资源简介

十一　物质的量的单位——摩尔
【基础达标】(25分钟　30分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题2分,共12分)
1.(2025·东营高一检测)用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 (　　)
A.1 mol钠含有的电子数为23NA
B.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
C.16 g氧气中所含的氧原子数为NA
D.N2的摩尔质量是28 g
【解析】选C。1 mol钠含有的电子数为11NA,故A错误;摩尔是物质的量的单位,故B错误;16 g氧气中所含的氧原子数为×2×NA=NA ,故C正确;N2的摩尔质量是28 g·mol-1,故D错误。
2.(2024·石家庄高一检测)准确理解概念内涵才能准确把握概念本质。下列有关1mol的含义叙述错误的是 (　　)
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.16 g O2约含有6.02×1023个氧原子
C.4 mol水中含有8 mol H和4 mol O
D.1 mol Ne中含有6.02×1024个电子
【解析】选A。并非所有物质都由分子构成,比如NaCl中不含分子,A错误;16 g O2的物质的量为0.5 mol,则其含有1 mol O,即约6.02×1023个氧原子,B正确;4 mol H2O中含有8 mol H和4 mol O,C正确;1个Ne原子含有10个电子,则1 mol Ne含有10 mol电子,即6.02×1024个电子,D正确。
3.下列物质的物质的量最大的是 (　　)
A.1 g H2　　　　　B.11 g CO2 C.8 g O2 D.4.5 g H2O
【解析】选A。1 g H2的物质的量为=0.5 mol;11 g CO2的物质的量为=0.25 mol;8 g O2的物质的量为=0.25 mol;4.5 g H2O的物质的量为=0.25 mol。
4.葡萄糖(分子式为C6H12O6)是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质,它氧化时放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源。下列叙述错误的是 (　　)
A.葡萄糖分子中氢、氧原子个数比为2∶1
B.1.806×1022个葡萄糖分子的质量约为5.4 g
C.0.05 mol葡萄糖所含的原子的总物质的量为1.2 mol
D.1 mol葡萄糖分子中含有的水分子的物质的量为6 mol
【解析】选D。A.葡萄糖的分子式为C6H12O6,一个葡萄糖分子含有12个H,6个O,所以葡萄糖分子中氢、氧原子个数比为2∶1,故A正确;B.1.806×1022个葡萄糖分子的质量约为×180 g·mol-1=5.4 g,故B正确;C.1个葡萄糖分子含有24个原子,0.05 mol葡萄糖所含的原子的总物质的量为0.05 mol×24=1.2 mol,故C正确;D.葡萄糖分子是由H、O、C原子构成,不含水分子,故D错误。
5.2019年科学家们合成了具有半导体特性的环状C18分子,其合成方法的示意图如下:
下列说法正确的是 (　　)
A.C18的摩尔质量为216
B.C18和石墨具有相同的性质
C.等质量的C18和C60含有的原子数不同
D.C18与金刚石互为同素异形体
【解析】选D。C18的摩尔质量为216 g· mol-1,A错误;C18和石墨互为同素异形体,是两种不同的单质,二者不可能具有相同的性质,B错误;C18和C60均是碳原子组成的不同单质,等质量的C18和C60含有的原子数相同,C错误;C18与金刚石均是碳元素形成的不同单质,二者互为同素异形体,D正确。
6.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.100 g 18%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液中含有的氧原子数为0.6NA
B.0.1 mol FeCl3·6H2O加入沸水中完全反应生成胶体的粒子数为0.1NA
C.0.1 mol Cl2通入足量水中,生成的Cl-的数目为0.1NA
D.常温常压下,44 g CO2和N2O混合气体所含原子数为3NA
【解析】选D。A.溶液中的溶剂H2O中也含有氧原子,100 g 18%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液中含有的氧原子的物质的量不是0.6NA,A错误;B.氢氧化铁胶体为多个氢氧化铁的集合体,所以0.1 mol FeCl3·6H2O加入沸水中完全反应生成胶体的粒子数小于0.1NA,B错误;C.由于溶于水中的部分Cl2与水反应,故无法计算0.1 mol Cl2通入足量水中,生成的Cl-的数目,C错误;D.CO2和N2O的相对分子质量均是44,且均含有3个原子,所以常温常压下,44 g CO2和N2O混合气体所含原子数为3NA,D正确。
二、非选择题(本题包括2小题,共18分)
7.(9分)在下面的横线上填上适当的内容。
(1)6.02×1024个Na+约含　10　mol Na+,其质量为　230　g。
【解析】(1)6.02×1024个Na+的物质的量为n===10 mol,对应的质量为m=n·M=10 mol×23 g·mol-1=230 g。
(2)4.5 mol CH4约含有　2.709×1024　个CH4,其质量为　72　g。
【解析】(2)4.5 mol CH4的个数为N=n·NA=4.5 mol×6.02×1023 mol-1=2.709×1024,其质量为m=n·M=4.5 mol×16 g·mol-1=72 g。
(3)3.01×1023个S约含　0.5　mol S,其质量为　48　g;49 g H2SO4约含有　6.02×1023　个H,共含有　2.107×1024　个原子。
【解析】(3)3.01×1023个S的物质的量为n===0.5 mol,质量为m=n·M=0.5 mol× 96 g·mol-1=48 g,49 g H2SO4含有的分子个数:N==3.01×1023,含有的H个数为2×3.01×1023=6.02×1023,含有的原子数为7×3.01×1023=2.107×1024。
8.(9分)(1)1.7 g NH3所含的分子数与　2.8　g氮气所含的分子数相同,所含原子数与　5.6　g氮气所含的原子数相同。
【解析】(1)1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol,0.1 mol NH3分子中所含氮原子0.1 mol和氢原子0.3 mol,共0.4 mol;0.2 mol氮气分子含0.4 mol氮原子,其质量=14×0.4=5.6(g)。
(2)12.4 g Na2R含Na+0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为　62 g·mol-1　,R的相对原子质量为　16　。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为　0.1 mol　。
【解析】(2)1 mol Na2R中含有Na+ 2 mol,R2-1 mol,故含有0.4 mol Na+的Na2R的物质的量应为0.2 mol。那么M(Na2R)===62 g·mol-1,M(R)=62 g·mol-1-2×23 g·mol-1=16 g·mol-1,故1.6 g R的物质的量为n(R)==0.1 mol,所以n(Na2R)=n(R)=0.1 mol。
【能力提升】(15分钟　20分)
1.(3分)某种元素原子的质量是a g,12C的原子质量是b g,12C的相对原子质量是12,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 (　　)
A.由已知信息可得NA= mol-1
B.W g该原子的物质的量一定是 mol
C.W g该原子中含有个该原子
D.该原子的摩尔质量是aNA g
【解析】选D。阿伏加德罗常数为12 g 12C含有的原子数,所以NA= mol-1,A正确;W g该原子的物质的量为= mol,B正确;W g该原子中含有原子个数==个,C正确;摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量,单位是g·mol-1,根据摩尔质量概念可知,摩尔质量应为aNA g·mol-1,D错误。
2.(3分)(2025·淄博高一检测)下列关于NA说法不正确的是 (　　)
A.2.3 g钠与1 L 0.01 mol·L-1盐酸反应,转移的电子数为0.1NA
B.100 g质量分数为40%的NaOH溶液中,含有的氢原子数为NA
C.常温常压下,CO和N2的混合气体2.8 g含有的原子数为0.2NA
D.将1 mol Cl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA
【解析】选B。2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,与1 L 0.01 mol·L-1盐酸反应,先与HCl反应,再与水反应,钠完全反应,转移的电子数为0.1NA,A正确;100 g质量分数为40%的NaOH溶液中,含有的氢原子物质的量是+×2= mol,数目为NA,B错误;CO和N2的摩尔质量都是28 g·mol-1,且都是双原子分子,2.8 g CO和N2的混合气体物质的量为0.1 mol,含有的原子数为0.2NA,C正确;氯气和水反应是可逆反应,不能进行彻底,所以1 mol Cl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA,D正确。
3.(3分)(双选)已知甲与乙反应生成丙和丁,某实验小组对这一反应进行定量测定,测定结果如表所示。下列有关说法正确的是 (　　)
项目 甲 乙 丙 丁 反应情况
实验一 32 g 40 g m g 9 g 甲与乙恰好完全反应
实验二 16 g 30 g 0.25 mol a mol
A.甲的摩尔质量为32 g·mol-1
B.实验二中甲与乙恰好完全反应
C.若丁的摩尔质量为18 g·mol-1,则a=0.25
D.丙的摩尔质量为126 g·mol-1
【解析】选C、D。甲的物质的量未知,无法计算出甲的摩尔质量,A错误;实验二中乙过量,B错误;若丁的摩尔质量为18 g·mol-1,则4.5 g丁的物质的量为=0.25 mol,即a=0.25,C正确。根据质量守恒定律可得m=63,对比实验一、二可知,实验二中甲完全反应,则该实验中生成丙的质量为31.5 g,丁的质量为4.5 g,故丙的摩尔质量为=126 g·mol-1,D正确。
4.(3分)(双选)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　)
A.1 mol Cl2与足量铁粉反应转移的电子数目为3NA
B.常温常压下,48 g氧气和臭氧的混合气体含氧原子数是3NA
C.标准状况下,78 g Na2O2与足量水反应转移的电子数为NA
D.含有0.4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.2NA
【解析】选A、D。A.1 mol Cl2与足量铁粉反应:2Fe+3Cl22FeCl3,由反应可知,1 mol Cl2最后转化为2 mol Cl-,一共转移的电子数目为2NA,故A错误;B.O2和O3均由氧原子构成,故48 g混合物中含有的氧原子的物质的量为3 mol,则含3NA个氧原子,故B正确;C.78 g Na2O2也就是1 mol Na2O2,Na2O2与水充分反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,则1 mol Na2O2与水反应转移电子数为NA,故C正确;D.二氧化锰只能与浓盐酸反应,和稀盐酸不反应,含有0.4 mol HCl的浓盐酸随反应进行变为稀盐酸,不能反应完全,则转移的电子数小于0.2NA,故D错误。
5.(8分)每年10月23日上午6:02到晚上6:02被誉为“摩尔日”(Mole Day),这个时间的美式写法为6:0210/23,外观与阿伏加德罗常数6.02×1023相似。试用物质的量的相关知识回答以下问题:
(1)3.01×1023个OH-的质量为　8.5 g　,含有电子的物质的量为　5 mol　,和　0.25　mol N含有的原子数相同。
【解析】(1)根据n===0.5 mol,所以n(OH-)=0.5 mol,m(OH-)=0.5 mol×17 g·mol-1=8.5 g,每一个氢氧根离子含有电子数为10个,含有电子的物质的量为=0.5 mol×10=5 mol,0.5 mol OH-含有原子的物质的量为1 mol,n(N)==0.25 mol。
(2)阿莫西林的分子式为C16H19N3O5S,其摩尔质量为　365 g·mol-1　,2.190 g阿莫西林含有氧原子数目为　1.806×1022　。
【解析】(2)摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,数据上等于其相对分子质量(或相对原子质量),所以阿莫西林的摩尔质量为365 g·mol-1,2.190 g阿莫西林含有氧原子数目为×5×6.02×1023 mol-1=1.806×1022。
(3)现有4 g质量分数10%的NaOH溶液中,平均　20　个水分子中含有一个OH-。
【解析】(3)4 g质量分数10%的NaOH溶液中,溶液质量为4 g,溶质NaOH质量为4 g×10%=0.4 g,NaOH物质的量为0.01 mol,水的质量为3.6 g,其物质的量为0.2 mol,水分子与氢氧根离子物质的量之比为0.2 mol∶0.01 mol=20∶1,根据分子数之比等于物质的量之比,因此平均20个水分子中含有一个氢氧根离子。(共50张PPT)
