2024年高中化学新教材同步 必修第一册 第2章　第3节　第1课时　物质的量　摩尔质量

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、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义与应用，利用物质的量将宏观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)表示方法及含义明确物质的量的规范表示如1molH指1mol氢原子，1molH2(氢气)指1mol氢分子，不能说1mol氢，指代不明确。2．阿伏加德罗常数(NA)特别提醒阿伏加德罗常数的单位为mol－1。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＝eq\f(N,NA)。思考1通过下图可进一步认识水的组成，并理解物质的量与微粒数目的关系？提示微粒的物质的量之比等于微粒的粒子数目之比。思考2运用物质的量与微粒数目的关系，分析下列问题。(1)1molCO2中有1molC和2molO,0.5molCO2中有0.5molC和1molO。0.25molCO2含有0.5mol氧原子。(2)1molNa2SO4中含有Na＋的数目是1.204×1024，与2molNaCl含有相同Na＋数目。(3)0.2molNH3与0.3molH2O中所含H原子数一样多。若用NA表示阿伏加德罗常数的值，0.3molH2O中含3NA个电子。(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．判断正误(1)物质的量可以理解为物质的数量()(2)1mol任何粒子所含有的粒子数相等()(3)阿伏加德罗常数就是6.02×1023()(4)1mol水中含有2mol氢和1mol氧()答案(1)×(2)√(3)×(4)×2．下列叙述正确的是()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0.25molD．2H既可以表示2个氢原子又可以表示2mol氢原子答案C解析物质的量是国际单位制中7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1molH3PO4中含有4molO，含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25mol，C项正确；2H可以表示2个氢原子，但不能表示2mol氢原子，2mol氢原子应表示为2molH。物质的量的理解——“四化”二、摩尔质量1．摩尔质量2．物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系n＝eq\f(m,M)，m＝n·M。思考1摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是否等同，为什么？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。思考2结合下列问题，总结摩尔质量的计算方法。(1)已知氨气的相对分子质量为17，则氨气的摩尔质量为________。(2)1.28g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________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(4)已知一个碳原子(12C)的质量为ag,1个某分子的质量为bg，则该分子的摩尔质量为________。提示(1)17g·mol－1(2)64g·mol－1(3)bNAg·mol－1(4)eq\f(12b,a)g·mol－1前提条件公式任意状态的任意物质M＝eq\f(m,n)(定义式)已知一个粒子的质量M＝m(粒子)×NA已知一个粒子的质量和一个12C原子的质量M＝eq\f(m粒子,\f(1,12)m12C)1．判断正误(1)氯化氢的摩尔质量是36.5g()(2)氮的摩尔质量是28g·mol－1()(3)CH4的摩尔质量和NA个CH4分子的质量相等()(4)2NA个CO2的摩尔质量为88g·mol－1()(5)Fe的摩尔质量为56g·mol－1，则1个Fe原子质量为eq\f(56,NA)g()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2．我国科学家屠呦呦发现青蒿素，它是一种用于治疗疟疾的药物，2015年10月获得诺贝尔生理学或医学奖。下列有关青蒿素(化学式：C15H22O5)的叙述正确的是()A．青蒿素的摩尔质量为282B．6.02×1023个青蒿素分子的质量约为282gC．1mol青蒿素的质量为282g·mol－1D．282g青蒿素中含有15个碳原子答案B解析青蒿素的摩尔质量应该为282g·mol－1，故A错误；6.02×1023个青蒿素分子的物质的量约为1mol，其质量约为282g·mol－1×1mol＝282g，故B正确、C错误；282g青蒿素的物质的量为1mol,1mol青蒿素中含有15mol碳原子，故D错误。1．(2023·重庆合川中学高一月考)下列有关说法中正确的是()A．原子、电子、质子、凳子等都可用物质的量来描述B．1mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子C．1molCO2中含1mol碳和2mol氧D．“物质的量”表示含有一定数目粒子的集合体，是七个基本物理量之一答案D解析凳子是宏观物质，不可用物质的量来描述，A错误；1molCO2中含1mol碳原子和2mol氧原子，C错误。2．(2022·青岛校级月考)碳中和指控制一段时间内温室气体排放总量，实现CO2“零排放”。CO2的摩尔质量为()A．12 B．44g·mol－1C．12g·mol－1 D．44答案B解析CO2的摩尔质量为(12＋16×2)g·mol－1＝44g·mol－1。3．下雪时，常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂，但对道路、混凝土构件、桥梁设施等有害，对植物生长也有影响，目前正在研究环保高效的融雪剂。