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第二单元　物质的化学计量
第1课时　物质的量
[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。2.能从宏观和微观相结合的视角认识物质的量、微观粒子数和物质的质量之间的关系，并建立三者之间简单计算的思维模型。
一、物质的量与阿伏加德罗常数
1．物质的量
(1)物质的量
①物质的量是国际单位制中的基本物理量之一，符号：n，常用单位：摩尔(符号为mol)。
②建立物质的微粒(如分子、原子、离子、电子、中子等)与可观察的物理量(如质量、气体体积等)之间的联系。
(2)物质的量的单位——摩尔
1 mol某种微粒集合体中所含的微粒数与0.012 kg 12C中所含的原子数相同，约为6.02×1023。因为数值特别大，表示宏观物质没有意义，因此只用于计量分子、原子、离子、电子、质子、中子等微观粒子。
2．阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数
0.012 kg 12C中所含的原子数称为阿伏加德罗常数，用NA表示，NA近似为6.02×1023 mol－1。
(2)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)和微粒数(N)之间的关系：N＝n·NA。
如2 mol CO2中CO2分子数N(CO2)＝n(CO2)·NA＝2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1024。
(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)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一(　　)
(4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023(　　)
(5)1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧(　　)
(6)3 mol O2与2 mol H2O所含原子数相等(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
1．下列有关NA(阿伏加德罗常数)的说法，错误的是(　　)
A．0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B．0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023
C．1 mol O2中含有的分子数为NA
D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol
答案　B
解析　一个H2O分子中含有3个原子，0.5 mol H2O中含有1.5 mol 原子，即含有的原子数约为9.03×1023，故B说法错误。
2．(1)1 mol Na2SO4中含有Na＋的数目约是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原子数一样多。
(4)0.3 mol H2O中含0.9 mol原子，约含1.806×1024个电子。
物质的量的理解——“四化”
二、物质的量与摩尔质量
1．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：M，单位：g·mol－1。
(3)数值：当物质的质量以克为单位时，其在数值上与该物质的相对原子质量或相对分子质量相等。
(4)物质的量(n)、摩尔质量(M)和物质的质量(m)之间的关系：m＝n·M。
如3 mol H2O的质量：m(H2O)＝n(H2O)·M＝3 mol×18 g·mol－1＝54 g。
特别提醒　微粒的个数与物质的质量间由物质的量联系起来：N＝nNA则n＝；m＝n·M，则n＝；则＝n＝。
2．物质的量在化学方程式中的应用
如：　　　　　　2H2　＋　O2 2H2O
质量之比 4 g ∶ 32 g ∶ 36 g
计量数之比 2 ∶ 1　　 ∶ 2
微粒数之比 2 ∶ 1　　 ∶ 2
扩大NA倍 2NA ∶ NA　 ∶ 2NA
物质的量之比 2 mol ∶ 1 mol ∶ 2 mol
结论：化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于相应物质的微粒数之比，也等于物质的量之比。
(1)氯化氢的摩尔质量是36.5 g(　　)
(2)CH4的摩尔质量和NA个甲烷分子的质量相等(　　)
(3)2NA个CO2的摩尔质量为88 g·mol－1(　　)
(4)Fe的摩尔质量为56 g·mol－1，则1个Fe原子的质量为 g(　　)
(5)1 mol H2与0.5 mol O2恰好完全反应能生成1 mol H2O(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
1．摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是否等同？若不等同，两者数值在什么情况下才相等？
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。当物质的质量以克为单位时，两者在数值上相等，但前者单位是g·mol－1，后者单位是1，故两者不能等同。
2．计算下列物质的摩尔质量。
(1)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 。
(2)已知1个铁原子的质量为b g，则Fe的摩尔质量为 。
(3)已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为 。
答案　(1)64 g·mol－1　(2)bNA g·mol－1　(3) g·mol－1