第2课时　气体摩尔体积
01
02
04
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂学业达标
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.了解气体摩尔体积的含义。 2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。 3.理解阿伏加德罗定律及其推论。 1.利用物质的量将宏观的物理量(气体体积)与微观中微粒的个数相联系。(宏观辨识与微观探析)
2.通过对气体摩尔体积的学习,认识到根据气体摩尔体积进行计算需要严格的条件。(科学态度与社会责任)
01
备课教学指导
【教学建议】
1.气体摩尔体积
(1)影响体积的因素:建议教师引导学生通过物质体积受压强变化的情况,引出固体或液体的粒子间距较小,气体的粒子间距较大,进而得出影响固体或液体、气体体积的主要因素。
(2)概念:建议教师引导学生通过由1 mol固体或液体的体积不同,1 mol任何气体同温同压下的体积相同得出气体摩尔体积。
(3)计算:建议教师引导学生通过联系n===,明确各字母含义,代入数据计算。
2.阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律:建议教师引导学生可由n=推导得出,同温同压时气体分子间距相同,即Vm相同,体积相同时,气体的物质的量相同,分子数相同。
(2)阿伏加德罗定律推论:建议教师引导学生通过物质的量的有关概念间的关系,推导阿伏加德罗定律的重要推论,也可由公式pV=nRT, n=推导,但不能拓展太深。在授课时必须明确该定律的使用条件。
(3)阿伏加德罗定律适用范围:建议教师让学生知道阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件为三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论。
【情境导引】
模式一:
如表是通过计算得出的在20 ℃时1 mol固体与液体物质的体积,分析表格中的数据可以看出,相同条件下,1 mol固体与液体物质的体积是不相同的。
物质 状态 1 mol物质所含 微粒数 1 mol物质 质量(g) 密度(20℃) (g·cm-3) 体积(20℃)
(cm3)
Fe 固 6.02×1023 56 7.8 7.2
Al 固 6.02×1023 27 2.7 10
Pb 固 6.02×1023 207 11.3 18.3
H2O 液 6.02×1023 18 1(4℃) 18
H2SO4(纯) 液 6.02×1023 98 1.83 53.6
　　【思考】
(1)1 mol不同气体在相同条件下的体积是否相同
(2)相同物质的量的气体的体积是否是由其摩尔质量大小决定的
提示:1 mol不同气体在相同条件下体积相同。相同物质的量的气体的体积不是由其摩尔质量大小决定的。
模式二:
水是大家非常熟悉的物质,它是由分子构成的,一滴水大约有17万亿亿个水分子。1 mol水中的水分子数目都是相同的,都约是6.02×1023。水在固态、液态、气态三种状态下水分子之间的距离是不同的,那么1 mol水的体积在不同状态下是否相同呢
　【思考】
(1)决定物质体积大小的因素有哪些
(2)相同物质的量的固体或液体的体积是否相等 气体呢
提示:决定物质体积大小的因素有微粒数目、微粒的大小、微粒之间的距离三个因素。相同物质的量的固体或液体体积一般不同,相同条件下,相同物质的量的气体体积相同。
02
课前自主学习
学习任务一　气体摩尔体积
任务驱动:单位物质的量的物质所具有的质量称为摩尔质量,那么对于气体来说,什么是摩尔体积呢
1.影响物质体积大小的因素
(1)影响物质体积大小的主要因素。
(2)结论。
①同温同压下,1 mol不同的固态物质或液态物质的体积是_________。
②同温同压下,任何气体粒子之间的距离相等,1 mol任何气体的体积_____。
不相同的
相同
2.气体摩尔体积
(1)含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号:___。
(2)公式:体积、气体摩尔体积、物质的量三者之间的关系:______。
(3)单位:_______。
(4)因素。
①温度越高,Vm_____。②压强越大,Vm_____。
(5)特殊值:标准状况(_____________)下,Vm=___________。
Vm
Vm=
L·mol-1
越大
越小
0 ℃和101 kPa
22.4 L·mol-1
【想一想】
气体摩尔体积适用范围是气体,是否必须为纯净气体
提示:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可为混合气体,但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
学习任务二　阿伏加德罗定律
任务驱动:1811年阿伏加德罗在化学中引入了分子的概念,提出了阿伏加德
罗假说,即阿伏加德罗定律,其主要内容有哪些
1.含义:同温同压下,相同体积的任何气体都含有_________的粒子。
2.适用范围:只适用于_____,可以是单一气体也可以是混合气体。
相同数目
气体
【情境·思考】有两个容积相同的集气瓶,一个在青藏高原上装满空气,一个在海南岛上装满空气,两集气瓶中气体体积相同,所含的分子数一定相同吗
提示:不一定。因为气体体积受温度和压强的影响较大,温度和压强不同时,体积相同的两种气体的物质的量不一定相同,故所含的分子数也不一定相同。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在相同条件下,1 mol任何物质的体积均相同。( )
提示:在相同条件下,1 mol不同的固体和液体物质体积不一定相同。
(2)同温同压下,1 mol气体的体积均为22.4 L。( )
提示:在标准状况下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L。
(3)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 ( )
提示:在标准状况下,1 mol任何气体物质的体积约为22.4 L。
×
×
×
(4)同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子。 ( )
提示:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,不同分子所含原子数可能不同。
(5)同温同压下,相同体积的物质含有相同数目的分子。( )
提示:阿伏加德罗定律只适用于气体物质,对液体、固体物质不适用。
×
×
03
课堂合作探究
探究任务一　气体摩尔体积及有关计算
【生活情境】
在科学研究和实际生产中,涉及气态物质时测量体积往往比称量质量更方便。例如,我们家庭中用的天然气就是按体积进行计量的。
【问题探究】
1.标准状况下,0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体的体积为多少
提示:22.4 L。气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
2.在标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,那么Vm=22.4 L·mol-1一定是处在标准状况下吗
提示:不一定。同时改变温度和压强,气体摩尔体积Vm仍可能保持不变,如升高温度的同时增加压强、降低温度的同时减小压强。
3.在标准状况下,1 mol H2、1 mol 水、1 mol 酒精所占的体积都约为22.4 L,是否正确
提示:不正确。标准状况下必须是1 mol气体的体积才约为22.4 L,而水、酒精等物质在标准状况下不是气体。
4.标准状况下O2的密度如何计算
提示:ρ(O2)==≈1.43 g·L-1。
【探究总结】
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况(0 ℃,101 kPa)。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体。如水、酒精等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol” “约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
3.气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n=。
②气体的密度ρ===。
③气体的分子数N=n·NA=·NA。
④气体的质量m=n·M=·M。
【典例示范】
【典例】单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积,气体摩尔体积不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。下列说法正确的是(　　)
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 mol任何物质的体积必定是22.4 L
D.22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等
√
【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)使用Vm=22.4 L·mol-1计算时,必须是标准状况下。
(2)气体摩尔体积只适用于气体,不适用于固体与液体。
(3)气体摩尔体积的使用对象可以是单一气体,也可以是混合气体。
【解析】选B。没有指明标准状况,A项错误;气体摩尔体积既适用于单一气体,也适用于混合物气体,只要符合物质的量为1 mol,且为标准状况下,体积就约为22.4 L,B项正确;标准状况下,1 mol任何气体的体积必定是22.4 L,C项错误;18 g H2O是1 mol H2O,但22.4 L CO2不一定是1 mol,因为其条件不确定,D项错误。
【延伸探究】(1)B项中,0.2 mol H2和0.8 mol CO2的体积比是多少
提示:1∶4。相同条件下,气体的体积与物质的量成正比,V(H2)∶V(CO2)=
n(H2)∶n(CO2)= 0.2 mol ∶0.8 mol =1∶4。
(2) B项中,0.8 mol CO2在标准状况下的体积是多少
提示:17.92 L 。V(CO2)=0.8 mol×22.4 L·mol-1=17.92 L。
【探究训练】
1.(2025·上海浦东新区高一检测)下列说法正确的是(　　)
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.非标准状况下,1 mol气体不可能占有22.4 L的体积
C.0.6 mol O2和0.4 mol CO2组成的混合气体,在标准状况下的体积约为
22.4 L
D.标准状况下,1 mol CO和1 mol CO2的体积比为1∶2
√
【解析】选C。体积一定,影响气体物质的量的因素有温度、压强,22.4 L任何气体的物质的量可能为1 mol,可能不是1 mol,故A错误;由pV=nRT可知,不是标准状况下,1 mol任何气体可能占有22.4 L体积,故B错误;标准状况下气体摩尔体积约是22.4 L·mol-1,0.6 mol O2和0.4 mol CO2组成的混合气体共
1 mol,混合气体的体积约为22.4 L,故C正确;在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含分子数相同,标准状况下,1 mol CO和1 mol CO2的体积比为1∶1,故D错误。
2.下列叙述正确的是 (　　)
A.在标准状况下,22.4 L水中含有1 mol H2O分子
B.0.1 mol Fe在2.24 L Cl2中充分燃烧,生成0.1 mol FeCl2
C.在标准状况下,2.24 L O2和CO的混合气体中含C、O原子共0.2 mol
D.标准状况下11.2 L Cl2溶于水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA
【解析】选C。A.标准状况下水不是气体,22.4 L水中含有H2O分子不是1 mol,A错误;B.Fe和Cl2燃烧反应生成FeCl3,B错误;C.O2和CO都属于双原子分子,标准状况下2.24 L混合气体物质的量为0.1 mol,则混合气体中含C、O原子共0.2 mol,C正确;D.标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,由原子守恒可知,n(Cl2)×2+n(Cl-)+n(ClO-)+n(HClO)=0.5 mol×2=1 mol,故溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和小于NA,D错误。
√
3.(双选)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为NA
B.1 mol NaOH溶解在1 L水中,则其100 mL溶液中Na+数为0.1NA
C.常温常压下,32 g O2和34 g H2S分子个数比为1∶1
D.标准状况下,11.2 L He和Cl2混合气体中含有分子的数目为0.5NA
