2024-2025学年高中化学第一章从实验学化学第二节第1课时物质的量的单位-摩尔学案新人教版必修1

PAGE9-其次节化学计量在试验中的应用[学习目标]1.了解物质的量的概念及其与微观粒子数目、质量之间的关系。(重点)2．了解阿伏加德罗常数的含义。(难点)3．了解气体摩尔体积的概念，驾驭关于气体摩尔体积的简洁计算。(重点)4．理解物质的量浓度的含义，驾驭肯定物质的量浓度溶液的配制。(重、难点)5．通过对各概念的学习，体验事物之间是普遍联系的，内因是确定事物性质的主要因素。第1课时物质的量的单位——摩尔一、物质的量及其单位1．物质的量国际单位制中7个基本物理量之一，它表示含有肯定数目的粒子的集合体，符号为n。2．物质的量的单位——摩尔(1)标准：1mol粒子集体所含的粒子数与0.012_kg_12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023(2)符号：mol。(3)计量对象：原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等全部微观粒子。3．阿伏加德罗常数把1_mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，通常用6.02×1023_mol－1表示，符号为NA。4．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系n＝eq\f(N,NA)二、摩尔质量1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量。2．符号及单位：符号为M，常用的单位为g·mol－1。3．摩尔质量的特点当物质的摩尔质量以g·mol－1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。如：Mg的摩尔质量为24_g·mol－1；NaCl的摩尔质量为58.5_g·mol－1；H2SO4的摩尔质量为98_g·mol－1；COeq\o\al(2－,3)的摩尔质量为60_g·mol－1。学问点一物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量的理解一、物质的量及其单位——摩尔1．物质的量——“四化”2．摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个粒子。摩尔简称摩，符号为mol。留意：在运用摩尔表示物质的量时，应当用化学式指明粒子的种类，而不运用该粒子的中文名称。例如说“1mol氧”，是指1mol氧原子，还是指1mol氧分子，含义不明确。又如说“1mol碳原子”，是指1mol12C，还是指1mol13C，含义也不明确。粒子集体中可以是原子、分子，也可以是离子、电子等。正确的表示法为1molF,0.5molCO2,1000molCOeq\o\al(2－,3)，amole－，1.5molNa2CO3·10H2O等。3.运用摩尔概念时应留意九个区分。(1)区分物质的量与摩尔。错例：“摩尔是基本物理量之一”；改正：“物质的量是基本物理量之一”。(2)区分摩尔质量与1mol物质的质量。错例：“硫酸的摩尔质量是98g”；改正：“1mol硫酸的质量是98g或硫酸的摩尔质量是98g/mol”。(3)区分摩尔质量与相对分子质量。错例：“硫酸的相对分子质量是98g”；改正：“硫酸的摩尔质量是98g/mol或硫酸的相对分子质量是98”。(4)区分元素微粒的名称与元素的名称，错例：“2g氢含有2mol氢原子”；改正：“2g氢气含有1molH2”。或“2g(5)区分6.02×1023与阿伏加德罗常数。错例：“1mol物质含有指定的微粒恰好是6.02×1023个”；改正：“1mol物质含有指定的微粒是阿伏加德罗常数个”。(6)区分物质的量与摩尔数。错例：“49g硫酸的摩尔数是0.5mol”；改正：“49g硫酸的物质的量是0.5mol”。(7)区分物质的量与量。错例：“4.9g硫酸的量是0.05mol”；改正：“4.9g硫酸的物质的量是0.05mol”。(8)对于详细的物质在运用“摩”这个单位时要区分微粒的种类。错例：“1摩硫酸含有阿伏加德罗常数个微粒”；改正：“1摩硫酸含有阿伏加德罗常数个H2SO4”(9)区分摩尔的概念及其推论。错例：“2g甲烷(CH4)含m个分子时，1molCH4含6.02×1023m个分子”；改正：“2g甲烷(CH4)含m个分子时，1molCH4含8m个分子eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,2)×16＝8m))”。二、摩尔质量1．摩尔质量——“三性”(1)等同性：摩尔质量(单位为g·mol－1时)只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等，其含义和单位是不同的。(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变更。(3)近似性：由于电子的质量特别微小，所以粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，其数值近似等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量，如Na和Na＋的摩尔质量都为23g·mol－1。2．物质的质量、摩尔质量、相对分子质量(或相对原子质量)的区分与联系物质的相对分子(原子)质量物质的质量摩尔质量区分数值特征以一个碳－12原子质量的eq\f(1,12)作为标准，其他分子(或原子)的质量与它相比较所得的数值，固定不变质量的数值可能是随意的对于给定的物质，其摩尔质量数值是固定不变的单位1g或kgg·mol－1联系单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量，以g·mol－1为单位时，它在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量三、阿伏加德罗常数——“三量”(1)基准量：0.012kg12C(2)精确量：是一个物理量，用NA表示，单位是mol－1。