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第三节　物质的量
第1课时　物质的量　摩尔质量(基础课)
素养目标 初高衔接
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。
知识点一　物质的量的单位——摩尔
1．物质的量
(1)物质的量是表示含有____________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：粒子之间的物质的量之比等于粒子的______之比。
物质的量的理解——“四化”
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)物质的量可以理解为物质的数量。 (　　)
(2)物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子。 (　　)
(3)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。 (　　)
(4)1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子。 (　　)
2．下列关于物质的量的叙述，错误的是(　　)
A．1 mol Ne中约含有10×6.02×1023个电子
B．0.012 kg 12 C约含有6.02×1023个C原子
C．1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子
D．1 mol任何物质都约含有6.02×1023个分子
知识点二　摩尔质量
1．摩尔质量
摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是否等同？
【应用示例】　O2的摩尔质量为32 g·mol-1，则16 g O2的物质的量为 ______________，1.5 mol O2的质量为________。
2．摩尔质量的三种计算方法
序号 前提条件 公式
(1) 任意状态的任意物质 M＝(定义式)
(2) 已知一个分子的质量 M＝m(分子)×NA
(3) 已知一个分子的质量 和一个12C原子的质量 M＝×12 g·mol-1
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)硫酸的摩尔质量为98 g。 (　　)
(2)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等。 (　　)
(3)1 mol OH－的质量为17 g·mol-1。 (　　)
(4)氖气的摩尔质量(单位g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量。 (　　)
(5)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。 (　　)
(6)相同质量的CO与N2所含分子数、原子数均相同。 (　　)
2．计算下列物质的摩尔质量。
(1)已知氨的相对分子质量为17，则氨的摩尔质量为________。
(2)已知一个铁原子的质量为b g，则铁的摩尔质量为________(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)NA为阿伏加德罗常数的值，已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为________。
1．(教材互鉴·苏教必修第一册)下列说法中正确的是(　　)
A．摩尔是表示物质质量的单位
B．物质的量就是指物质的质量
C．摩尔是表示物质所含粒子个数的物理量
D．物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子的集合体
2．下列叙述中正确的是(　　)
A．镁的原子质量就是镁的相对原子质量
B．一个氧原子的质量约等于 g
C．水的相对分子质量等于18 g
D．二氧化硫的摩尔质量是64
3．下列关于阿伏加德罗常数的叙述不正确的是(　　)
A．阿伏加德罗常数是指1 mol物质中所含有的原子数
B．0.5 mol CO2中含有的质子数目为11NA
C．国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023
D．1 mol O2中的分子数为NA，而原子数为2NA
4．按要求填写下列空白：
(1)6.02×1023个Na＋约含________mol Na＋，其质量为________g。
(2)4.5 mol CH4约含有________个CH4，其质量为________g。
(3)3.01×1023个约含________，其质量为________g；49 g H2SO4约含有________个H，共含有________个原子。
5．(教材互鉴·鲁科必修第一册)顺铂[化学名称为顺二氯二氨合铂(Ⅱ)，化学式为Pt(NH3)2Cl2]是一种用于治疗癌症的药物，它的结构如图所示。