【解析】选C、D。标准状况下,H2O为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量及分子数,A错误;1 mol NaOH溶解在1 L水中,溶液体积不是1 L,钠离子浓度不是1 mol·L-1,则100 mL溶液中Na+数不是0.1NA,B错误;氧气和硫化氢的摩尔质量分别为32 g·mol-1和34 g·mol-1,32 g O2和34 g H2S的物质的量均为1 mol,分子个数比为1∶1,C正确;标准状况下,11.2 L He和Cl2混合气体总物质的量为0.5 mol,故混合气体中分子的数目为0.5NA,D正确。
√
√
探究任务二　阿伏加德罗定律及推论
【教材情境】
粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这一规律在19世纪初就已经被发现了。(意大利化学家阿伏加德罗于1811年提出的一条假说,当时称为“阿伏加德罗假说”,后经大量实验证实为定律。)
【问题探究】
1.同温、同压下,体积相同的H2、O2、H2和O2的混合气体中所含分子数是否相同 物质的量是否相同
提示:相同。因同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,物质的量相同。
2.结合阿伏加德罗定律讨论同温同压同体积的O2和O3的分子数相同吗 能说原子数也相同吗
提示:分子数相同,原子数不相同。 由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,体积相同的O2和O3分子数相同,又因为一个O2分子中有2个氧原子,一个O3分子中有3个氧原子,所以同温同压下,体积相同的O2和O3原子数目不同。
【探究总结】
1.对阿伏加德罗定律的“四点”理解
(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况下,也可以是其他温度和压强条件下,只要物质的状态是气态即可。
(2)阿伏加德罗定律及推论仅仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,对固体和液体不适用。
(3)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”,即任意三个量相同,另一个量必相同。
(4)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
2.阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论 公式 语言叙述
同温同压 == 同温同压下,体积比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同体积 == 同温同体积下,压强比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同物质 的量 = 同温同物质的量下,压强比等于体积的反比
同温同压 = 同温同压下,密度比等于摩尔质量之比
同温同压 同体积 = 同温同压下,体积相同的气体,质量比等于摩尔质量之比
【拓展延伸】
计算混合气体摩尔质量的方法:
(1)已知混合物质的总质量[m(混)]和总物质的量[n(混)]:(混)=
(2)已知标准状况下混合气体的密度[ρ(混)]:(混)=22.4ρ(混)
(3)已知同温同压下混合气体的密度[ρ(混)]是一种简单气体A的密度[ρ(A)]的倍数d(也常叫相对密度法):d==,即有:(混)=d×M(A)
(4)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数:(混)=Ma×A%+Mb×B%+Mc×C%
【典例示范】
【典例】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内气体的温度和密度相等时,下列说法正确的是(　　)
A.两种气体的压强相等 B.O2比O3质量小
C.两种气体的分子数目相等 D.两种气体的氧原子数目相等
【解析】选D。两容器内的气体体积、密度相同,由m=ρV可知m(O2)=m(O3),根据n=可知n(O2)>n(O3),同温同体积时,气体的压强与气体的物质的量成正比,即=,故p(O2)>p(O3),A、B错误;气体的分子数与气体的物质的量成正比,C错误;因为O2和O3都由氧原子构成,二者质量相等,则两种气体的氧原子数目相等,D正确。
√
【延伸探究】(1)题目中两种气体的分子数目之比为多少
提示:由于两种气体的质量相等,因此二者的分子数之比为N(O2)∶N(O3)=
3∶2。
(2)若将“温度和密度相等”改为“温度和压强相等”,判断B、C、D选项的正误。
提示:根据阿伏加德罗定律,O2和O3的分子数相等,即物质的量相等,故O3比O2质量大,所含有的氧原子数不相等,B、C项正确,D项错误。
【探究训练】
1.(双选)同温同压下,等质量的SO2气体和SO3气体相比较,下列叙述中正确的是(　　)
A.密度之比为4∶5
B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为5∶4
D.原子数之比为3∶4
√
√
【解析】选A、C。设SO2、SO3的质量均为m g,则SO2、SO3的物质的量分别为 mol、 mol。根据阿伏加德罗定律推论可知,同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,故SO2、SO3的密度比为64 g·mol-1∶80 g·mol-1
=4∶5, A正确;根据分析,SO2、SO3的物质的量之比为 mol∶ mol
=5∶4,B错误;根据阿伏加德罗定律推论可知,同温同压下气体体积之比等于物质的量之比,根据B选项的分析,SO2、SO3的体积比为5∶4,C正确;根据分析,SO2、SO3的原子数之比为(3× mol)∶(4× mol)=15∶16,故D错误。
2.(双选)同温同压下,下列有关等物质的量的CH4、O2、CO2三种气体的说法不正确的是 (　　)
A.所占的体积:V(CH4)=V(O2)=V(CO2)
B.所含分子数:N(CH4)=N(O2)=N(CO2)
C.密度:ρ(CO2)>ρ(CH4)>ρ(O2)
D.所含的电子数:N(CO2)=N(CH4)=N(O2)
√
√
【解析】选C、D。同温同压条件下,气体体积之比等于物质的量之比,则等物质的量的CH4、O2、CO2所占的体积:V(CH4)=V(O2)=V(CO2),故A正确;依据N=nNA可知分子个数之比等于物质的量之比,则等物质的量的CH4、O2、CO2所含分子数:N(CH4)=N(O2)=N(CO2),故B正确;CH4、O2、CO2摩尔质量分别为16 g·mol-1、32 g·mol-1、44 g·mol-1,则同温同压条件下,密度:ρ(CO2)>ρ(O2)>ρ(CH4),故C错误;1个二氧化碳分子与1个甲烷分子、1个氧气分子含有的电子数各不相同,则相同物质的量的三种气体含有电子数不相等,故D错误。
3.(2025·枣庄高一检测)物质的量是化学常用的物理量。请回答下列问题:
(1)某含硫化合物X为气体,6.8 g X在标准状况下的体积为4.48 L,则X的摩尔质量是　　　　　　g·mol-1。
(2)室温下,某固定容积的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气,此时活塞的刻度位置如图所示。
①A室混合气体的物质的量为　　　　　mol;若实验测得A室混合气体的质量为19 g,则该混合气体中H2和O2的物质的量之比为　　　　　。
②若将A室中混合气体点燃,恢复至原温度后,活塞停留在　　　　　(填数字)刻度处。
【解析】(1)标准状况下,4.48 L气体的物质的量为n===
0.2 mol,该气体的摩尔质量为M===34 g·mol-1。
(2)①相同温度和压强下,气体的体积之比等于其物质的量之比,开始时A、B体积之比为4∶2=2∶1,则A中气体物质的量是B的2倍,为2 mol;设氢气、氧气的物质的量分别是x mol、y mol则x+y=2,2x+32y=19,解得x=1.5,y=0.5,该混合气体中H2和O2的物质的量之比为3∶1;
②若将A室H2O2的混合气体点燃,根据反应方程式2H2+O2 2H2O可知,恢复原温度后,氢气有剩余,剩余氢气的物质的量为0.5 mol,则A、B时气体物质的量之比为0.5 mol∶1 mol=1∶2,其体积之比为1∶2,所以最终活塞停留的位置在2刻度。
答案:(1)34　(2)①2　3∶1　②2
04
课堂学业达标
1.在标准状况下,3.4 g NH3的 (　　)
A.分子数约为6.02×1023 B.物质的量为0.1 mol
C.体积约为4.48 L D.摩尔质量为17
【解析】选C。标准状况下气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,n(NH3)=
=0.2 mol。N=nNA=0.2 mol×6.02×1023 mol-1=1.204×1023,故A、B错误;V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,故C正确;摩尔质量的单位是g·mol-1,氨气的摩尔质量是17 g·mol-1,故D错误。
√
2.标准状况下,等质量的①NH3②O2③H2④CO2,所占体积由小到大的排列顺序正确的是 (　　)
A.①④②③　　　 B.④②①③
C.②①③④ D.④③①②
【解析】选B。标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L· mol-1,根据n==可知,质量相同时气体体积与气体的摩尔质量成反比,结合M(CO2)>M(O2)>M(NH3)>M(H2)可知,标准状况下气体体积由小到大的排列顺序为④②①③。
√
3.(双选)下列有关气体体积的说法,正确的是 (　　)
A.除去在标准状况下,气体的摩尔体积也可能约为22.4 L·mol-1
B.在通常情况下(常温常压下),1 mol任何气体的体积都约为22.4 L
C.决定一定量气体体积大小的主要因素是微粒间的距离
D.在同温同压下,相同体积的任何气体含有的原子个数一定相同
【解析】选A、C。升高温度同时增大压强或降低温度同时减小压强,气体的摩尔体积也可能约为22.4 L·mol-1,A正确;常温常压下,Vm≠22.4 L·mol-1,1 mol任何气体的体积不是22.4 L,B错误;在分子数相同时,气体体积的决定因素为微粒间的距离,C正确;依据阿伏加德罗定律分析,同温同压下,相同体积的任何气体所含分子数目相同,气体可能是单原子分子或双原子分子等,D错误。
√
√
4.(1)标准状况下,0.5 mol H2占有的体积约为　　L。
(2)标准状况下,44.8 L H2的质量约为　　　　g。
(3)标准状况下,3.01×1023个氧气分子所占的体积约为　　　L。
(4)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为　　　　个。
(5)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为　　　　L。
【解析】(1)V=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(2)44.8 L H2的物质的量为=2 mol,m(H2)=2 mol×2 g·mol-1=4 g。
(3)n(O2)==0.5 mol,V(O2)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(4)n(O2)==1.5 mol,N=1.5×6.02×1023=9.03×1023。
(5)n(O2)==0.5 mol,n(N2)==1.5 mol,故混合气体的体积为(0.5+1.5)mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。
答案:(1)11.2　(2)4　(3)11.2　 (4)9.03×1023(1.5NA)　(5)44.8十二　气体摩尔体积
【基础达标】　　(25分钟　30分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2025·丽水高一检测)从下列选项中选择决定气体体积大小的主要因素为 (　　)
①气体分子的直径
②气体的物质的量
③气体分子间的平均距离
④气体分子的相对分子质量
A.②③　　 B.①③　　 C.①②　　 D.②④
【解析】选A。由于气体粒子间距离较大,远大于粒子的直径,所以粒子大小可以忽略不计,故决定气体体积的因素主要为构成气体的物质的量和气体分子间的平均距离,故②③正确,答案选A。
2.下列有关气体摩尔体积的描述正确的是 (　　)
A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
D.标准状况下,1 mol任何物质所占的体积都约是22.4 L
【解析】选A。单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积,表达式为Vm=,单位为 L·mol-1,A正确;标准状况下气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,非标准状况下气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1,B错误;气体摩尔体积的单位是L·mol-1,即标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,C错误;标准状况下,1 mol任何气态物质所占的体积都约是22.4 L,固体或液体的体积不为22.4 L,D错误。
【易错提醒】同温同压下,1 mol任何气体所占有的体积均相同,而不能是1 mol任何物质。
3.同温同压下,质量忽略不计的两个气球A、B,分别充入X气体和Y气体,且两气球的体积相同。若相同条件下,A气球放在CO中静止不动,B气球放CO中上浮。下列叙述不正确的是 (　　)