(3)近似量：6.02×1023mol－1。1.一种微粒的摩尔质量就是1mol该微粒的质量，这种说法对吗？已知1个氧原子的质量为2.657×10－26kg，请计算O2的摩尔质量为多少？提示：不对。摩尔质量的单位是g/mol，物质的质量单位是g，两者的意义不同。O2的摩尔质量为2×2.657×10－26kg×103g·kg－1×6.02×1023mol－1＝32g·mol－12．阿伏加德罗常数是一个数吗？有人说，阿伏加德罗常数就是6.02×1023mol－1，这种说法是否正确，为什么？提示：阿伏加德罗常数不是一个纯数值，而是有单位的，其单位是mol－1。不正确。阿伏加德罗常数有其精确值，即0.012kg12C中所含的碳原子数目。实际计算中常采纳6.02×1023mol－1这个近似值。NA与6.02×1023mol－13．1mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子，对吗？提示：不对，因为该物质的组成状况不确定，故原子数是不确定的，如1molO2和O3所含有的氧原子分别是2mol、3mol。4．2mol水的摩尔质量是1mol水的摩尔质量的2倍吗？提示：不是。详细物质的摩尔质量是不变的，与其物质的量的多少无关。[例1－1]下列说法中正确的是()A．1mol任何物质都含有6.02×1023个原子B．阿伏加德罗常数就是1mol粒子数的集体，0.012kg12C中含有约6.02×1023C．摩尔是一个基本的物理量D．1mol水中含有2mol氢和1mol氧[思路分析]在运用物理量时要正确注明单位，看清粒子的种类。要明确究竟是分子、原子，还是电子等。简洁产生的错误是把摩尔说成是物理量。[解析]构成物质的粒子有原子、分子、离子、电子等，物质不都是由原子构成的，并且物质的构成状况不确定，原子数不确定，A项错误；B选项，碳是由原子构成的，依据规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同，即为阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数就是1mol粒子数的集体，近似为6.02×1023mol[答案]B下列有关摩尔质量的描述或应用中，正确的是(D)A．1molOH－的质量为17g/molB．二氧化碳的摩尔质量为44gC．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量D．一个钠原子的质量约为eq\f(23,6.02×1023)g解析：A项中1molOH－的质量为(16＋1＋me－)g＝17g(由于e－的质量很小，可以忽视不计)；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；D项中是用1molNa的质量除以1molNa的原子数，求得每个钠原子的质量。[例1－2]设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．含NA个H的H2的物质的量为1molB．NA个CO和1molN2所含分子数相等C．NA个H2SO4与1molH3PO4所含氢原子的个数比为11D．0.1molC含1.2NA个质子[思路分析]解答本题须要留意：(1)1mol物质中所含的是分子数还是原子数；(2)1个原子中含有的质子数是多少。[解析]NA个H的物质的量为1mol，氢分子为双原子分子，则H2的物质的量为0.5mol，A错误；1个H2SO4分子中含有2个氢原子，1个H3PO4分子中含有3个氢原子，则NA个H2SO4与1molH3PO4所含氢原子的个数比为23，C错误；1个C中含6个质子，0.1molC含0.6NA个质子，D错误。[答案]B下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是(A)A．32gO2所含的原子数目为NAB．0.5molH2O含有的原子数目为1.5NAC．1molH2O含有的H2O分子数目为NAD．0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5mol解析：32gO2为1mol，氧原子数为2NA，A错误；0.5molH2O中原子数为0.5×3×NA，B正确；1molH2O中含有H2O分子数为NA，C正确；0.5NA个Cl2分子的物质的量为0.5mol，D正确。学问点二物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量、微粒数之间的相关计算Neq\o(,\s\up15(÷NA),\s\do15(×NA))neq\o(,\s\up15(×M),\s\do15(÷M))m(粒子数)(物质的量)(质量)eq\x(n＝\f(N,NA))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1n、N、NA三个量中，已知随意两项求第三项,2求N时，概念性问题用NA，数字性问题用,6.02×1023mol－1,3\f(N1,N2)＝\f(n1,n2)，比较粒子数多少时只推断其n的,多少即可))eq\x(n＝\f(m,M))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1m、n、M三个量中，已知随意两项求第三项,2由M可求相对原子分子质量,3n相同时，\f(m1,m2)＝\f(M1,M2)；m相同时，\f(n1,n2)＝\f(M2,M1)))eq\x(\f(N,NA)＝\f(m,M))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1N、NA、m、M四个量中，已知随意三项求,第四项,2该等式中一般NA、M为已知，则N与m,可互求))特殊提示：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。