3．9.75 g锌与含 mol HCl的盐酸刚好完全反应，放出 mol H2，在溶液中有 mol Zn2＋和 mol Cl－。(已知Zn的相对原子质量为65)
答案　0.3　0.15　0.15　0.3
解析　n(Zn)＝＝0.15 mol，
Zn ＋ 2HCl === ZnCl2 ＋ H2↑
1 2 1 1
0.15 mol n(HCl) n(ZnCl2) n(H2)
n(HCl)＝＝0.3 mol，
n(H2)＝＝0.15 mol，
n(ZnCl2)＝＝0.15 mol。
1 摩尔质量概念的理解
①等值性：物质的质量以克为单位时，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。
3 根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比，可以列比例式计算各反应物或生成物的物质的量。
1．下列说法错误的是(　　)
A．物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量
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　物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量，其单位是摩尔，使用摩尔作单位时所指的对象是微粒，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．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．一个钠原子的质量约等于 g
答案　D
解析　A项，质量的单位为“g”；B项，摩尔质量的单位应为“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。
3．下列说法不正确的是(　　)
A．6.02×1023个钠离子的物质的量约为1 mol
B．1 mol氧约含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　用物质的量表示物质时，要指明微粒的种类。“1 mol氧”没有指明是氧分子还是氧原子。
4．计算填空
(1)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，下同)， 个质子，质量是 g。
(2)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 。
(3)等质量的O2和O3物质的量之比为 ，所含氧原子数之比为 。
(4)NO和O2可以发生反应2NO＋O2===2NO2，若反应生成46 g NO2，则参加反应的NO的物质的量为 ，参加反应的O2的物质的量为 。若有a mol NO与b mol O2充分反应，则反应后氮原子与氧原子的个数比为 。
答案　(1)2　4NA　44NA　88　(2)64 g·mol－1
(3)3∶2　1∶1　(4)1 mol　0.5 mol　a∶(a＋2b)
题组一　物质的量与阿伏加德罗常数
1．课堂上同学们学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习。下课后大家根据个人体验，对物质的量这一新概念又展开了热烈的讨论，交流学习心得。下列是几位同学的谈话记录，你认为错误的是(　　)
A．物质的量将一定数目微观粒子与可称量的物质之间联系起来了，以后我们就可让“质量”这一个物理量“下岗”了
B．使用物质的量时要指明所计量的微观粒子是谁，最好用化学式表示，既规范又简洁准确
C．化学方程式中的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，这样依据化学方程式进行计算时就可以用物质的量关系进行计算了
D．学习了物质的量，我们就能大致知道一杯水中大约有多少个水分子了
答案　A
解析　物质的量和质量都是基本的物理量，两者不可相互替代。
2．下列叙述正确的是(　　)
A．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B．摩尔只能用来计量纯净物中微观粒子数目
C．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol
D．我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1 mol
答案　C
解析　物质不一定都是由分子组成的，可能是由原子或离子组成的，摩尔是物质的量的单位，1 mol任何物质中所含有的粒子数约为6.02×1023，A错误；摩尔既能用来计量纯净物中微观粒子数目，也能用来计量混合物中微观粒子数目，B错误；含有6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1 mol，如含有6.02×1023个O原子的O2的物质的量为0.5 mol，D错误。
3．(2022·山西祁县中学高一上月考)下列说法错误的是(　　)
A．1 mol任何气体都约含有6.02×1023个分子
B．0.012 kg 12C中约含有6.02×1023个碳原子
C．1 mol H2O中含有3 mol原子
D．1 mol氧气中含有2 mol氧
答案　D
解析　构成气体的微粒为分子，1 mol任何气体均含有6.02×1023个分子，A正确；0.012 kg 12C中含有阿伏加德罗常数个碳原子，约含有6.02×1023个碳原子，B正确；每个H2O分子中含有2个氢原子和1个氧原子，则1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子，共含有3 mol原子，C正确；使用物质的量时应指明具体的微粒，D错误。
4．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．1 mol二氧化碳中含有1 mol碳和2 mol氧