A.A气球的质量大于B气球
B.X可能是氮气,Y可能是氢气
C.X气体的密度大于Y气体
D.A气球内分子数小于B气球
【解析】选D。同温同压下气体体积与气体物质的量成正比,气球A、B的体积相等,则n(X)=n(Y),M(Y)4.下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是 (　　)
A.同质量、不同密度的C2H4和CO
B.同温度、同体积的H2和N2
C.同体积、同密度的NO2和N2O4
D.同压强、同体积的N2O和CO2
【解析】选C。同质量的C2H4和CO,C2H4和CO的摩尔质量相等,即两种气体的物质的量一定相等,分子数相等,但是原子数不相等,A错误;同温度、同体积,气体分子数目与压强成正比,压强不定,无法判断气体分子数关系,B错误;m=ρV,同体积、同密度的NO2和N2O4质量相等,两瓶气体所含原子数×3=×6,所含原子数一定相等,C正确;同压强、同体积,气体分子数目与温度成反比,温度不定,无法判断气体分子数关系,D错误。
5.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)
A.常温常压下,16 g O2和O3的混合气体含有氧原子的数目为NA
B.6.2 g Na2O溶于水,所得溶液中含有O2-数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L H2O中含有0.1NA个水分子
D.3.36 L CO和N2混合气体含有分子的数目为0.15NA
【解析】选A。O2和O3混合气体只由氧原子组成,常温常压下,O2和O3混合气体中含有的氧原子为=1 mol,原子数目为NA,A正确; Na2O与水反应生成了氢氧化钠,没有电离出O2-,B错误;标准状况下, H2O不是气体,不能用气体摩尔体积计算,C错误;没有给定温度和压强,不能用体积确定气体物质的分子数,D错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.同温同压下,A容器中充满O2,B容器中充满O3。
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是　1∶1　。
【解析】(1)根据阿伏加德罗定律的推论知,同温同压下,若气体分子数相等,即气体的物质的量相等,则其体积必相等。
(2)若两容器中所含气体原子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是　3∶2　。
【解析】(2)若两容器中所含原子总数相等,则分子数之比为3∶2,即物质的量之比为3∶2,故同温同压下气体的体积比为3∶2。
(3)若两容器的容积之比为3∶2,则O2和O3的物质的量之比为　3∶2　,质量之比为　1∶1　,密度之比为　2∶3　。
【解析】(3)根据阿伏加德罗定律的推论知,同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,
即3∶2;此时O2和O3两种气体的原子数相等,故气体质量相等;密度与气体体积成反比,为2∶3。
【能力提升】(15分钟　20分)
1.(5分)(双选)(2025·山东百师联盟高一检测)三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)A.分子数目相等的三种气体,质量最大的是Z
B.同温同压下,相同质量的三种气体,密度最小的是Z
C.同温同压下,三种气体的体积若均为2.24 L,则它们的物质的量一定均为0.1 mol
D.同温下,体积相同的两容器分别充入1 g Y气体和2 g Z气体,则其压强比为1∶1
【解析】选B、C。由三种气体X、Y、Z的相对分子质量关系为Mr(X)2.(5分)(2025·枣庄高一检测)在一个容积固定的恒温容器中,有两个可左右滑动的密封隔板,在A、B、C内分别充入等质量的X、CO2、Y三种气体,当隔板静止时,A、C内的气体密度相等。下列说法正确的是 (　　)
A.物质的量:n(X)B.分子数目:N(X)=N(Y)
C.气体的体积:V(X)>V(CO2)>V(Y)
D.摩尔质量:M(X)>M(Y)
【解析】选B。当隔板静止时,代表隔板两侧气体的压强相等,容器恒温,所以处于同温同压的环境,同温同压下,气体的密度比等于其摩尔质量的比,A、C内的气体密度相等,所以气体X、Y的摩尔质量相等。三种气体的质量相等,由分析知,M(X)=M(Y),所以X、Y物质的量一定相等, A、D错误;由上述分析知,X、Y物质的量相等,故分子数相等,B正确;X、Y物质的量相等,同温同压下体积一定相等,C错误。
3.(10分)现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体,在标准状况下的体积为13.44 L。回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为　36 g·mol-1　 。
(2)该混合气体中碳原子的质量为　7.2 g　。
(3)将该混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
气球中收集到的气体的摩尔质量为　28 g·mol-1　。
气球中收集到的气体的体积为　6.72　L。
【解析】混合气体在标准状况下的体积为13.44 L,根据n=可知,总物质的量为n==0.6 mol;氢氧化钠吸收二氧化碳,浓硫酸吸收水,气球中收集的气体是一氧化碳。
(1)该混合气体的总物质的量为0.6 mol,根据M=可知,该混合气体的平均摩尔质量为=36 g·mol-1。
(2)设一氧化碳的物质的量为a mol,则二氧化碳的物质的量为(0.6-a) mol,故28 g·mol-1×a mol+44 g·mol-1×(0.6-a) mol=21.6 g,a=0.3,碳原子的质量为0.3 mol×12 g·mol-1+0.3 mol×12 g·mol-1=7.2 g;也可以根据原子守恒直接计算。
(3)装置吸收了二氧化碳和水,气球中收集到的气体为一氧化碳。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为28 g·mol-1;
②一氧化碳的物质的量为0.3 mol,故在标准状况下的体积为6.72 L。第3课时　物质的量浓度
课程标准 素养目标
1.了解物质的量浓度的含义。 2.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。 3.知道容量瓶的特点、用途及注意事项。 4.掌握物质的量浓度的有关计算。 1.利用物质的量将宏观概念物质的量浓度与微观中微粒的数目相联系。(宏观辨识与微观探析) 2.通过一定物质的量浓度溶液的配制,建立认知模型,并能运用模型解释误差产生原因。(证据推理与模型认知)
备课教学指导
【教学建议】
1.物质的量浓度
(1)概念:建议教师运用比较的方法使学生了解物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数之间的不同,注意“V”的含义是溶液的体积,不是溶剂的体积,并了解引入物质的量浓度的必要性。
(2)简单计算:建议教师通过计算公式c=,n===,c1·V1=c2·V2。引导学生分析归纳计算的方法与思路,注意引导学生应用“物质的量”在计算中的桥梁作用。对于质量分数与物质的量浓度转化要多台阶小梯度讲解本内容,必须让学生在理解的基础上加以应用,在灵活应用中加深理解。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)容量瓶:建议教师让学生观察实物,讲解标志、规格及使用方法。
(2)配制步骤、仪器、注意事项:建议教师演示实验操作过程,边演示边讲解在操作中的注意事项,并分析判断过程中出现问题对物质的量浓度的影响。
【情境导引】
　　模式一:
某网红牛奶被人怀疑可能含有三聚氰胺。三聚氰胺是一种化工原料,严禁作为食品添加剂。质检人员迅速抽检,用0.5 mol·L-1 H2SO4溶液检测牛奶中三聚氰胺的含量。经检测,该牛奶呈现阴性,说明该牛奶中并不含有三聚氰胺。
　　【思考】
(1)0.5 mol·L-1H2SO4溶液属于什么表示方法
(2)1 L 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中含H2SO4多少克
提示:0.5 mol·L-1 H2SO4溶液表示硫酸溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,1 L 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中含H2SO4 49 g。
　　模式二:
下面是医院化验报告单的一部分:
No 项目 结果 参考值 单位
21 镁(Mg) 0.88 0.8~1.2 mmol·L-1
22 钾(K) 3.84 3.5~5.5 mmol·L-1
23 钠(Na) 143.00 135~145 mmol·L-1
24 氯(Cl) 108.2 96~110 mmol·L-1
25 碳酸氢根离子 (HC) 24.10 22~30 mmol·L-1
　　报告单的单位一栏写着“mmol·L-1”,该单位是物质的量浓度的单位。
【思考】
(1)什么是物质的量浓度
(2)与质量分数有什么关系
提示:单位体积溶液里所含溶质B的物质的量,叫B的物质的量浓度,物质的量浓度越大,溶质质量分数越大。
课前自主学习
学习任务一　物质的量浓度
任务驱动:在生产和科学研究中,很多时候都会用到“物质的量浓度”这一概念,什么是物质的量浓度呢
　【想一想】
将1 mol NaOH加入1 L水中配成的溶液是1 mol·L-1吗
提示:不是,根据c=知,V是溶液的体积而不是溶剂的体积。
学习任务二　配制一定物质的量浓度的溶液
任务驱动:实验室购进的氯化钠为固体,化学实验中需用0.5 mol·L-1 NaCl溶液,需要怎么配制呢
1.容量瓶的结构和用途
2.一定物质的量浓度溶液的配制过程
(以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液为例)
　【想一想】
(1)若实验时需480 mL Na2CO3溶液,需选用什么容量瓶
提示:500 mL容量瓶。
(2)配制时为什么要洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次
提示:保证称量的溶质完全转移至容量瓶中。
【理解辨析】
　判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1 mol NaCl溶于1 L水所得溶液物质的量浓度是1 mol·L-1。 (×)
提示:物质的量浓度表示的是单位体积溶液中所含溶质的物质的量。
(2)0.1 mol·L-1 K2SO4溶液中K+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。 (×)
提示:0.1 mol·L-1 K2SO4溶液中K+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1。
(3)把1 mol NH3通入水中得到1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1。 (√)
提示:溶质物质的量为1 mol,溶液体积为1 L,根据c=知,溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1。
(4)c(H+)等于0.5 mol·L-1的稀H2SO4溶液的物质的量浓度为1.0 mol·L-1。 (×)
提示:c(H+)等于0.5 mol·L-1的稀H2SO4溶液的物质的量浓度为0.25 mol·L-1。
课堂合作探究
探究任务一　物质的量浓度的计算
【生活情境】
　硫酸是一种活泼的二元强酸,能和绝大多数金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,与水混合时,亦会放出大量热能。如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。
　硫酸　化学纯(CP)(500 mL)
品名:硫酸　化学式:H2SO4
相对分子质量:98　密度:1.84 g·mL-1
质量分数:98%
【问题探究】
1.该硫酸的物质的量浓度为多少
提示:该H2SO4的物质的量浓度c=
mol·L-1=18.4 mol·L-1。
2.100 mL该硫酸的质量是多少
提示:该硫酸的密度为1.84 g·mL-1,所以100 mL该硫酸的质量为184 g。
3.取该硫酸62.5 mL稀释至250 mL,得到稀硫酸的浓度为多少
提示:根据稀释公式c1V1=c2V2,可知0.25 L×c=0.062 5 L×18.4 mol·L-1,c=4.6 mol·L-1。
【探究总结】
1.有关物质的量浓度的计算
(1)计算的基本公式:c==
(2)计算的基本类型和方法:
①已知溶质的质量。
mnc
②已知溶液中某种粒子的数目。
Nnc
③标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算。
c=
2.溶液稀释和混合的计算
(1)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
(2)混合规律。
①语言描述:同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
②公式:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)、m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)