1.4.0g提示：4.0gNaOH的物质的量是4.0g÷40g·mol－1＝0.1mol。2．0.5molCO2分子数是多少？提示：0.5molCO2分子数是0.5mol×6.02×1023mol－1＝3.01×1023。3．1.204×1024个氢原子的质量是多少？提示：n(H)＝eq\f(N,NA)＝eq\f(1.204×1024,6.02×1023mol－1)＝2mol，所以质量m(H)＝2mol×1g·mol－1＝2g。[例2]用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A．0.5molAl与足量盐酸反应生成的H2分子数为NAB．0.2molH2O所含的H原子数为0.2NAC．0.1molCH4所含的电子数为NAD．46gNO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA[思路分析]阿伏加德罗常数问题是近几年高考的“热点”问题。正确解答本类题目，要留心“陷阱”，要在细致审题的基础上利用自己驾驭的概念细致分析、比较，正确解答。[解析]Al与盐酸反应时，依据化学方程式可知2molAl完全反应可生成3molH2，则0.5molAl完全反应可生成0.75molH2，即H2分子数为0.75NA，A错误。1molH2O中含H原子数为2NA,0.2molH2O中含H原子数为0.4NA，B错误。1molCH4含10mol电子，故0.1molCH4所含电子数为NA，C正确。NO2和N2O4的平均摩尔质量介于46g·mol－1至92g·mol－1之间，故46g两者的混合物，其物质的量小于1mol，D错误。[答案]C12．4gNa2R含Na＋0.4mol，则Na2R的摩尔质量为62_g/mol，R的相对原子质量为16。含R的质量为1.6g的Na2R，其物质的量为0.1_mol。解析：1molNa2R中含有2molNa＋，题目中有Na＋0.4mol，则有0.2molNa2R。运用公式M＝m/n得，M(Na2R)＝eq\f(mNa2R,nNa2R)，所以M(Na2R)＝eq\f(mNa2R,nNa2R)＝eq\f(12.4g,0.2mol)＝62g/mol。依据摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上与物质的相对分子质量相等得：Mr(Na2R)＝62，求得R的相对原子质量Mr(R)＝62－2×23＝16。最终一问已知m(R)，依据n＝m/M，得n(R)＝0.1mol，则n(Na2R)＝0.1mol。1．下列有关物质的量和摩尔的叙述不正确的是(D)A．摩尔是国际单位制中七个基本单位之一B．物质的量可用n表示，1mol粒子的数目约为6.02×1023C．摩尔的计量对象可以是分子、离子、原子、质子、中子、电子和原子团D．用摩尔表示物质的量时，要用化学式指明粒子种类，而不用该粒子的中文名称解析：A项，摩尔属于国际单位制中的基本单位。B项，1mol任何粒子的数目都约为6.02×1023。C项，摩尔的计量对象是微观粒子。D项，用摩尔表示物质的量时，通常用化学式表示粒子种类，若用中文名称表示粒子种类时，不要引起歧义即可。2．下列叙述中，正确的是(C)A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似值为6.02×1023B．等物质的量的O2与O3，所含氧原子数相同C．在0.5molNa2SO4中，含有的Na＋数约是6.02×1023D．O2和O3的摩尔质量都为16g·mol－1解析：阿伏加德罗常数用NA表示，有单位，其近似值为6.02×1023mol－1，A错误；等物质的量的O2与O3所含氧原子数之比为23，B错误；0.5molNa2SO4中含有1molNa＋，个数约为6.02×1023，C正确；O2和O3的摩尔质量分别为32g·mol－1、48g·mol－1，D错误。3．下列有关NA(阿伏加德罗常数)说法错误的是(B)A．0.012kg12C含有的12C是B．NA个水分子的质量是18g/molC．1molO2中含有的氧分子数为NA个D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25mol解析：NA个水分子的物质的量为1mol，其质量为18g，B错误。4．已知agCH4含有b个分子，则阿伏加德罗常数的数值为(C)A.eq\f(b,16a) B.eq\f(a,16b)C.eq\f(16b,a) D.eq\f(16a,b)解析：agCH4的物质的量为eq\f(a,16)mol，分子数为b的甲烷的物质的量为eq\f(b,NA)mol，故eq\f(a,16)＝eq\f(b,NA)，解得NA＝eq\f(16b,a)。5．NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(B)A．32gO2所含的原子数目为NAB．0.2NA个H2SO4与19.6gH3PO4含有相同的氧原子数C．28g氮气所含的原子数为NAD．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为81解析：32gO2为1mol，氧原子数为2NA，A错误；19.6gH3PO4即为0.2NA，等物质的量的H2SO4与H3PO4含有相同的氧原子数，故B正确；28gN2即1molN2(28g÷28g·mol－1＝1mol)，所以应含2NA个N原子，故C错误；NA个氧分子质量为32g，NA个氢分子质量为2g，则其质量比为161，故D错误。6．(1)0.3