一片顺铂药片所含顺铂的质量为3×10-4 g，请计算：
(1)一片顺铂药片中顺铂的物质的量是__________________。
(2)一片顺铂药片中顺铂所含氮原子的物质的量和个数分别为________和________。
4 / 5第三节　物质的量
第1课时　物质的量　摩尔质量(基础课)
素养目标 初高衔接
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。
知识点一　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：粒子之间的物质的量之比等于粒子的粒子数之比。
物质的量的理解——“四化”
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)物质的量可以理解为物质的数量。 (　　)
(2)物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子。 (　　)
(3)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。 (　　)
(4)1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子。 (　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
2．下列关于物质的量的叙述，错误的是(　　)
A．1 mol Ne中约含有10×6.02×1023个电子
B．0.012 kg 12 C约含有6.02×1023个C原子
C．1 mol H2O中含有2 mol氢原子和1 mol氧原子
D．1 mol任何物质都约含有6.02×1023个分子
D　[1个氖原子核外有10个电子，则1 mol Ne中约含有10×6.02×1023个电子， A正确； 0.012 kg 12C的物质的量为1 mol，则约含有6.02×1023个C原子，B正确；一个水分子中含两个氢原子和一个氧原子，因此1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子，C正确；有些物质是由分子构成的(例如水等)，有些物质是由离子构成的[例如NaCl、等]，还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等)，故不是1 mol 任何物质都约含有6.02×1023个分子，D错误。]
知识点二　摩尔质量
1．摩尔质量
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。
【应用示例】　O2的摩尔质量为32 g·mol-1，则16 g O2的物质的量为 0.5 mol，1.5 mol O2的质量为48 g。
2．摩尔质量的三种计算方法
序号 前提条件 公式
(1) 任意状态的任意物质 M＝(定义式)
(2) 已知一个分子的质量 M＝m(分子)×NA
(3) 已知一个分子的质量 和一个12C原子的质量 M＝×12 g·mol-1
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)硫酸的摩尔质量为98 g。 (　　)
(2)1 mol O2的质量与它的相对分子质量相等。 (　　)
(3)1 mol OH－的质量为17 g·mol-1。 (　　)
(4)氖气的摩尔质量(单位g·mol-1)在数值上等于它的相对原子质量。 (　　)
(5)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。 (　　)
(6)相同质量的CO与N2所含分子数、原子数均相同。 (　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
2．计算下列物质的摩尔质量。
(1)已知氨的相对分子质量为17，则氨的摩尔质量为________。
(2)已知一个铁原子的质量为b g，则铁的摩尔质量为________(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)NA为阿伏加德罗常数的值，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)17 g·mol-1　(2)bNA g·mol-1　
(3) g·mol-1
1．(教材互鉴·苏教必修第一册)下列说法中正确的是(　　)
A．摩尔是表示物质质量的单位
B．物质的量就是指物质的质量
C．摩尔是表示物质所含粒子个数的物理量
D．物质的量适用于计量分子、原子、离子等粒子的集合体
D　[摩尔是物质的量的单位，故A、C错误；物质的量表示含有一定数目粒子的集合体，故B错误，D正确。]
2．下列叙述中正确的是(　　)
A．镁的原子质量就是镁的相对原子质量
B．一个氧原子的质量约等于 g
C．水的相对分子质量等于18 g
D．二氧化硫的摩尔质量是64
