高中化学第二章 海水中的重要元素——钠和氯第三节 物质的量第1课时学案设计

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第三节　物质的量
第1课时　物质的量　摩尔质量
[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，利用物质的量将宏观的物理量与微观粒子的个数联系起来，并能从宏观和微观结合的视角分析解决问题。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、物质的量的单位——摩尔
1．物质的量
(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)书写方法及含义
表述微观粒子的物质的量时，必须指明微观粒子的种类：
如1 mol H指1 mol氢原子，1 mol H2指1 mol氢分子。
2．阿伏加德罗常数

3．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系
(1)关系式：n＝。
(2)结论：微粒之间的物质的量之比等于微粒的粒子数之比。

(1)物质的量可以理解为物质的数量(　　)
(2)1 mol任何粒子所含有的粒子数相等(　　)
(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(　　)
(5)阿伏加德罗常数就是6.02×1023(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×

1．1个CO2分子中有1个C原子、2个O原子。那么1 mol CO2中有1 mol C和2 mol O,0.5 mol CO2中有0.5 mol C和1 mol O。含有0.5 mol O的CO2的物质的量为0.25 mol。
2．(1)1 mol Na2SO4中含有Na＋的数目是1.204×1024，与其含有相同Na＋数目的NaCl的物质的量为2 mol。
(2)若测得某Na2SO4溶液中含有0.5 mol SO，则溶液中含有1 mol Na＋。
(3)0.2 mol NH3与0.3 mol H2O中所含H原子一样多。
(4)0.3 mol H2O中含0.9 mol原子，含1.806×1024个电子。
3．通过下图可进一步认识水的组成，请完成图中空格。


物质的量的理解——“四化”




二、摩尔质量
1．摩尔质量

2．物质的量、质量和摩尔质量之间的关系
n＝。
3．以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观微粒数(N)之间的关系。
＝n＝。

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。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，但前者单位是g·mol－1，后者单位是1，故两者不等同。
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 。
(2)1.28 g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b g，则铁的摩尔质量为 。
(4)NA为阿伏加德罗常数，已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为 。
提示　(1) 17 g·mol－1　(2)64 g·mol－1 (3)bNA g·mol－1　(4) g·mol－1
3．(1)9 g H2O的物质的量为0.5 mol，含有的氢原子数为6.02×1023。
(2)3.01×1023个H2SO4分子的物质的量为0.5 mol，质量为49 g。
(3)0.5 mol H2SO4分子中N(H)＝6.02×1023，N(O)＝1.204×1024。
(4)Fe的摩尔质量为56 g·mol－1，则1个Fe原子质量为或 g(列式)。

(1)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。
(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。

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合体的物理量
B．使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称
C．1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子
D．物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子
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。
2．已知硫酸中含有3.01×1023个氧原子，硫酸的物质的量是(　　)
A．0.500 mol B．1.00 mol
C．0.250 mol D．0.125 mol
答案　D
解析　氧原子的物质的量n＝＝＝0.5 mol，硫酸的物质的量＝0.5 mol÷4＝0.125 mol。
3．下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是(　　)
A．1 mol OH－的质量为17 g·mol－1
B．二氧化碳的摩尔质量为44 g
C．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 g
答案　D
解析　A项，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。
4．下列说法中不正确的是(　　)
A．6.02×1023个钠离子的物质的量为1 mol
B．1 mol氧含6.02×1023个氧分子
C．1 mol 氯化钙里含3 mol离子
D．1 mol H＋中含有的氢离子数为NA
答案　B
解析　用摩尔表示物质的量时，要指明微粒的种类。“1 mol氧”没有指明是氧分子还是氧原子。
5．计算填空：
(1)0.5 mol的Fe含 个铁原子(用6.02×1023表示阿伏加德罗常数的值)，质量是 g。
(2)2 mol CO2中含 mol碳原子， 个氧原子(用NA表示阿伏加德罗常数的值)， 个质子(用NA表示阿伏加德罗常数的值)，质量是 g。
(3)已知0.4 mol的CO和CO2的混合气体共14.4 g，则
①CO的质量为 ；
②混合气体的平均摩尔质量为 。
答案　(1)3.01×1023　28　(2)2　4NA　44NA　88 (3)①5.6 g　②36 g·mol－1
解析　(1)0.5 mol的Fe含有Fe原子的数目N＝0.5 mol×6.02×1023mol－1＝3.01×1023，其质量m＝0.5 mol×56 g·mol－1＝28 g。
(2)每个CO2分子中含有1个C原子、2个O原子，则n(C)＝n(CO2)＝2 mol，n(O)＝2n(CO2)＝4 mol，故含有氧原子的数目为4NA，1个二氧化碳分子含有的质子数目为6＋8×2＝22，2 mol CO2中含44NA个质子，质量为2 mol×44 g·mol－1＝88 g。
(3)设混合气体中CO的物质的量为x mol，CO2的物质的量为y mol，则28 g·mol－1×x mol＋44 g·mol－1×y mol＝14.4 g，x mol＋y mol＝0.4 mol，解得x＝0.2，y＝0.2，则①m(CO)＝0.2 mol×28 g·mol－1＝5.6 g；②混合气体的平均摩尔质量为＝36 g·mol－1。

