1.3.1 物质的量 摩尔质量优质课件2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

第3节化学中常用的物理量——物质的量第1课时物质的量摩尔质量

一、物质的量及其单位1.物质的量(1)概念:用0.012kg__所含的原子数目作为标准来衡量其他微粒集体所含微粒数多少的物理量,用符号__表示。12Cn知识梳理(2)应用范围:_________,如分子、原子、离子、质子、中子、电子等或一些特定组合。(3)意义:把物质的宏观量和微观粒子的数量联系起来。(4)单位:摩尔,符号____。微观粒子mol2.阿伏加德罗常数3.计算公式物质的量(n)、粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系是n=或者N=_____。n·NA【巧判断】(1)物质的量可以理解为物质的微观粒子数目。(

)提示:×。物质的量是一个新的物理量,不是数目。(2)1mol物质中含有6.02×1023个微粒。 (

)提示:×。1mol物质中含有的微粒个数不确定。(3)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。 (

)提示:×。阿伏加德罗常数不仅仅是一个数据,还有单位:mol-1。【情境·思考】唐僧师徒四人在学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习后根据个人学习体会,对物质的量这一概念展开了激烈的讨论。以下是四人的谈话记录,你认为谁的观点是错误的?提示:物质的量是只能用来描述微观粒子多少的物理量,而质量是既可描述微观物质又可描述宏观物质多少的物理量,两者不可相互替代,所以孙悟空的描述是错误的。二、摩尔质量1.摩尔质量项目内容概念单位_________的物质所具有的质量符号__单位________M、n、m三者关系

物质的量Mg·mol-12.摩尔质量与相对原子质量(或相对分子质量)的关系:以g·mol-1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)。【做一做】填写下列表格:物质摩尔质量物质的量质量分子或离子数目SO2___________2mol_________________

_________________________6.02×1022O2____________________8.0g___________64g·mol-1128g1.204×102496g·mol-10.1mol9.6g32g·mol-10.25mol1.505×1023【情境·思考】这段时间身边很多人都感冒或咳嗽了,除了吃药输液,医生会叮嘱“多喝点热水”,某同学一天之内喝了约2L的水。这2L水的物质的量是多少?他共喝了多少个水分子?提示:2L水的质量为2000g,因此水的物质的量为n===111.1mol,其中水分子的个数为111.1mol×6.02×1023mol-1=6.7×1025。知识点一物质的量及相关概念的理解【重点释疑】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”等重难理解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1molNaOH阿伏加德罗常数NA的基准是0.012kg12C中的碳原子个数,实验表明约为6.02×1023,表示微观粒子数目时,可以用NA来表示,也可以用6.02×1023mol-1表示,如1molO2中含有氧分子数为NA个或6.02×1023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),等于1mol物质的质量(单位:g)2.物质的量、阿伏加德罗常数与6.02×1023之间的关系(1)物质的量是代表微观粒子的集合体。(2)阿伏加德罗常数表示微观粒子的个数,它指的是12g12C含有的碳原子数,是一个精确值。(3)6.02×1023也表示微观粒子的个数,它是一个近似值,如1molO2中含有NA个氧气分子,或者说约含6.02×1023个氧气分子。【易错提醒】物质的量应用时的注意点(1)“物质的量”是一个物理量,单位是摩尔,物质的量只能表示微观粒子数目的多少;(2)使用摩尔时,必须指明微粒的种类。如1molH2中含有2molH,含1molH的H2的物质的量为0.5mol。(3)对特定的微粒具有“加合”性。如1molCO中共含有2mol原子(其中含1molC、1molO),1molSO3中共含有4mol原子(其中含1molS、3molO)。【思考·讨论】(1)1mol大米和1mol氧的说法正确吗?请说明理由。提示:上述说法均不正确,物质的量只适用于微观粒子,不能用来描述宏观物质,故1mol大米的说法不正确;用摩尔时必须指明微粒的种类,1mol氧既可表示氧原子、氧分子,又能表示氧离子,这里的氧指代不明确,所以1mol氧说法不正确。(2)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子吗?提示:不一定。物质不一定是由分子组成的,有些物质不含分子,如NaCl等。(3)2molH2O的摩尔质量是1molH2O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,如H2O的摩尔质量为18g·mol-1,与物质的量多少无关。【案例示范】【典例】(2019·南昌高一检测)下列说法中正确的是(