下列关于CH3COOK的叙述正确的是()A．CH3COOK的相对分子质量为98g·mol－1B．CH3COOK的摩尔质量为98gC．1molCH3COOK含有1.806×1024个HD．1molCH3COOK含有2mol氧答案C解析CH3COOK的相对分子质量为98，故A错误；摩尔质量的单位为g·mol－1，在数值上等于该物质的相对分子质量，故B错误；CH3COOK中含3个H原子，故1molCH3COOK含有3molH原子即1.806×1024个H，故C正确；指代不明，没指明是氧原子还是氧气分子，故D错误。4．计算填空：(1)2molNO2中含________mol氮原子，________(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)个氧原子，________个质子，质量是________g。(2)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________。(3)已知0.4mol的CO和CO2的混合气体共14.4g，则①CO的质量为________。②混合气体的平均摩尔质量为________。答案(1)24NA46NA92(2)64g·mol－1(3)①5.6g②36g·mol－1题组一物质的量及其单位1．下列对摩尔(mol)的有关说法不正确的是()A．摩尔是一个单位而非物理量B．氧气的摩尔质量就是其相对分子质量C．物质的量是连接宏观量和微观量的桥梁D．0.5mol氦气约含有3.01×1023个原子答案B解析物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，故A正确；当氧气的摩尔质量以g·mol－1为单位时，其数值等于其相对分子质量，故B错误；物质的量是连接宏观量和微观量的桥梁，故C正确；氦气是单原子分子，0.5mol氦气约含有原子的数目为0.5mol×6.02×1023mol－1＝3.01×1023，故D正确。2．相等物质的量的CO和CO2相比较，下列有关叙述正确的是()①它们所含的分子数目之比为1∶1②它们所含的O原子数目之比为1∶2③它们所含的原子总数目之比为2∶3④它们所含的C原子数目之比为1∶1⑤它们所含的电子数目之比为7∶11A．①②③④ B．②③C．④⑤ D．①②③④⑤答案D解析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原子数目之比等于其分子中所含O原子个数比，②正确；同理可知③④正确；1个CO分子中所含电子数为14，而1个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14∶22＝7∶11，⑤正确。3．(2022·昆明高一期末)用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．等物质的量的N2和CO所含分子数均为NAB．1molNa与O2在一定条件下完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物时转移电子数为NAC．0.1molNa2O2中含有的阴离子的数目为0.2NAD．1mol氧的质量为16g答案B解析等物质的量的N2和CO所含分子数相等，但不一定是NA，故A错误；按得失电子守恒，1molNa与氧气完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数目为NA，故B正确；氧指代不明，应为1mol氧原子的质量为16g，故D错误。题组二摩尔质量4．下列关于摩尔质量的说法正确的是()A．摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量B．1molH2SO4的质量与H2SO4的摩尔质量相同C．摩尔质量与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等D．某物质的物质的量越多，对应的摩尔质量越大答案A解析为单位时，摩尔质量的数值与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等，错误；D项，摩尔质量不随物质的量的多少发生变化，错误。5．下列关于物质的量、摩尔质量的叙述正确的是()A．0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳原子B．1molOH－的质量为17g·mol－1C．氢氧化钠的摩尔质量是40gD．2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍答案A解析0.012kg12C中含有1mol碳原子，约6.02×1023个碳原子，故A正确；氢氧化钠的摩尔质量为40g·mol－1,40g为1mol氢氧化钠的质量，故C错误；水的摩尔质量为18g·mol－1，与水的物质的量多少无关，故D错误。6．(2022·湖南衡阳高一期末)下列关于物质的量和摩尔质量的叙述正确的是()A．氨气的摩尔质量是17gB．0.5molO2中约含有3.01×1023个氧分子C．1mol氢中含有2mol氢原子和2mol电子D．1mol任何纯净物都含有相同的原子数答案B解析氨气的摩尔质量是17g·mol－1，故A错误；1molO2中约含有6.02×1023个氧分子，则0.5molO2中约含有3.01×1023个氧分子，故B正确；没有指明是氢原子还是氢分子，故C错误；由于纯净物中含有的原子数不一定相同，则1mol纯净物中含有的原子数不一定相同，故D错误。题组三与eq\f(m,M)＝n＝eq\f(N,NA)有关的综合计算7．25g胆矾(CuSO4·5H2O)固体的物质的量为()A．0.16mol B．0.05molC．0.08mol D．0.10mol答案D解析25g胆矾(CuSO4·5H2O)固体的物质的量n＝eq\f(m,M)＝eq\f(25g,250g·mol－1)＝0.1mol，故D符合题意。8．