题组一　物质的量及单位
1．(2019·青岛高一检测)下列说法正确的是(　　)
A．物质的量是物质粒子的数量的简称
B．摩尔是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量
C．我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D．1 mol H2中含2 mol电子
答案　D
解析　物质的量是一个固定概念，专有名词，是用来描述微观粒子数量的物理量，不是物质的数量或质量，A错；摩尔是物质的量的单位，不是物理量，B错；含有6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1摩尔，如含6.02×1023个O的O2的物质的量为0.5 mol，C错；每个H2中含有2个电子，故6.02×1023个H2中含有2×6.02×1023个电子，即1 mol H2中含有2 mol电子。
【考点】　物质的量及单位
【题点】　物质的量及单位的理解和应用
2．(2019·河南正阳高中期中)下列叙述中不正确的是(　　)
A．2 mol铁原子 B．1 mol Fe3＋
C．0.5 mol氧 D．0.5 mol氮气
答案　C
解析　0.5 mol氧，是指0.5 mol氧气还是0.5 mol氧原子不清楚，指代不明确，故C错误。
【考点】　物质的量的单位
【题点】　物质的量的单位的使用方法
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．1 mol水中约含有6.02×1023个水分子
C．含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol
D．1 mol 氨气所含的原子数约为2.408×1024
答案　A
【考点】　阿伏加德罗常数
【题点】　阿伏加德罗常数的理解
4．下列叙述中正确的是(　　)
A．摩尔是表示物质所含微粒数量以及物质质量的具有双重意义的单位
B．摩尔是国际单位制中7个基本物理量之一
C．含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol
D．2H既可以表示2个氢原子又可以表示2 mol氢原子
答案　C
解析　物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，它表示含有一定数目粒子的集合体，其单位是摩尔，A、B项错误；1个H3PO4分子中含有4个O，即1 mol H3PO4中含有4 mol O，含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25 mol，C项正确；2H可以表示2个氢原子，但不能表示2 mol氢原子，2 mol氢原子应表示为2 mol H。
【考点】　物质的量和单位
【题点】　物质的量和单位的理解和使用
题组二　摩尔质量
5．(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98 g
B．2 mol OH－的质量是34 g
C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D．1 mol N2的质量是14 g
答案　B
解析　硫酸的摩尔质量是98 g·mol－1，故A错误；铁原子的摩尔质量是以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；1 mol N2的质量m(N2)＝n×M＝1 mol×28 g·mol－1＝28 g，故D错误。
【考点】　摩尔质量
【题点】　摩尔质量的理解
6．2019年3月10日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空。“中星6C”主要用于广播和通信，可提供高质量语音、数据、广播电视传输业务。卫星的发射需要用到运载火箭，偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大的能量，可作为航天运载火箭的推动力来源。
下列叙述中正确的是(　　)
A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1
D．6 g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60 g·mol－1；6.02×1023个偏二甲肼约为1 mol，其质量约为60 g；6 g偏二甲肼的物质的量为6 g÷60 g·mol－1＝0.1 mol，含有的分子数为0.1NA。
【考点】　摩尔质量
【题点】　摩尔质量的理解和计算
7．(2019·河南正阳高中期中)40.5 g某金属氯化物RCl2含有0.6 mol 氯离子，则金属R的摩尔质量为(　　)
A．135 g B．135 g·mol－1
C．64 g D．64 g·mol－1
答案　D
解析　含0.6 mol氯离子的RCl2的物质的量为×0.6 mol＝0.3 mol，金属氯化物RCl2的摩尔质量为＝135 g·mol－1，R的摩尔质量为(135－35.5×2) g·mol－1＝64 g·mol－1。
【考点】　摩尔质量的综合计算
【题点】　摩尔质量的综合计算
题组三　物质的量、摩尔质量的综合计算
8．(2019·宁夏育才中学高一检测)下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是(　　)
A．32 g O2所含的原子数目为NA
B．0.5 mol SO2含有的原子数目为1.5NA
C．1 mol H2O含有H2O分子的数目为NA
D．0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