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项错误；1个H3PO4分子中含有4个O原子，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，D项错误。
5．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中所含该粒子的物质的量是1 mol
D．1 mol 氨气所含的原子数约为2.408×1024
答案　A
6．现有CO、CO2、O3三种气体，它们分别都含有1 mol氧原子，则三种气体的物质的量之比为(　　)
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3
C．3∶2∶1 D．6∶3∶2
答案　D
解析　含有1 mol氧原子的CO、CO2、O3三种气体的物质的量分别为1 mol、 mol和 mol，则有n(CO)∶n(CO2)∶n(O3)＝1 mol∶ mol∶ mol＝6∶3∶2。
题组二　摩尔质量
7．下列说法中正确的是(　　)
A．氢氧化钠的摩尔质量为40 g
B．1 mol 氧原子的质量就是氧的相对原子质量
C．H2SO4的摩尔质量为96 g·mol－1
D．1 mol CO2所含有的分子数为NA
答案　D
解析　氢氧化钠的摩尔质量为40 g·mol－1，A错误；当质量以克为单位时，1 mol氧原子的质量在数值上等于氧的相对原子质量，但单位不同，B错误；H2SO4的摩尔质量为98 g·mol－1，C错误。
8．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．1 mol H2SO4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　B项，二者在数值上相同，但单位分别为g和g·mol－1，错误；C项，摩尔质量在数值上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变化而发生变化，错误。
9．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　)
A．摩尔是物质的量的单位
B．36 g水中含氢原子的数目为4NA
C．0.5 mol Na2SO4中含有的Na＋数约是6.02×1023
D．等质量的O2与O3，所含氧原子数之比是3∶2
答案　D
解析　物质的量是基本物理量，摩尔是物质的量的单位，A正确；36 g水的物质的量为＝2 mol，含氢原子的数目为4NA，B正确；0.5 mol Na2SO4中含有的Na＋数约为
0.5 mol×2×6.02×1023 mol－1＝6.02×1023，C正确；等质量的O2与O3，设质量都是m g，所含氧原子数之比为(×2×NA)∶(×3×NA)＝1∶1，D错误。
10．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。下列关于偏二甲肼的叙述正确的是(　　)
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约为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个偏二甲肼分子约为1 mol，其质量约为60 g；6 g偏二甲肼分子的物质的量为＝0.1 mol，含有的分子数为0.1NA。
题组三　与物质的量有关的计算
11．(2022·海南海口灵山中学高一月考)某气体样品的质量是56 g，物质的量是2 mol，该气体的摩尔质量是(　　)
A．56 g B．56 g·mol－1
C．28 g D．28 g·mol－1
答案　D
12．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　X气体的物质的量n＝＝0.25 mol，X气体的摩尔质量M＝＝＝32 g·mol－1。
13．相同物质的量的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∶1　②它们所含的氧原子数目之比为1∶2　③它们所含的原子总数目之比为2∶3　④它们所含的碳原子数目之比为1∶1　⑤它们所含的电子数目之比为7∶11
A．①②③④ B．②③
C．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；二者所含氧原子数目之比等于其分子中所含氧原子个数之比，②正确；同理可知③、④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所含的电子数目之比为14∶22＝7∶11，⑤正确。
14．科学家最近合成了一种新型分子，它由4个氧原子构成，液化后能量、密度都比普通氧分子高得多。下列说法正确的是(　　)
A．摩尔质量是64 g
B．它是一种新的化合物
C．它是由氧元素组成的一种单质
D．1 mol 该分子中含有2NA个氧原子
答案　C
解析　根据题干信息可知，每个新型分子由4个氧原子构成，则该分子的化学式可表示为O4，其摩尔质量为64 g·mol－1，A错误；O4只由O元素组成，属于单质，B错误、C正确；1 mol O4分子中含有NA个O4分子、4NA个O原子，D错误。
15．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。
16．(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(CH4)是 mol，约含 个甲烷分子， g碳元素，___________ mol氢原子。
(5)相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为 ，所含氧原子的物质的量之比为 ，若欲使SO2和SO3中氧元素的质量相等，则SO2和SO3的质量之比为 。
答案　(1)22　64　(2)0.2　19.0　23.4　(3)3　(4)0.5　3.01×1023　6　2　(5)5∶4　5∶6　6∶5

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