)A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位B.阿伏加德罗常数是12kg12C中含有的碳原子数C.1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子D.一个NO分子的质量是ag,一个NO2分子的质量是Vg,则氧原子的摩尔质量是(b-a)g·mol-1【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)物质的量既不是物质的数量也不是物质的质量。(2)注意审题,尤其是单位,如“kg”。【解析】选C。摩尔是物质的量的单位,A错误;阿伏加德罗常数是0.012kg12C中含有的碳原子数,B错误;1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子组成的,故1mol水分子中含有2mol氢原子和1mol氧原子,C正确;(b-a)g是一个氧原子的质量,氧原子的摩尔质量应为(b-a)NAg·mol-1。【规律方法】(1)物质的量的桥梁作用。科学上采用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。

微观宏观

(微粒数)(质量)宏观量(如质量,看得见,可称量)微观粒子的集合体微观粒子(分子、原子、离子等肉眼看不见,难以计量)18gH2O1molH2O6.02×1023个H2O2gH16gO2molH1molO2×6.02×1023个H6.02×1023个O(2)使用物质的量、摩尔质量时易犯的错误。①用物质的量描述宏观物质。②描述的对象不明确。如1mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1molN2表示1mol氮分子,1molN表示1mol氮原子。③换算错误。如1molCH4中含有4molH,而不是1molH。④将摩尔质量与质量的单位混淆。⑤误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。【迁移·应用】1.(2019·福州高一检测)下列说法正确的是(

)A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子B.1mol中含有4mol氧C.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量D.1mol氢原子和1mol氢离子所含的质子数相同【解析】选D。构成物质的微粒有离子、分子、原子等多种,A项错误;1mol中含有4mol氧原子,B项错误;当物质的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子(原子)质量,C项错误;1mol氢原子和1mol

氢离子中均含有1mol质子,D项正确。2.设NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 (

)A.2.3g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.2NAB.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D。A项中,2.3g钠(即n==0.1mol)变成Na+时,失电子的物质的量为0.1mol,即0.1NA;B项中,2g氢气(即n所含原子的(即n物质的量为2mol,即2NA;C项中,17g氨气所含分子的物质的量为1mol,即NA;D项中,NA个氧气分子(物质的量为1mol,质量为32g)和NA个氢气分子(物质的量为1mol,质量为2g)的质量比等于16∶1。故选D。【补偿训练】1.(2019·阜阳高一检测)下列有关物质的量的说法,正确的是(

)A.物质的量就是指物质的多少B.原子、电子、中子、桌子等都可用物质的量来描述C.物质的量是用来描述微观粒子的物理量D.相同物质的量的SO2和SO3的质量相同【解析】选C。物质的量是表示一定数目微观粒子的集合体,并不是指物质的多少,也不能用来描述桌子等宏观物体。1molSO2和1molSO3的分子数目是相等的,但1个SO2和1个SO3分子的质量并不相等,因此二者的质量也不同。2.下列叙述错误的是(

)①摩尔是国际单位制中的基本物理量②1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子③钠的摩尔质量等于它的相对原子质量④氢原子的摩尔质量是1g⑤HCl的摩尔质量等于1molHCl分子的质量⑥1molCO2中含有1mol碳和2mol氧⑦0.012kg12C中含有12C的数目为1molA.仅①②③ B.仅②③④C.仅②③④⑥ D.全部【解析】选D。①中,摩尔不是物理量,是物质的量的单位;②中,物质不一定是由单个原子构成的,可能是由离子或多原子构成的;③中,摩尔质量与相对原子质量是两个不同的概念;④中,H的摩尔质量为1g·mol-1;⑤中,摩尔质量与质量单位不同;⑥中,1mol碳和2mol氧均未指明粒子种类;⑦中,0.012kg12C的物质的量为1mol,数目为NA或约为6.02×1023。3.下列关于物质的量的叙述,正确的是(