　【拓展提升】物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算
【典例示范】
【典例】下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是 (　　)
A.将62 g Na2O固体溶于水配成1 L溶液
B.将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的浓盐酸与9 L水混合
D.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液
【解析】选D。A项,62 g Na2O的物质的量为=1 mol,Na2O与水反应生成NaOH为2 mol,则NaOH的浓度为2 mol·L-1;B项,HCl所处的状态不明确,故22.4 L HCl气体的物质的量无法计算,则所得溶液的物质的量浓度无法计算;C项,当溶液密度不同时,溶液体积不能简单相加;D项,10 g NaOH的物质的量为=0.25 mol,物质的量浓度c===1 mol·L-1。
　【延伸探究】(1)若将B项改为“将标准状况下22.4 L氯化氢气体溶于1 L水配成溶液”对不对
提示:不对。虽然标准状况下22.4 L氯化氢气体的物质的量为1 mol,但是溶液体积并不是1 L。
(2)C项中,将1 L 10 mol·L-1的盐酸稀释100倍后溶液的物质的量浓度为多少
提示:0.1 mol·L-1。稀释后的浓度为=0.1 mol·L-1。
【探究训练】
1.(2025·济宁高一检测)下列说法正确的是 (　　)
A.1 mol·L-1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl
B.从100 mL 5 mol·L-1 H2SO4溶液中取出10 mL,则取出的溶液中H+的物质的量浓度为10 mol·L-1
C.用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L-1
D.0.5 mol NaCl溶解在1 L水中得到0.5 mol·L-1NaCl溶液
【解析】选B。1 mol·L-1氯化钠溶液是指1 L溶液中含有氯化钠的物质的量为1 mol,故A错误;由溶液的均一性可知,100 mL硫酸溶液和10 mL硫酸溶液的浓度相等,都是5 mol·L-1,则10 mL硫酸溶液中氢离子的浓度为5 mol·L-1×2=10 mol·L-1,故B正确;无法确定100 mL水吸收0.1 mol气体所得溶液的体积,所以无法计算所得溶液的物质的量浓度,故C错误;无法确定0.5 mol氯化钠溶解在1 L水中所得溶液的体积,所以无法计算所得溶液的物质的量浓度,故D错误。
2.(双选)(2024·德州高一检测)现有500 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,下列操作及结论正确的是 (　　)
A.取出50 mL该溶液,其中c(H+)=1 mol·L-1
B.取出50 mL该溶液,加蒸馏水配制成100 mL溶液,其中所含溶质的质量为9.8 g
C.取出100 mL该溶液,加入足量的锌粒,充分反应,标准状况下所得气体的体积为2.24 L
D.取出50 mL该溶液,加入足量的BaCl2溶液,完全反应,可得11.65 g BaSO4沉淀
【解析】选C、D。溶液的离子浓度与所取出的体积无关,其中c(H+)=1 mol·L-1×2=2 mol·L-1,A错误;50 mL溶液中溶质的物质的量为n=c V=1 mol·L-1×0.05 L=0.05 mol,稀释过程中溶质的质量不变,则所含溶质的质量为0.05 mol×98 g·mol-1=4.9 g,B错误;100 mL该溶液中氢离子的物质的量为n=c V=1 mol·L-1×0.1 L×2=0.2 mol,与足量的锌粒反应生成0.1 mol氢气,标准状况下气体的体积为V=n Vm=0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,C正确;取出 50 mL 该溶液,n(S)=1 mol·L-1×0.05 L=0.05 mol,加入足量的BaCl2溶液,所得BaSO4沉淀的质量为0.05 mol×233 g·mol-1=11.65 g,D正确。
3.如图是病人输液用的葡萄糖(分子式为C6H12O6)注射液的标签上的部分内容。据标签所提供的信息,以下说法错误的是 (　　)
5%葡萄糖注射液500 mL
【性状】本品为无色或几乎为无色的透明液体
【规格】500 mL 25 g
【贮藏】密封保存
A.该注射液中葡萄糖的质量分数是5%
B.葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1
C.该注射液的密度约为1 g·cm-3
D.该注射液中葡萄糖的物质的量浓度约为0.014 mol·L-1
【解析】选D。由标签所提供的信息可知,该注射液中葡萄糖的质量分数为5%,故A正确;葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1,故B正确;该注射液的质量为=500 g,密度为=1 g·cm-3,故C正确;葡萄糖的质量为25 g,其物质的量为≈0.139 mol,则物质的量浓度为=0.278 mol·L-1,故D错误。
探究任务二　一定物质的量浓度溶液的配制与误差分析
【生活情境】
　已知某市售“84消毒液”瓶体部分标签如图所示。
84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1 000 mL
【质量分数】25%
【密度】1.2 g·cm-3
“84消毒液”与稀硫酸混合使用可增强其消毒能力,某消毒小组人员用98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制500 mL 2.3 mol·L-1的稀硫酸用于增强“84消毒液”的消毒能力。
【问题探究】
1.溶液的配制
(1)该“84消毒液”中NaClO的物质的量浓度约为多少
提示:c(NaClO)==
≈4.0 mol·L-1。
(2)该同学参阅此“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL与市售物质的量浓度相同的“84消毒液”,需要的仪器有哪些 需要称量NaClO固体的质量是多少
提示:托盘天平、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管、药匙。需要配制500 mL溶液,需要NaClO的质量为m=500 mL×1.2 g·cm-3×25%=150 g。
(3)容量瓶用蒸馏水洗净后,是否需要烘干后用于溶液配制
提示:不需要。容量瓶用蒸馏水洗净后,不需要烘干就能用于溶液配制。
(4)配制所需硫酸需用浓硫酸的体积为多少
提示:62.5 mL。浓硫酸物质的量浓度c==18.4 mol·L-1,设需要浓硫酸体积为V,则根据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变,得:V×18.4 mol·L-1=0.5 L×2.3 mol·L-1,计算得出V=0.062 5 L=62.5 mL。
2.误差分析
(1)配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒会对溶液的浓度如何影响
提示:配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,造成溶质损失,配制的溶液浓度偏低。
(2)配制“探究任务一”材料中稀硫酸的过程中,下列情况会使所配制的溶液的浓度发生什么变化 (填“偏高”“偏低”或“不变”)
①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容 (　　)
②摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线 (　　)
③容量瓶中原有少量蒸馏水 (　　)
④定容时俯视容量瓶刻度线 (　　)
提示:①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容,冷却后溶液体积偏小,溶液浓度偏高;②摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低;③容量瓶中原有少量蒸馏水,对溶液体积和溶质的物质的量都不会产生影响,溶液浓度不变;④定容时俯视观察液面,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
【探究总结】
1.一定物质的量浓度溶液配制的操作步骤及所用仪器
2.一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析
误差分析的关键是抓住原理:cB==,其中MB不变,不规范的操作过程会导致mB和V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。
(1)称量误差分析
能引起误差的一些操作 因变量 c/mol·L-1
m V
天平的砝码沾有其他物质或已生锈 增大 不变 偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码 减小 不变 偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长 减小 不变 偏小
用滤纸称易潮解的物质(如NaOH) 减小 不变 偏小
(2)读数误差分析
能引起误差的一些操作 因变量 c/mol·L-1
m V
用量筒量取液体时,仰视读数 增大 不变 偏大
用量筒量取液体时,俯视读数 减小 不变 偏小
定容时,俯视刻度线 不变 减小 偏大
定容时,仰视刻度线 不变 增大 偏小
3.容量瓶的使用和注意事项
(1)容量瓶的查漏方法:使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水:注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。
(2)选择容量瓶的原则——“大而近”的原则:选择容量瓶遵循“大而近”原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。因为容量瓶的规格是固定的,配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。
(3)容量瓶使用时的注意事项:①不能用容量瓶溶解固体;②不能用容量瓶稀释浓溶液;③容量瓶不能加热;④不能把容量瓶当作反应容器;⑤不能用容量瓶长期存放溶液;⑥不能将瓶塞互换。
　【拓展提升】定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
【典例示范】
【典例】实验室配制480 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,回答下列问题。
(1)应用托盘天平称取氢氧化钠固体　　　　g。
(2)配制NaOH溶液时需要用的主要仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、　　　　　　　　　　、　　　　　　。使用容量瓶前必须进行的操作是　　　　　　　　　　。
(3)配制时,该实验两次用到玻璃棒,其作用分别是　　　　　　　、　　　　　　　。
(4)定容时若加水超过刻度线,应如何处理 　　　　　　　　。
(5)试分析下列操作对所配溶液的浓度有何影响(填字母)。
A.偏高　　　B.偏低　　　C.不变
①定容时俯视刻度线　　　　　;
②放在滤纸上称量NaOH固体　　　　　;
③容量瓶没有干燥,有少量的蒸馏水　　　　　;
④定容后,加盖倒转摇匀后,发现液面低于刻度线,又滴加蒸馏水至刻度线　　　　　。
【解析】(1)配制溶液应选500 mL的容量瓶。n(NaOH)=0.5 L×0.1 mol·L-1=0.05 mol,m(NaOH)=n·M=0.05 mol×40 g· mol-1=2.0 g。
(2)缺少的仪器有定量仪器:500 mL容量瓶,及定容时所需的胶头滴管。容量瓶在使用前,应检查是否漏水。
(3)在溶解NaOH时,玻璃棒的作用是搅拌,加速NaOH的溶解。在移液过程中,玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出容量瓶。
(4)溶液的配制实验,要求非常精确,若有任何错误如加水超过刻度线等,都应重新配制。
(5)①定容时,俯视刻度线,导致溶液的体积偏小,浓度偏高;②NaOH放在滤纸上称量,由于NaOH吸水,导致溶液浓度偏低;③由于在溶解、洗涤和定容等过程中,均需要使用蒸馏水,故容量瓶中有少量蒸馏水,不影响溶液的浓度;④定容后再加入蒸馏水,导致溶液体积偏大,溶液的浓度偏低。
答案:(1)2.0　
(2)500 mL容量瓶　胶头滴管　检查是否漏水
(3)搅拌　引流
(4)重新配制　
(5)①A　②B　③C　④B
　【延伸探究】(1)若上题称量固体氢氧化钠时时间过长,所配溶液的物质的量浓度如何变化
提示:偏低。称量固体氢氧化钠时时间过长,氢氧化钠吸收空气中的水蒸气,使称量固体中氢氧化钠的含量减小,所配溶液的物质的量浓度偏低。
(2)上题称量固体氢氧化钠时,药品和砝码放反,所配溶液的物质的量浓度如何变化
提示:无影响。上题需要称量2.0 g固体,称量时不需要游码,故药品和砝码放反时称量的固体无误差。
(3)在配制上述NaOH溶液时,在溶液注入容量瓶之前为什么要冷却到室温
提示:NaOH溶解的过程放热,会使液体体积膨胀,不冷却转移到容量瓶中,定容后液体体积偏小,所配溶液的浓度偏大。
【探究训练】
1.(双选)(2024·青岛高一检测)配制450 mL 0.100 mol·L-1的NaCl溶液,下列说法正确的是 (　　)
