的量n＝eq \f(3.01×1023,6.02×1023 ml－1)＝0.5 ml，其质量m＝0.5 ml×64 g·ml－1＝32 g。


(2)92 g NO2气体含有的原子的物质的量为92 g÷46 g·ml－1×3＝6 ml，故所含原子个数为6NA。


(3)化学反应中原子进行了重新组合，但是原子的个数和种类没有改变。反应后氮原子与氧原子的个数比等于反应前氮原子与氧原子的个数比，即a∶(a＋2b)。


答案：(1)6.02×1023 32 g (2)6NA (3)a∶(a＋2b)


10．(1)1个12C的质量是a kg，1个Na的质量是b kg，Na的摩尔质量是____________(用含a、b的表达式表示)。


(2)铝的相对原子质量为27，则其摩尔质量为____________。若阿伏加德罗常数取6.02×1023 ml－1，则可估算一个铝原子的质量约为____________g。


(3)下列各种物质中所含原子个数最多的是________(填字母)。


A．0.4 ml氧气B．4 ℃时5.4 mL水


C．10 g NeD．5.6 g CO


解析：(1)一个原子的实际质量与12C质量的eq \f(1,12)相比所得的数值是其相对原子质量，因此钠的相对原子质量是b kg÷(a kg÷12)＝eq \f(12b,a)，而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量，故Na的摩尔质量是eq \f(12b,a) g·ml－1。


(2)铝的摩尔质量是27 g·ml－1，即6.02×1023个铝原子的质量是27 g，故一个铝原子的质量为27 g÷(6.02×1023)≈4.49×10－23 g。


(3)A项中：n(O)＝0.4 ml×2＝0.8 ml；


B项中：n(原子)＝eq \f(5.4 g,18 g·ml－1)×3＝0.9 ml；


C项中：n(Ne)＝eq \f(10 g,20 g·ml－1)＝0.5 ml；


D项中：n(原子)＝eq \f(5.6 g,28 g·ml－1)×2＝0.4 ml。


答案：(1)eq \f(12b,a) g·ml－1 (2)27 g·ml－1 4.49×10－23 (3)B


课程标准
核心素养
1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义和应用，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及其化学变化，并运用物质的量、摩尔质量之间的相互关系进行简单计算。
1.变化观念：认识物质的量在化学定量研究中的重要作用。


2.宏观辨识与微观探析：建立物质的量的概念，基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化。
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“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子，如原子、分子、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 ml O”“2 ml O2”“1.5 ml O3”，不能说“1 ml 氧”
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 ml NaCl”“0.5 ml H2SO4”
序号
前提条件
公式
(1)
任意状态的任意物质
M＝eq \f(m,n)(定义式)
(2)
已知一个分子或原子的质量
M＝m(分子或原子)×NA
课堂小结
1.物质的量：表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。


2.阿伏加德罗常数：1 ml任何粒子的粒子数，符号为NA，单位为ml－1，通常用6.02×1023 ml－1表示。
3.摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，以g/ml为单位时，其数值等于相对分子质量或相对原子质量。


4.以物质的量为中心的计算公式：n＝eq \f(N,NA)＝eq \f(m,M)。