(2022·安徽合肥一中高一期末)一个氯原子的质量为ag，一个12C的质量是bg，用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．氯元素的相对原子质量为eq\f(12a,b)B．氯元素的摩尔质量为aNAg·mol－1C．mg该氯原子的物质的量为eq\f(m,aNA)molD．ng该氯原子所含的电子数为eq\f(17n,aNA)答案C解析eq\f(12a,b)是氯原子的相对原子质量，不是氯元素的相对原子质量，故A错误；aNAg·mol－1是氯原子的摩尔质量，不是氯元素的摩尔质量，故B错误；mg该氯原子的个数为eq\f(mg,ag)＝eq\f(m,a)，则该氯原子的物质的量为eq\f(m,aNA)mol，故C正确；ng该氯原子所含的电子数为eq\f(ng,ag)×17＝eq\f(17n,a)，故D错误。9．已知1.505×1023个X气体分子的质量为8g，则X气体的摩尔质量是()A．16g B．32gC．64g·mol－1 D．32g·mol－1答案D解析气体的物质的量n＝eq\f(1.505×1023,6.02×1023mol－1)＝0.25mol，气体的摩尔质量M＝eq\f(m,n)＝eq\f(8g,0.25mol)＝32g·mol－1。10.意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子的结构如图所示，下列说法正确的是()A．N4属于一种新型化合物B．N4与N2的摩尔质量相等C．等质量的N4与N2所含原子的个数比为1∶1D．等质量的N4与N2所含分子的个数比为2∶1答案C解析N4属于单质，A错误；N4与N2的摩尔质量分别为56g·mol－1和28g·mol－1，B错误；等质量的N4与N2的物质的量之比为1∶2，所含分子的个数比为1∶2，所含原子的个数比为1∶1，C正确、D错误。11．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1NAB．在1molNa2SO4中Na＋数约为6.02×1023C．1mol氮气所含的电子数目为NAD．17g氨气所含电子数目为10NA答案D解析2.4gMg的物质的量是eq\f(2.4g,24g·mol－1)＝0.1mol,0.1molMg变成镁离子时失去的电子数目为0.2NA，A错误；在1molNa2SO4中Na＋数约为1.204×1024，B错误；1个N2分子中含有14个电子，故1molN2含有14NA个电子，C错误；17g氨气的物质的量为eq\f(17g,17g·mol－1)＝1mol,1个NH3分子中含有10个电子，故1molNH3所含电子数目为10NA，D正确。12．(2022·北京高一月考)已知：①在某发烟硫酸(H2SO4·SO3)中，I2和I2O5反应生成I2(SO4)3。②I2(SO4)3溶于水生成I2和I2O4。下列说法正确的是()A．该发烟硫酸的摩尔质量为178B．反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶2C．反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶3D．若反应②中消耗2molI2(SO4)3，则转移电子3mol答案D解析发烟硫酸(H2SO4·SO3)的摩尔质量是178g·mol－1，故A错误；I2中碘为0价，I2O5中碘为＋5价，得到＋3价的碘化合物I2(SO4)3，则化学方程式为4I2＋6I2O5＋15H2SO4·SO3=10I2(SO4)3＋15H2O，还原剂I2与氧化剂I2O5的物质的量之比为2∶3，故B错误；I2(SO4)3溶于水生成I2和I2O4，另外还应生成H2SO4，根据反应物与产物中I元素的化合价可推知I2与I2O4的物质的量之比为1∶3，则化学方程式：4I2(SO4)3＋12H2O=I2＋3I2O4＋12H2SO4,4I2(SO4)3～I2～6e－，所以消耗2molI2(SO4)3，则转移3mol电子，故C错误、D正确。13．(2022·河北廊坊第七中学高一月考)完成下列计算：(1)硫原子的摩尔质量是______________。(2)0.5molH2SO4的质量是______________g，含______________个分子，含___________mol氧原子，能和______________molNaOH完全反应。(3)含0.4molCl－的氯化镁是______________mol，质量是__________g，它跟_________g氯化钠含有相同数目的Cl－。(4)0.3molNH3和0.4molCO2的质量之比为__________，所含原子数之比为______________。(5)已知4.8g某混合气体含分子数为0.15NA，该气体的平均摩尔质量为______________。答案(1)32g·mol－1(2)490.5NA21(3)0.21923.4(4)51∶1761∶1(5)32g·mol－1解析(4)0.3molNH3和0.4molCO2的质量之比为0.3×17∶0.4×44＝51∶176，所含原子数之比为0.3×4∶0.4×3＝1∶1。(5)该混合气体的物质的量为eq\f(0.15NA,NAmol－1)＝0.15mol，平均摩尔质量为eq\f(m,n)＝eq\f(4.8g,0.15mol)＝32g·mol－1。14．下表是某地市场上销售的一种“加碘食盐”包装袋上的部分文字说明：配料：氯化钠(NaCl)、碘酸钾(KIO3)含碘量：20～40mg·kg－1保质期：18个月食用方法：勿长时间炖炒储藏方法：避热、避光、防潮(1)加碘盐不能长时间炖炒，且应避热、避光保存，你认为可能的原因是______________。(2)实验分析发现，某批加碘盐中KIO3的含量为52mg·kg－1。计算每千克加碘盐中KIO3的物质的量为____________和碘的质量为____________。(3)若成人每天需摄入0.15～0.20mg碘才能满足人体健康需要，通过计算说明成人平均每天食用6.0g这种加碘盐能否获得需要的碘______________(填“能”或“不能”)。答案(1)KIO3在热或光作用下会分解(2)2.4×10－4mol3.1×10－2g(31mg)(3)能解