A.实验中需用的玻璃仪器除一定规格的容量瓶以外,还有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管
B.需称量NaCl固体2.6 g
C.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,对配成的溶液浓度无影响
D.定容时,仰视容量瓶颈部的刻度线,会使配成的溶液浓度偏低
【解析】选A、D。配制一定物质的量浓度的溶液一般操作步骤:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的玻璃仪器:烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、容量瓶,配制450 mL溶液,应选择500 mL容量瓶,A正确;配制450 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,实际是配制500 mL溶液,需要氯化钠质量m=0.100 mol·L-1×0.5 L×58.5 g·mol-1=2.925 g≈2.9 g,B错误;配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,导致部分溶质损耗,溶质物质的量偏小,导致结果偏低,C错误;定容时仰视容量瓶的刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低,D正确。
2.配制一定物质的量浓度的Na2CO3溶液的操作过程示意图如下:
下列说法中错误的是 (　　)
A.“操作1”需将溶解的Na2CO3溶液及烧杯洗涤液全部转移到容量瓶中
B.“操作2”中玻璃棒起引流作用
C.“操作4”定容时俯视刻度线会造成所配溶液浓度偏低
D.所配制的Na2CO3溶液中c(Na+)为2 mol·L-1
【解析】选C。A.溶解得到的溶液及洗涤烧杯2~3次的洗涤液均需转移到容量瓶中,保证溶质完全转移,A项正确;B.向容量瓶中转移溶液时用玻璃棒引流,B项正确;C.定容时若俯视刻度线,水的量不足,溶液体积偏小,造成所配溶液浓度偏大,C项错误;D.碳酸钠的质量为10.6 g,n(Na2CO3)=0.1 mol,容量瓶规格为100 mL,Na2CO3溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1,c(Na+)=2c(Na2CO3)=2 mol·L-1,D项正确。
课堂学业达标
1.下列溶液中Cl-浓度最大的是 (　　)
A.200 mL 2 mol·L-1 MgCl2溶液
B.500 mL 2.5 mol·L-1 NaCl溶液
C.1 000 mL 5 mol·L-1 NaClO溶液
D.250 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液
【解析】选A。200 mL 2 mol·L-1 MgCl2溶液中c(Cl-)=2c(MgCl2)=2 mol·L-1×2=4 mol·L-1;500 mL 2.5 mol·L-1 NaCl溶液中c(Cl-)=c(NaCl)=2.5 mol·L-1;NaClO溶液中没有氯离子;250 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中c(Cl-)=3c(AlCl3)=1 mol·L-1×3=3 mol·L-1;故选A。
2.某同学欲配制460 mL 1.00 mol·L-1的某溶液,下列有关操作正确的是 (　　)
A.配制H2SO4溶液时,需量取质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸25.0 mL
B.配制NaOH溶液过程中,将NaOH固体放在滤纸上称量
C.配制NaCl溶液时,最后用胶头滴管加水至刻度线
D.配制HCl溶液时,将量取浓盐酸的量筒洗涤并转入容量瓶中
【解析】选C。质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的物质的量浓度为=18.4(mol·L-1),配制460 mL 1.00 mol·L-1的H2SO4溶液,只能用500 mL的容量瓶,所需浓硫酸的体积为≈0.027 2 L,即27.2 mL,A错误;氢氧化钠具有腐蚀性,应放在小烧杯中称量,B错误;配制NaCl溶液时,最后定容时用胶头滴管加水至刻度线,操作合理,C正确;将量取浓盐酸的量筒洗涤并转入容量瓶中,导致量取的浓盐酸体积偏大,溶质氯化氢物质的量偏大,溶液浓度偏高,D错误。
3.(双选)下列有关说法正确的是 (　　)
A.1 L水中溶解了40.0 g NaOH,该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.120 mL 2 mol·L-1 KCl的溶液与60 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液中c(Cl-)相等
C.从1 L 2 mol·L-1的盐酸溶液中取出0.5 L,取出的该溶液的浓度为1 mol·L-1
D.配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需62.5 g的胆矾
【解析】选B、D。40.0 g NaOH的物质的量为40.0 g÷40 g·mol-1=1 mol,溶于水配成1 L溶液,所得溶液浓度为1 mol·L-1,不是溶剂水的体积为1 L,故A错误;120 mL 2 mol·L-1 KCl溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,60 mL 1 mol·L-1 MgCl2溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,两溶液中氯离子浓度相等,故B正确;溶液是均一的,取出溶液、剩余溶液与原溶液浓度相等,均为2 mol·L-1,故C错误;n(CuSO4·5H2O)=n(CuSO4)=0.5 L×0.5 mol·L-1=0.25 mol,故m(CuSO4·5H2O)=0.25 mol×250 g·mol-1=62.5 g,故D正确。
4.实验室需要配制80 mL 3 mol·L-1稀硫酸,操作步骤如下:量取质量分数为98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸13 mL,将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入盛有蒸馏水的烧杯中,并不断用玻璃棒搅拌,将已冷却的溶液沿容量瓶内壁缓缓注入容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,洗涤液转移至容量瓶中,重复操作2~3次,继续用烧杯向容量瓶中加入蒸馏水,使溶液的凹液面恰好与刻度线相切,盖上瓶塞后摇匀,装入试剂瓶中。实验操作中存在的错误有几处 (　　)
A.2处　　 B.3处　 　C.4处　 　D.5处
【解析】选B。质量分数为98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸物质的量浓度为
=18.4 mol·L-1,配制80 mL 3 mol·L-1稀硫酸,需要用100 mL容量瓶,需要浓硫酸体积为≈0.016 3 L,即16.3 mL;为防止溶质洒落到容量瓶外面,移液时应用玻璃棒引流;定容时,继续用烧杯向容量瓶中加入蒸馏水到离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管逐滴滴加至溶液的凹液面恰好与刻度线相切,所以操作共3处错误。
5.某氯化镁溶液的密度为1.16 g·cm-3,其中镁离子的质量分数为4.1%,500 mL该溶液中Cl-的物质的量浓度约等于 (　　)
A.4.0 mol·L-1　　 　　B.2.4 mol·L-1
C.2.1 mol·L-1 D.1.26 mol·L-1
【解析】选A。溶液中Mg2+的浓度为c=≈2 mol·L-1,c(Cl-)=2c(Mg2+)=4 mol·L-1。
6.某实验室要配制465 mL 0.2 mol·L-1的硫酸钠溶液,完成下列问题:
(1)请填写下列空白:
A.计算、称量、溶解:在天平上称出　　　　　　g硫酸钠固体,放在烧杯里,用适量的蒸馏水溶解。
B.转移:把得到的溶液冷却后小心地沿着　　　注入　　　中。
C.洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤液也小心转入容量瓶中。
D.定容:继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm时,改用　　　　小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。
E.摇匀:将瓶塞塞紧,充分摇匀。
F.贴标签、装试剂瓶:将配好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签,并洗涤容量瓶。
(2)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是　　　　(填字母)。
a.某同学定容时俯视容量瓶刻度线
b.没有进行上述的操作步骤C
c.摇匀后发现液面低于刻度线又加水
d.进行B操作时将少量液体洒到外面
e.未冷却至室温就进行转移定容
【解析】(1)选取容量瓶的容积应稍大于或等于配制溶液的体积,所以选500 mL的容量瓶;m=nM=cVM=0.2 mol·L-1×0.5 L×142 g·mol-1=14.2 g;玻璃棒有引流的作用,所以选玻璃棒引流溶液;继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线水平相切。
(2)a.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线,导致溶液的体积偏小,所配溶液的浓度偏高,正确;b.烧杯、玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;c.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线,导致溶液的体积偏大,所配溶液的浓度偏小,错误;d.有少量液体溅出,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;e.未冷却至室温就进行转移,冷却到室温后,液面会低于刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,正确。
答案:(1)14.2　玻璃棒　500 mL容量瓶　胶头滴管　(2)a、e
7.在0.2 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示,回答下列问题:
(1)该混合液中,NaCl的物质的量为　　　　mol,含溶质MgCl2的质量为　　　　g。
(2)该混合液中CaCl2的物质的量为　　　　mol,将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为　　　　mol·L-1。
【解析】由题图可知,n(Na+)=0.2 mol,n(Mg2+)=0.1 mol,n(Cl-)=0.6 mol,则n(NaCl)=0.2 mol,n(MgCl2)=0.1 mol,m(MgCl2)=9.5 g,所以由CaCl2提供的n(Cl-)=0.6 mol-0.2 mol-0.1 mol×2=0.2 mol,则n(CaCl2)=0.1 mol,c(CaCl2)==0.1 mol·L-1。
答案:(1)0.2　9.5　(2)0.1　0.1(共68张PPT)
第3课时　
物质的量浓度
01
02
04
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂学业达标
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.了解物质的量浓度的含义。 2.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。 3.知道容量瓶的特点、用途及注意事项。 4.掌握物质的量浓度的有关计算。 1.利用物质的量将宏观概念物质的量浓度与微观中微粒的数目相联系。
(宏观辨识与微观探析)
2.通过一定物质的量浓度溶液的配制,建立认知模型,并能运用模型解释误差产生原因。(证据推理与模型认知)
01
备课教学指导
【教学建议】
1.物质的量浓度
(1)概念:建议教师运用比较的方法使学生了解物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数之间的不同,注意“V”的含义是溶液的体积,不是溶剂的体积,并了解引入物质的量浓度的必要性。
(2)简单计算:建议教师通过计算公式c=,n===,c1·V1=c2·V2。引导学生分析归纳计算的方法与思路,注意引导学生应用“物质的量”在计算中的桥梁作用。对于质量分数与物质的量浓度转化要多台阶小梯度讲解本内容,必须让学生在理解的基础上加以应用,在灵活应用中加深理解。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)容量瓶:建议教师让学生观察实物,讲解标志、规格及使用方法。
(2)配制步骤、仪器、注意事项:建议教师演示实验操作过程,边演示边讲解在操作中的注意事项,并分析判断过程中出现问题对物质的量浓度的影响。
【情境导引】
　　模式一:
某网红牛奶被人怀疑可能含有三聚氰胺。三聚氰胺是一种化工原料,严禁作为食品添加剂。质检人员迅速抽检,用0.5 mol·L-1 H2SO4溶液检测牛奶中三聚氰胺的含量。经检测,该牛奶呈现阴性,说明该牛奶中并不含有三聚氰胺。