)A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子B.0.2molCO和0.1molCO2所含氧原子的个数比是1∶2C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧D.1molH约含有6.02×1023个电子【解析】选D。因为有些物质是由分子构成的(例如水、硫酸等),有些物质是由离子构成的[如NaCl、Ca(OH)2等],还有些物质是由原子直接构成的(如金刚石等),A错误;0.2molCO含有0.2mol氧原子,0.1molCO2也含有0.2mol氧原子,故所含氧原子的个数比为1∶1,B错误;使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类,C中没有用化学式表示水的组成,氢、氧的含义也不具体,C错误;氢原子核外有1个电子,则1molH应含有1×6.02×1023个电子,D正确。4.(2019·泰安高一检测)下列说法正确的是(

)A.氯化氢的摩尔质量为36.5gB.1molH2SO4的质量为98g·mol-1C.任何物质的摩尔质量都等于它的相对分子质量或相对原子质量D.CO2的摩尔质量是H2的摩尔质量的22倍【解析】选D。氯化氢的摩尔质量为36.5g·mol-1,A错误;1molH2SO4的质量为98g,B错误;任何物质的摩尔质量,当单位为g·mol-1时,数值上都等于它的相对分子质量或相对原子质量,C错误;CO2和H2的摩尔质量分别为44g·mol-1和2g·mol-1,D正确。5.下列哪种物质所含原子数与0.3molH2O2所含原子数相等(

)A.0.6molCaO B.0.2molH2SO4C.0.15molH3PO4 D.0.4molMgCl2【解析】选C。0.3molH2O2所含原子的物质的量是0.3mol×4=1.2mol。A项,CaO是离子化合物,是由离子构成的,不含原子,错误;B项,0.2molH2SO4所含原子的物质的量是0.2mol×7=1.4mol,错误;C项,0.15molH3PO4所含原子的物质的量是0.15mol×8=1.2mol,正确;D项,MgCl2是离子化合物,是由离子构成的,不含原子,错误。【素养提升】曹冲称象的故事大家耳熟能详,讲的是孙权给曹操送来了一头巨象,曹操想知道这象的重量,询问属下,都不能说出称象的办法。曹冲说:“把象放到大船上,在水面所达到的地方做上记号,再让船装载其他东西,当水面也达到记号的时候,称一下这些东西,那么比较一下就能知道了。”【思考】(1)曹冲在称象时的主导思想是什么?(2)已知托盘天平的最小刻度为0.1克,你能用它称量一粒大米的质量吗?你的主导思想又是什么?(3)如何把微观的不可见的粒子与宏观的可称量的物质之间联系起来?提示:(1)曹冲在称象时的主导思想是化整为零,化大为小。(2)用托盘天平称量一粒大米的质量的主导思想是积小成大,聚微为宏。(3)国际科学界用物质的量来表示含有一定数目的粒子的集合体,用它来联系微观的不可见的粒子和宏观的可称量物。知识点二物质的量、物质的质量、粒子数目之间的关系【重点释疑】1.n=(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项可求第三项。(2)求N时,概念性问题用NA,数字性问题用6.02×1023mol-1。(3)N与n成正比,比较微粒数多少时只判断其n的大小即可。2.m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。3.(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。【知识拓展】摩尔质量的“四性”(1)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。(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。(3)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-1为单位时,其数值近似等于该离子的相对分子质量或相对原子质量。(4)混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。【思考·讨论】(1)0.5molCO2中含CO2分子数与原子数各为多少?提示:分子数:0.5mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023;原子总数:0.5×3×6.02×1023=9.03×1023。(2)9.03×1023个CO2分子的物质的量、物质的质量分别是多少?提示:n==1.5molm=n·M=1.5mol×44g·mol-1=66g(3)9g水的物质的量、所含分子数目分别是多少?提示:n==0.5molN=n·NA=0.5mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023(4)32gO2和32gO3所含氧原子的个数比是多少?提示:32gO2所含氧原子的个数为N=×NA×2=×NA×2=2NA;32gO3所含氧原子的个数为N=×NA×3=×NA×3=2NA;即相同质量的O2