B　[相对原子质量是比值，不是原子的实际质量，A错误；1 mol氧原子的实际质量是16 g，故一个氧原子的质量为 g，B正确；相对分子质量的单位是1，不是g，C错误；摩尔质量的单位为 g·mol-1，D错误。]
3．下列关于阿伏加德罗常数的叙述不正确的是(　　)
A．阿伏加德罗常数是指1 mol物质中所含有的原子数
B．0.5 mol CO2中含有的质子数目为11NA
C．国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023
D．1 mol O2中的分子数为NA，而原子数为2NA
A　[1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，A错误。]
4．按要求填写下列空白：
(1)6.02×1023个Na＋约含________mol Na＋，其质量为________g。
(2)4.5 mol CH4约含有________个CH4，其质量为________g。
(3)3.01×1023个约含________，其质量为________g；49 g H2SO4约含有________个H，共含有________个原子。
[解析]　(1)6.02×1023个Na＋的物质的量n＝＝＝1 mol，对应的质量m＝n·M＝1 mol×23 g·mol-1＝23 g。(2)4.5 mol CH4的个数N＝n·NA＝4.5 mol×6.02×1023 mol-1＝2.709×1024，其质量m＝n·M＝4.5 mol×16 g·mol-1＝72 g。(3)3.01×1023个的物质的量n＝＝＝0.5 mol，质量m＝n·M＝0.5 mol× 96 g·mol-1＝48 g。含有的分子个数N＝＝3.01×1023，含有H的个数为2×3.01×1023＝6.02×1023，含有的原子数为7×3.01×1023＝2.107×1024。
[答案]　(1)1　23　(2)2.709×1024　72
(3)0.5　48　6.02×1023　2.107×1024
5．(教材互鉴·鲁科必修第一册)顺铂[化学名称为顺二氯二氨合铂(Ⅱ)，化学式为Pt(NH3)2Cl2]是一种用于治疗癌症的药物，它的结构如图所示。
一片顺铂药片所含顺铂的质量为3×10-4 g，请计算：
(1)一片顺铂药片中顺铂的物质的量是__________________。
(2)一片顺铂药片中顺铂所含氮原子的物质的量和个数分别为________和________。
[解析]　(1)M＝300 g·mol-1，n＝＝＝1×10-6 mol。(2)n(N)＝1×10-6 mol×2＝2×10-6 mol，N(N)＝1.204×1018。
[答案]　(1)1×10-6 mol　(2)2×10-6 mol　1.204×1018
数智分层作业(十五)　物质的量　摩尔质量
(分值：70分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
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粒子的名称
C．1 mol任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子
D．0.012 kg 12C约含有6.02×1023个碳原子
C　[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粒子，而粒子种类繁多，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；0.012 kg 12C(1 mol)所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，约为6.02×1023。]
2．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．0.012 kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
C．含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol
D．1 mol氨所含的原子数约为2.408×1024
A　[阿伏加德罗常数(NA)是一个物理量，其单位是mol-1，其基准量为0.012 kg 12C中所含的碳原子数，近似数值为6.02×1023。]
3．下列说法正确的是(　　)
A．1 mol H＋的质量是1 g
B．NaCl的摩尔质量是58.5 g
C．1 mol H2SO4的质量是98 g·mol-1
D．1 mol Na＋的质量是11 g
A　[质量的单位是g，摩尔质量的单位是，故B、C错误；Na的相对原子质量是23，故1 mol Na＋的质量为23 g，D错误。]
4．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)
A．18 g水中含有的氢原子数目为NA
B．1 mol氩气分子所含的原子数目为2NA