【思考】
(1)0.5 mol·L-1H2SO4溶液属于什么表示方法
(2)1 L 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中含H2SO4多少克
提示:0.5 mol·L-1 H2SO4溶液表示硫酸溶液的物质的量浓度为
0.5 mol·L-1,1 L 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中含H2SO4 49 g。
　　模式二:
下面是医院化验报告单的一部分:
　
报告单的单位一栏写着“mmol·L-1”,该单位是物质的量浓度的单位。
No 项目 结果 参考值 单位
21 镁(Mg) 0.88 0.8~1.2 mmol·L-1
22 钾(K) 3.84 3.5~5.5 mmol·L-1
23 钠(Na) 143.00 135~145 mmol·L-1
24 氯(Cl) 108.2 96~110 mmol·L-1
25 碳酸氢根离子(HC) 24.10 22~30 mmol·L-1
【思考】
(1)什么是物质的量浓度
(2)与质量分数有什么关系
提示:单位体积溶液里所含溶质B的物质的量,叫B的物质的量浓度,物质的量浓度越大,溶质质量分数越大。
02
课前自主学习
学习任务一　物质的量浓度
任务驱动:在生产和科学研究中,很多时候都会用到“物质的量浓度”这一概念,什么是物质的量浓度呢
【想一想】
将1 mol NaOH加入1 L水中配成的溶液是1 mol·L-1吗
提示:不是,根据c=知,V是溶液的体积而不是溶剂的体积。
学习任务二　配制一定物质的量浓度的溶液
任务驱动:实验室购进的氯化钠为固体,化学实验中需用0.5 mol·L-1 NaCl溶液,需要怎么配制呢
1.容量瓶的结构和用途
2.一定物质的量浓度溶液的配制过程
(以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液为例)
【想一想】
(1)若实验时需480 mL Na2CO3溶液,需选用什么容量瓶
提示:500 mL容量瓶。
(2)配制时为什么要洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次
提示:保证称量的溶质完全转移至容量瓶中。
【理解辨析】
　判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1 mol NaCl溶于1 L水所得溶液物质的量浓度是1 mol·L-1。 ( )
提示:物质的量浓度表示的是单位体积溶液中所含溶质的物质的量。
(2)0.1 mol·L-1 K2SO4溶液中K+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1。 ( )
提示:0.1 mol·L-1 K2SO4溶液中K+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1。
×
×
(3)把1 mol NH3通入水中得到1 L溶液,其物质的量浓度为1 mol·L-1。 ( )
提示:溶质物质的量为1 mol,溶液体积为1 L,根据c=知,溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1。
(4)c(H+)等于0.5 mol·L-1的稀H2SO4溶液的物质的量浓度为1.0 mol·L-1。
( )
提示:c(H+)等于0.5 mol·L-1的稀H2SO4溶液的物质的量浓度为0.25 mol·L-1。
×
√
03
课堂合作探究
探究任务一　物质的量浓度的计算
【生活情境】
　硫酸是一种活泼的二元强酸,能和绝大多数金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,与水混合时,亦会放出大量热能。如图是某校化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。
硫酸　化学纯(CP)(500 mL)
品名:硫酸　化学式:H2SO4
相对分子质量:98　密度:1.84 g·mL-1
质量分数:98%
【问题探究】
1.该硫酸的物质的量浓度为多少
提示:该H2SO4的物质的量浓度c= mol·L-1=18.4 mol·L-1。
2.100 mL该硫酸的质量是多少
提示:该硫酸的密度为1.84 g·mL-1,所以100 mL该硫酸的质量为184 g。
3.取该硫酸62.5 mL稀释至250 mL,得到稀硫酸的浓度为多少
提示:根据稀释公式c1V1=c2V2,可知0.25 L×c=0.062 5 L×18.4 mol·L-1,c=
4.6 mol·L-1。
【探究总结】
1.有关物质的量浓度的计算
(1)计算的基本公式:c==
(2)计算的基本类型和方法:
①已知溶质的质量。
②已知溶液中某种粒子的数目。
③标准状况下,气体溶质的物质的量浓度的计算。
2.溶液稀释和混合的计算
(1)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。
(2)混合规律。
①语言描述:同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。
②公式:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)、m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)
【拓展提升】物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算
【典例示范】
【典例】下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是 (　　)
A.将62 g Na2O固体溶于水配成1 L溶液
B.将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
C.将1 L 10 mol·L-1的浓盐酸与9 L水混合
D.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液
√
【解析】选D。A项,62 g Na2O的物质的量为=1 mol,Na2O与水反应生成NaOH为2 mol,则NaOH的浓度为2 mol·L-1;B项,HCl所处的状态不明确,故22.4 L HCl气体的物质的量无法计算,则所得溶液的物质的量浓度无法计算;C项,当溶液密度不同时,溶液体积不能简单相加;D项,10 g NaOH的物质的量为=0.25 mol,物质的量浓度c===1 mol·L-1。
【延伸探究】(1)若将B项改为“将标准状况下22.4 L氯化氢气体溶于1 L水配成溶液”对不对
提示:不对。虽然标准状况下22.4 L氯化氢气体的物质的量为1 mol,但是溶液体积并不是1 L。
(2)C项中,将1 L 10 mol·L-1的盐酸稀释100倍后溶液的物质的量浓度为多少
提示:0.1 mol·L-1。稀释后的浓度为=0.1 mol·L-1。
【探究训练】
1.(2025·济宁高一检测)下列说法正确的是 (　　)
A.1 mol·L-1 NaCl溶液是指此溶液中含有1 mol NaCl
B.从100 mL 5 mol·L-1 H2SO4溶液中取出10 mL,则取出的溶液中H+的物质的量浓度为10 mol·L-1
C.用100 mL水吸收0.1 mol HCl气体所得溶液的物质的量浓度恰好是1 mol·L-1
D.0.5 mol NaCl溶解在1 L水中得到0.5 mol·L-1NaCl溶液
√
【解析】选B。1 mol·L-1氯化钠溶液是指1 L溶液中含有氯化钠的物质的量为1 mol,故A错误;由溶液的均一性可知,100 mL硫酸溶液和10 mL硫酸溶液的浓度相等,都是5 mol·L-1,则10 mL硫酸溶液中氢离子的浓度为5 mol·L-1×2=10 mol·L-1,故B正确;无法确定100 mL水吸收0.1 mol气体所得溶液的体积,所以无法计算所得溶液的物质的量浓度,故C错误;无法确定0.5 mol氯化钠溶解在1 L水中所得溶液的体积,所以无法计算所得溶液的物质的量浓度,故D错误。
2.(双选)(2024·德州高一检测)现有500 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,下列操作及结论正确的是 (　　)
A.取出50 mL该溶液,其中c(H+)=1 mol·L-1
B.取出50 mL该溶液,加蒸馏水配制成100 mL溶液,其中所含溶质的质量为9.8 g
C.取出100 mL该溶液,加入足量的锌粒,充分反应,标准状况下所得气体的体积为2.24 L
D.取出50 mL该溶液,加入足量的BaCl2溶液,完全反应,可得11.65 g BaSO4沉淀
√
√
【解析】选C、D。溶液的离子浓度与所取出的体积无关,其中c(H+)=1 mol·L-1×2=2 mol·L-1,A错误;50 mL溶液中溶质的物质的量为n=c V=1 mol·L-1×0.05 L=0.05 mol,稀释过程中溶质的质量不变,则所含溶质的质量为0.05 mol×98 g·mol-1=4.9 g,B错误;100 mL该溶液中氢离子的物质的量为n=c V=1 mol·L-1×0.1 L×2=0.2 mol,与足量的锌粒反应生成0.1 mol氢气,标准状况下气体的体积为V=n Vm=0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,C正确;取出 50 mL 该溶液,n(S)=1 mol·L-1×0.05 L=0.05 mol,加入足量的BaCl2溶液,所得BaSO4沉淀的质量为0.05 mol×233 g·mol-1=11.65 g,D正确。
3.如图是病人输液用的葡萄糖(分子式为C6H12O6)注射液的标签上的部分内容。据标签所提供的信息,以下说法错误的是 (　　)
5%葡萄糖注射液500 mL
【性状】本品为无色或几乎为无色的透明液体
【规格】500 mL 25 g
【贮藏】密封保存
A.该注射液中葡萄糖的质量分数是5%
B.葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1
C.该注射液的密度约为1 g·cm-3
D.该注射液中葡萄糖的物质的量浓度约为0.014 mol·L-1
√
【解析】选D。由标签所提供的信息可知,该注射液中葡萄糖的质量分数为5%,故A正确;葡萄糖的摩尔质量为180 g·mol-1,故B正确;该注射液的质量为=500 g,密度为=1 g·cm-3,故C正确;葡萄糖的质量为25 g,其物质的量为≈0.139 mol,则物质的量浓度为=0.278 mol·L-1,故D错误。
探究任务二　一定物质的量浓度溶液的配制与误差分析
【生活情境】
　已知某市售“84消毒液”瓶体部分标签如图所示。
84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1 000 mL
【质量分数】25%
【密度】1.2 g·cm-3
“84消毒液”与稀硫酸混合使用可增强其消毒能力,某消毒小组人员用98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制500 mL 2.3 mol·L-1的稀硫酸用于增强“84消毒液”的消毒能力。
【问题探究】
1.溶液的配制
(1)该“84消毒液”中NaClO的物质的量浓度约为多少
提示:c(NaClO)==≈4.0 mol·L-1。
(2)该同学参阅此“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL与市售物质的量浓度相同的“84消毒液”,需要的仪器有哪些 需要称量NaClO固体的质量是多少
提示:托盘天平、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管、药匙。需要配制500 mL溶液,需要NaClO的质量为m=500 mL×1.2 g·cm-3×25%=150 g。
(3)容量瓶用蒸馏水洗净后,是否需要烘干后用于溶液配制
提示:不需要。容量瓶用蒸馏水洗净后,不需要烘干就能用于溶液配制。
(4)配制所需硫酸需用浓硫酸的体积为多少
提示:62.5 mL。浓硫酸物质的量浓度c==18.4 mol·L-1,设需要浓硫酸体积为V,则根据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变,得:V×18.4 mol·L-1=0.5 L×2.3 mol·L-1,计算得出V=0.062 5 L=62.5 mL。
2.误差分析
(1)配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒会对溶液的浓度如何影响
提示:配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,造成溶质损失,配制的溶液浓度偏低。
(2)配制“探究任务一”材料中稀硫酸的过程中,下列情况会使所配制的溶液的浓度发生什么变化 (填“偏高”“偏低”或“不变”)
①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容 (　　)
②摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线 (　　)
③容量瓶中原有少量蒸馏水 (　　)
④定容时俯视容量瓶刻度线 (　　)
提示:①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容,冷却后溶液体积偏小,溶液浓度偏高;②摇匀后发现液面低于刻度线,再加水至刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低;③容量瓶中原有少量蒸馏水,对溶液体积和溶质的物质的量都不会产生影响,溶液浓度不变;④定容时俯视观察液面,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高。