和O3所含氧原子的个数比是1∶1。【案例示范】【典例】(2019·潍坊高一检测)12.4gNa2R含Na+

0.4mol,则Na2R的摩尔质量为________,R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6g的Na2R,其物质的量为________。

【思维建模】解答物质的量、摩尔质量题目的思路如下:【解析】1molNa2R含有2molNa+,题目中有Na+

0.4mol,则有0.2molNa2R。M(Na2R)===62g·mol-1。则M(R)=(62-2×23)g·mol-1=16g·mol-1,则R的相对原子质量为16。已知m(R),根据n=,得n(R)=0.1mol,则n(Na2R)=0.1mol。答案:62g·mol-1

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0.1mol【母题追问】(1)写出Na2R的化学式,这两种元素还能形成的另一种化合物的摩尔质量是多少?提示:Na2O,78g·mol-1。形成的另一种化合物是过氧化钠,其相对分子质量为78,因此摩尔质量为78g·mol-1。(2)题目中12.4gNa2R中含有多少个Na+?所含有的R元素的质量是多少?提示:Na+的物质的量为0.4mol,因此Na+的个数为0.4NA(或2.408×1023);所含有的R元素的物质的量为0.2mol,因此质量为0.2mol×16g·mol-1=3.2g。【误区警示】以“物质的量”为中心的计算注意事项物质的量是物质的质量和微粒数目之间计算的桥梁,已知物质的质量求其微粒数目或已知物质的微粒数目求其质量都是先转换成物质的量,再计算微粒数或质量,特别要注意微粒可能是分子,也可能是所含的原子、离子、电子等,直接代入公式时,各符号代表的微粒要统一。【迁移·应用】1.相等物质的量的CO和CO2相比较,下列有关叙述中正确的是(

)①它们所含的分子数目之比为1∶1②它们所含的O数目之比为1∶2③它们所含的原子总数目之比为2∶3④它们所含的C数目之比为1∶1⑤它们所含的电子数目之比为7∶11A.①②③④ B.②③C.④⑤ D.①②③④⑤【解析】选D。CO、CO2的物质的量相同,所含分子数目相同,①正确;二者所含O数目之比等于其分子中所含O个数比,②正确;同理可知③、④正确;CO分子中所含电子数为14,而CO2分子中所含电子数为22,故等物质的量的CO、CO2所含电子数目之比为=7∶11,⑤正确。2.(2019·哈尔滨高一检测)现有CO、CO2、O3(臭氧)三种气体,它们分别都含有1mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为(

)A.1∶1∶1 B.1∶2∶3C.3∶2∶1 D.6∶3∶2【解析】选D。设三种气体的物质的量分别是a、b、c,则a×1=b×2=c×3=1mol,a=1mol,b=0.5mol,c=mol,所以答案选D。【补偿训练】1.(2019·惠州高一检测)0.5molNa2SO4中所含的Na+数为(

)A.3.01×1023 B.6.02×1023C.0.5 D.1【解析】选B。由关系式Na2SO4～2Na+可知,0.5molNa2SO4中含1molNa+,N(Na+)=1mol·NA=6.02×1023。2.(2019·菏泽高一检测)下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值) (

)A.28g氮气含有的原子数为NAB.4g金属钙变成钙离子(CaCa2+)时失去的电子数为0.1NA