C．53 g碳酸钠中含有的钠离子为0.5NA
D．0.5 mol硝酸中含有的氧原子为1.5NA
D　[计算确定相关粒子的物质的量：18 g水分子中所含氢原子的物质的量＝×2＝2 mol；1 mol氩气所含原子的物质的量＝1 mol×1＝1 mol；53 g碳酸钠所含钠离子的物质的量＝×2＝1 mol；0.5 mol硝酸所含氧原子的物质的量＝0.5 mol×3＝1.5 mol。]
5．下列物质中，摩尔质量最大的是(　　)
A．10 mL H2O　　　　 B．0.8 mol H2SO4
C．54 g Al D．1 g CaCO3
D　[摩尔质量是物质的固有属性，与物质的体积、质量、物质的量均无关，以g·mol-1为单位时，数值上等于其相对分子质量或相对原子质量，H2O的摩尔质量为18 g·mol-1，H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1，Al的摩尔质量为27 g·mol-1，CaCO3的摩尔质量为100 g·mol-1。]
6．Cl2与过量NH3反应的化学方程式为3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2。下列叙述正确的是 (　　)
A．1 mol N2的原子数为NA
B．Cl2的摩尔质量为71 g·mol-1
C．1 mol NH3的质量为17 g·mol-1
D．生成1 mol NH4Cl时转移电子数为6NA
B　[1 mol N2的原子数为2NA，A错误；Cl2的相对分子质量为71，其摩尔质量为71 g·mol-1，B正确；NH3的摩尔质量为17 g·mol-1，1 mol NH3的质量为17 g，C错误；由题给反应中化合价变化可知生成6 mol NH4Cl时转移6 mol电子，则生成1 mol NH4Cl时转移电子数为NA，D错误。]
7．(15分)设NA为阿伏加德罗常数的值，根据所学知识填空：
(1)4.9 g H2SO4含__________个H2SO4分子，含氧原子数为________，能和________mol NaOH完全反应。 (6分)
(2)含有相同碳原子数的CO和CO2，其质量比为__________。 (1分)
(3)73 g HCl的物质的量为__________，含分子数为__________。 (2分)
(4)有①2 mol CH4，②9.03×1023个NH3分子，③85 g H2S三种气体，这三种气体的物质的量从大到小的顺序是__________(填序号)。 (2分)
(5)7.8 g Na2X含有0.2 mol Na＋，则Na2X的摩尔质量为__________，X的相对原子质量为________。 (4分)
[解析]　(1)n(H2SO4)＝＝0.05 mol，即含H2SO4分子数为0.05NA，含氧原子数为×4＝0.2NA，根据H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O，可知0.05 mol H2SO4和0.1 mol NaOH能完全反应。(2)含有相同碳原子数的CO和CO2的物质的量之比为1∶1，设二者物质的量均为a mol，则质量比为(a mol×28 g·mol-1)∶(a mol×44 g·mol-1)＝7∶11。(3)n(HCl)＝＝2 mol，含分子数为2NA。(4)①2 mol CH4，②中n(NH3)＝＝1.5 mol，③中n(H2S)＝＝2.5 mol，故三种气体的物质的量从大到小的顺序是③①②。(5)由7.8 g Na2X含0.2 mol Na＋可知n(Na2X)＝0.1 mol，则M(Na2X)＝＝78 g·mol-1，故X的相对原子质量为78－23×2＝32。
[答案]　(1)0.05NA　0.2NA　0.1　(2)7∶11　(3)2 mol　2NA　(4)③①②　(5)78 g·mol-1　32
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
8．纳米材料是指粒子直径为10-9～10-7m的材料，C60可用于制造碳纳米材料，碳纳米材料主要有碳纳米管、碳纳米纤维和纳米碳球。下列说法正确的是(　　)
A．碳纳米材料可以形成胶体
B．C60的摩尔质量为720 g
C．C60属于单质
D．1 mol C60含有约6.02×1023个碳原子
AC　[碳纳米材料是粒子直径为10-9～10-7m的材料，所以可以形成胶体，A正确；摩尔质量的单位是g·mol-1，故C60的摩尔质量为720 g·mol-1，B错误；C60为只含有一种元素的纯净物，故其属于单质，C正确；1 mol C60含有约60×6.02×1023＝3.612×1025个碳原子，D错误。]
9．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．NA个氧气分子与NA个氖气分子的质量之比是8∶5
B．1 mol Na2O2固体中含有的离子数为4NA
C．2 g氢气所含的原子数目为NA
D．16.8 g铁粉与足量的稀盐酸充分反应转移的电子数为0.9NA