答案　A
解析　32 g O2的物质的量是1 mol，氧原子的数目为2NA，A错误；每摩尔SO2中含有3 mol原子，0.5 mol SO2中含有的原子数目为1.5NA，B正确；1 mol H2O中含有H2O分子的数目为NA，C正确；根据n＝可知0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol，D正确。
【考点】　阿伏加德罗常数
【题点】　以物质的量为中心的计算
9．(2020·西安中学高一期末)已知1.505×1023个X气体分子的质量为8 g，则X气体的摩尔质量是(　　)
A．16 g B．32 g
C．64 g·mol－1 D．32 g·mol－1
答案　D
解析　气体的物质的量n＝＝0.25 mol，气体的摩尔质量M＝＝＝32 g·mol－1，故答案为D。
10．1 g 氮气含a个分子，则阿伏加德罗常数可表示为(　　)
A. mol－1 B．a mol－1
C．28a mol－1 D.mol－1
答案　C
解析　1 g N2含a个分子，则×NA＝a，解得NA＝28a mol－1。
【考点】　阿伏加德罗常数
【题点】　以物质的量为中心的计算
11．科学家发现了某种元素的一个原子，其质量是a g，一个12C 原子的质量是b g，NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．该原子的摩尔质量是aNA
B．W g该原子的物质的量是 mol
C．W g该原子中含有NA个该原子
D．由已知信息可得NA＝
答案　B
解析　摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是g·mol－1，一个原子的质量是a g，则1 mol原子的质量即NA个原子的质量为aNA g，所以该原子的摩尔质量应为aNA g·mol－1，A错误；该原子的摩尔质量为aNA g·mol－1，W g该原子的物质的量为＝ mol，B正确；由题意可知，一个该原子的质量为a g，故W g该原子的数目为＝，C错误；12C原子的摩尔质量为12 g·mol－1，一个12C原子的质量为b g，故NAb＝12，所以NA＝，D错误。
【考点】　物质的量的综合计算
【题点】　以物质的量为中心的综合计算
12．有五种物质：①6 g 氢气；②0.5 mol 二氧化碳；③1.204×1024个氯化氢分子；④147 g硫酸；⑤92 g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)＝3 mol；②n(CO2)＝0.5 mol；③n(HCl)＝2 mol；④n(H2SO4)＝1.5 mol；⑤n(C2H5OH)＝2 mol。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6 mol、1.5 mol、4 mol、10.5 mol、18 mol，所含原子个数最多的是⑤。①～⑤物质的质量分别为6 g、22 g、73 g、147 g、92 g，质量最大的是④。
【考点】　物质的量的综合计算
【题点】　以物质的量为中心的综合计算
13．(2019·梅州高一检测)(1)等质量的CO和CO2，物质的量之比为 ；氧原子个数之比为 。
(2)1.5 mol H2SO4的质量是 g，其中含有 mol H，含有 g氧原子。
(3)9.03×1023个氨分子含 mol NH3， mol氢原子， mol电子。
答案　(1)11∶7　11∶14　(2)147　3　96 (3)1.5　4.5　15
解析　(1)由公式n＝可知，质量相等时，物质的量与摩尔质量成反比，故等质量的CO和CO2，物质的量之比为44∶28＝11∶7，氧原子个数比为(11×1)∶(7×2)＝11∶14。
(2)硫酸的摩尔质量为98 g·mol－1，所以1.5 mol H2SO4的质量是147 g，含有3 mol H，含有6 mol的氧原子，即96 g氧原子。
(3)根据n＝，可知9.03×1023个氨分子含1.5 mol NH3，所以含4.5 mol氢原子，1个NH3中含有10个电子，所以1.5 mol NH3含有15 mol电子。
【考点】　物质的量的综合计算
【题点】　以物质的量为中心的综合计算
14．(1)6.02×1023个CO2与 mol H2质量相等，与 g SO2含有的氧原子数相等。
(2)含0.4 mol Cl－的氯化镁是 mol，质量是 g，它跟 g氯化钠含有相同数目的Cl－。
(3)4 mol Na2CO3与 mol Na2SO4所含氧原子数相等。
(4)8 g甲烷是 mol，约含 个甲烷分子， g碳元素， mol氢原子。
答案　(1)22　64　(2)0.2　19.0　23.4　(3)3 (4)0.5　3.01×1023　6　2
解析　(1)n(CO2)＝1 mol，其质量为44 g，n(H2)＝＝22 mol。1 mol CO2中含2 mol氧原子，64 g SO2中含2 mol氧原子。
(2)1 mol MgCl2中含2 mol Cl－，则n(MgCl2)＝＝0.2 mol，m(MgCl2)＝95 g·mol－1×0.2 mol＝19.0 g；与0.4 mol NaCl中所含Cl－的数目相同，m(NaCl)＝58.5 g·mol－1×0.4 mol＝23.4 g。
(3)4 mol Na2CO3含12 mol氧原子，与3 mol Na2SO4所含氧原子数相等。
(4)n(CH4)＝＝0.5 mol，N(CH4)＝0.5 mol×6.02×1023 mol－1＝3.01×1023，m(C)＝8 g×＝6 g，n(H)＝0.5 mol×4＝2 mol。
【考点】　物质的量的综合计算
【题点】　以物质的量为中心的综合计算