A　[O2分子和Ne分子的物质的量均为1 mol，质量分别为32 g和20 g，即质量之比为32∶20＝8∶5，A项正确；Na2O2由Na＋和构成，即1 mol Na2O2中所含离子数为3NA，B项错误；2 g氢气的物质的量为1 mol，含原子数目为2NA，C项错误；16.8 g铁粉的物质的量为＝0.3 mol，与足量稀盐酸充分反应生成FeCl2，转移的电子数为0.6NA，D项错误。]
10．某硫原子的质量是a g，12C原子的质量是b g，若NA只表示阿伏加德罗常数的数值，则下列说法中不正确的是(　　)
A．该硫原子的相对原子质量为
B．m g该硫原子的物质的量为 mol
C．该硫原子的摩尔质量是aNA g·mol-1
D．a g该硫原子所含的电子数为16NA
D　[A项，该硫原子的相对原子质量为该原子的质量除以12C原子质量的，即，正确；B项，m g 硫原子的个数为，其物质的量为 mol，正确；C项，该硫原子的摩尔质量是aNA g·mol-1，正确；D项，一个硫原子所含电子数为16，则16NA为1 mol硫原子所含电子数，不正确。]
11．(15分)(1)18.6 g Na2X含有0.6 mol Na＋，则X的相对原子质量为________，该物质的化学式为________。(4分)
(2)2 mol CO(NH2)2中含________mol碳原子，________mol氧原子，________mol氮原子，________mol氢原子，所含氧原子数跟________mol H2O中所含氧原子数相等。(5分)
(3)已知1.204×1023个X气体分子的质量为8 g，则X气体的摩尔质量是________。(2分)
(4)同物质的量的N2和SO2分子数之比为____，原子总数之比为______，摩尔质量之比为______，质量之比为________。(4分)
[答案]　(1)16　Na2O　(2)2　2　4　8　2　
(3)40 g·mol-1　(4)1∶1　2∶3　7∶16　7∶16
12．(8分)下图是已破损的维生素C(简写作VC)说明书部分信息。已知维生素C由碳、氢、氧三种元素组成。回答下列问题：
(1)VC的化学式为________，摩尔质量为______。(2分)
(2)VC中碳、氢元素的质量比为________，0.1 mol VC中含氧原子数为________。(4分)
(3)小王妈妈每天按上述用法与用量服用该VC片剂，小王建议妈妈食用西红柿来代替VC片，若100 g 西红柿含30 mg VC，则小王妈妈每天需食用西红柿________ g才可达到服用上述VC片的效果。(2分)
[解析]　(1)由题图可知：VC的相对分子质量为176，每个VC分子中含有6个碳原子、8个氢原子，含有氧原子的个数为＝6。(2)VC中碳、氢元素的质量比为(12×6)∶(1×8)＝9∶1；0.1 mol VC中含氧原子数为。(3)若100 g西红柿含30 mg VC，则小王妈妈每天需食用西红柿×100 g＝200 g才可达到服用上述VC片的效果。
[答案]　(1)C6H8O6　176 g·mol-1　(2)9∶1　0.6NA　(3)200
13．(8分)科学家发现，利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛，其反应微观示意图如图所示。
(1)甲醛的化学式为________；图示物质中有________种氧化物。(2分)
(2)实验测定：该催化剂每小时可消除 5 mol 甲醛，并生成等物质的量的H2O，求：
①每小时消除甲醛的分子数为___________________________________________；
②生成水的摩尔质量为_________________________________________________。
(3)相同质量的O2和CO2所含原子个数比是________________。(6分)
[解析]　(1)根据微观示意图，一个甲醛分子中含有两个氢原子、一个氧原子和一个碳原子，其化学式为HCHO，氧化物是指分子中只有两种元素，其中一种为O元素的化合物，题图中的氧化物有CO2和H2O，共2种。(2)①根据N＝n·NA，该催化剂每小时可消除5 mol甲醛，则每小时消除的甲醛分子数为N＝＝5NA＝5×6.02×1023＝3.01×1024。②以g·mol-1为单位时，摩尔质量在数值上等于相对分子质量或相对原子质量，水的相对分子质量为18，摩尔质量为18 g·mol-1。(3)设O2和CO2质量均为44 g，则44 g O2的物质的量为 mol＝ mol，所含原子的物质的量为 mol×2＝ mol；44 g CO2的物质的量为 mol＝1 mol，所含原子的物质的量为1 mol×3＝3 mol，根据N＝n·NA，即相同质量的O2和CO2所含原子个数比是∶3＝11∶12。
[答案]　(1)HCHO　2　(2)①3.01×1024　
②18 g·mol-1　(3)11∶12
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