【探究总结】
1.一定物质的量浓度溶液配制的操作步骤及所用仪器
2.一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析
误差分析的关键是抓住原理:cB==,其中MB不变,不规范的操作过程会导致mB和V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。
(1)称量误差分析
能引起误差的一些操作 因变量 c/mol·L-1
m V 天平的砝码沾有其他物质或已生锈 增大 不变 偏大
药品、砝码左右位置颠倒,且使用了游码 减小 不变 偏小
称量易潮解的物质(如NaOH)时间过长 减小 不变 偏小
用滤纸称易潮解的物质(如NaOH) 减小 不变 偏小
(2)读数误差分析
能引起误差的一些操作 因变量 c/mol·L-1
m V 用量筒量取液体时,仰视读数 增大 不变 偏大
用量筒量取液体时,俯视读数 减小 不变 偏小
定容时,俯视刻度线 不变 减小 偏大
定容时,仰视刻度线 不变 增大 偏小
3.容量瓶的使用和注意事项
(1)容量瓶的查漏方法:使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水:注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。
(2)选择容量瓶的原则——“大而近”的原则:选择容量瓶遵循“大而近”原则:所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。因为容量瓶的规格是固定的,配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。
(3)容量瓶使用时的注意事项:①不能用容量瓶溶解固体;②不能用容量瓶稀释浓溶液;③容量瓶不能加热;④不能把容量瓶当作反应容器;⑤不能用容量瓶长期存放溶液;⑥不能将瓶塞互换。
　【拓展提升】定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,刻度线低于液面,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反,刻度线高于液面,故加水量偏少,导致溶液体积偏小,浓度偏大。
【典例示范】
【典例】实验室配制480 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,回答下列问题。
(1)应用托盘天平称取氢氧化钠固体　　　　g。
(2)配制NaOH溶液时需要用的主要仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、　　　　　　　　　　、　　　　　　。使用容量瓶前必须进行的操作是　　　　　　　　　　。
(3)配制时,该实验两次用到玻璃棒,其作用分别是　　　　　　　、　　　　　　　。
(4)定容时若加水超过刻度线,应如何处理 　　　　　　　　。
(5)试分析下列操作对所配溶液的浓度有何影响(填字母)。
A.偏高　　　B.偏低　　　C.不变
①定容时俯视刻度线　　　　　;
②放在滤纸上称量NaOH固体　　　　　;
③容量瓶没有干燥,有少量的蒸馏水　　　　　;
④定容后,加盖倒转摇匀后,发现液面低于刻度线,又滴加蒸馏水至刻度线　　　　　。
【解析】(1)配制溶液应选500 mL的容量瓶。n(NaOH)=0.5 L×0.1 mol·L-1=0.05 mol,m(NaOH)=n·M=0.05 mol×40 g· mol-1=2.0 g。
(2)缺少的仪器有定量仪器:500 mL容量瓶,及定容时所需的胶头滴管。容量瓶在使用前,应检查是否漏水。
(3)在溶解NaOH时,玻璃棒的作用是搅拌,加速NaOH的溶解。在移液过程中,玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出容量瓶。
(4)溶液的配制实验,要求非常精确,若有任何错误如加水超过刻度线等,都应重新配制。
(5)①定容时,俯视刻度线,导致溶液的体积偏小,浓度偏高;②NaOH放在滤纸上称量,由于NaOH吸水,导致溶液浓度偏低;③由于在溶解、洗涤和定容等过程中,均需要使用蒸馏水,故容量瓶中有少量蒸馏水,不影响溶液的浓度;④定容后再加入蒸馏水,导致溶液体积偏大,溶液的浓度偏低。
答案:(1)2.0　
(2)500 mL容量瓶　胶头滴管　检查是否漏水
(3)搅拌　引流
(4)重新配制　
(5)①A　②B　③C　④B
　【延伸探究】(1)若上题称量固体氢氧化钠时时间过长,所配溶液的物质的量浓度如何变化
提示:偏低。称量固体氢氧化钠时时间过长,氢氧化钠吸收空气中的水蒸气,使称量固体中氢氧化钠的含量减小,所配溶液的物质的量浓度偏低。
(2)上题称量固体氢氧化钠时,药品和砝码放反,所配溶液的物质的量浓度如何变化
提示:无影响。上题需要称量2.0 g固体,称量时不需要游码,故药品和砝码放反时称量的固体无误差。
(3)在配制上述NaOH溶液时,在溶液注入容量瓶之前为什么要冷却到室温
提示:NaOH溶解的过程放热,会使液体体积膨胀,不冷却转移到容量瓶中,定容后液体体积偏小,所配溶液的浓度偏大。
【探究训练】
1.(双选)(2024·青岛高一检测)配制450 mL 0.100 mol·L-1的NaCl溶液,下列说法正确的是(　　)
A.实验中需用的玻璃仪器除一定规格的容量瓶以外,还有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管
B.需称量NaCl固体2.6 g
C.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,对配成的溶液浓度无影响
D.定容时,仰视容量瓶颈部的刻度线,会使配成的溶液浓度偏低
√
√
【解析】选A、D。配制一定物质的量浓度的溶液一般操作步骤:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的玻璃仪器:烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、容量瓶,配制450 mL溶液,应选择500 mL容量瓶,A正确;配制450 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,实际是配制500 mL溶液,需要氯化钠质量m=0.100 mol·L-1×0.5 L×58.5 g·mol-1=2.925 g≈2.9 g,B错误;配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,导致部分溶质损耗,溶质物质的量偏小,导致结果偏低,C错误;定容时仰视容量瓶的刻度线,导致溶液体积偏大,溶液浓度偏低,D正确。
2.配制一定物质的量浓度的Na2CO3溶液的操作过程示意图如下:
下列说法中错误的是 (　　)
A.“操作1”需将溶解的Na2CO3溶液及烧杯洗涤液全部转移到容量瓶中
B.“操作2”中玻璃棒起引流作用
C.“操作4”定容时俯视刻度线会造成所配溶液浓度偏低
D.所配制的Na2CO3溶液中c(Na+)为2 mol·L-1
√
【解析】选C。A.溶解得到的溶液及洗涤烧杯2~3次的洗涤液均需转移到容量瓶中,保证溶质完全转移,A项正确;B.向容量瓶中转移溶液时用玻璃棒引流,B项正确;C.定容时若俯视刻度线,水的量不足,溶液体积偏小,造成所配溶液浓度偏大,C项错误;D.碳酸钠的质量为10.6 g,n(Na2CO3)=0.1 mol,容量瓶规格为100 mL,Na2CO3溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1,c(Na+)=2c(Na2CO3)=2 mol·L-1,D项正确。
04
课堂学业达标
1.下列溶液中Cl-浓度最大的是 (　　)
A.200 mL 2 mol·L-1 MgCl2溶液
B.500 mL 2.5 mol·L-1 NaCl溶液
C.1 000 mL 5 mol·L-1 NaClO溶液
D.250 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液
【解析】选A。200 mL 2 mol·L-1 MgCl2溶液中c(Cl-)=2c(MgCl2)=2
mol·L-1×2=4 mol·L-1;500 mL 2.5 mol·L-1 NaCl溶液中c(Cl-)=c(NaCl)=
2.5 mol·L-1;NaClO溶液中没有氯离子;250 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中
c(Cl-)=3c(AlCl3)=1 mol·L-1×3=3 mol·L-1;故选A。
√
2.某同学欲配制460 mL 1.00 mol·L-1的某溶液,下列有关操作正确的是 (　　)
A.配制H2SO4溶液时,需量取质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸25.0 mL
B.配制NaOH溶液过程中,将NaOH固体放在滤纸上称量
C.配制NaCl溶液时,最后用胶头滴管加水至刻度线
D.配制HCl溶液时,将量取浓盐酸的量筒洗涤并转入容量瓶中
√
【解析】选C。质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的物质的量浓度为=18.4(mol·L-1),配制460 mL 1.00 mol·L-1的H2SO4溶液,只能用500 mL的容量瓶,所需浓硫酸的体积为≈0.027 2 L,即27.2 mL,A错误;氢氧化钠具有腐蚀性,应放在小烧杯中称量,B错误;配制NaCl溶液时,最后定容时用胶头滴管加水至刻度线,操作合理,C正确;将量取浓盐酸的量筒洗涤并转入容量瓶中,导致量取的浓盐酸体积偏大,溶质氯化氢物质的量偏大,溶液浓度偏高,D错误。
3.(双选)下列有关说法正确的是 (　　)
A.1 L水中溶解了40.0 g NaOH,该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.120 mL 2 mol·L-1 KCl的溶液与60 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液中c(Cl-)相等
C.从1 L 2 mol·L-1的盐酸溶液中取出0.5 L,取出的该溶液的浓度为1 mol·L-1
D.配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需62.5 g的胆矾
√
√
【解析】选B、D。40.0 g NaOH的物质的量为40.0 g÷40 g·mol-1=1 mol,溶于水配成1 L溶液,所得溶液浓度为1 mol·L-1,不是溶剂水的体积为1 L,故A错误;120 mL 2 mol·L-1 KCl溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,60 mL 1 mol·L-1 MgCl2溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,两溶液中氯离子浓度相等,故B正确;溶液是均一的,取出溶液、剩余溶液与原溶液浓度相等,均为2 mol·L-1,故C错误;n(CuSO4·5H2O)=n(CuSO4)=0.5 L×0.5 mol·L-1=0.25 mol,故m(CuSO4·5H2O)=0.25 mol×250 g·mol-1=62.5 g,故D正确。
4.实验室需要配制80 mL 3 mol·L-1稀硫酸,操作步骤如下:量取质量分数为98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸13 mL,将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入盛有蒸馏水的烧杯中,并不断用玻璃棒搅拌,将已冷却的溶液沿容量瓶内壁缓缓注入容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,洗涤液转移至容量瓶中,重复操作2~3次,继续用烧杯向容量瓶中加入蒸馏水,使溶液的凹液面恰好与刻度线相切,盖上瓶塞后摇匀,装入试剂瓶中。实验操作中存在的错误有几处 (　　)
A.2处　　 B.3处　 　C.4处　 　D.5处
√
【解析】选B。质量分数为98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸物质的量浓度为=18.4 mol·L-1,配制80 mL 3 mol·L-1稀硫酸,需要用100 mL容量瓶,需要浓硫酸体积为≈0.016 3 L,即16.3 mL;为防止溶质洒落到容量瓶外面,移液时应用玻璃棒引流;定容时,继续用烧杯向容量瓶中加入蒸馏水到离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管逐滴滴加至溶液的凹液面恰好与刻度线相切,所以操作共3处错误。
5.某氯化镁溶液的密度为1.16 g·cm-3,其中镁离子的质量分数为4.1%,500 mL该溶液中Cl-的物质的量浓度约等于 (　　)
A.4.0 mol·L-1　　 　　B.2.4 mol·L-1
C.2.1 mol·L-1 D.1.26 mol·L-1
【解析】选A。溶液中Mg2+的浓度为c=≈2 mol·L-1,
c(Cl-)=2c(Mg2+)=4 mol·L-1。
√
6.某实验室要配制465 mL 0.2 mol·L-1的硫酸钠溶液,完成下列问题:
(1)请填写下列空白:
A.计算、称量、溶解:在天平上称出　　　　　　g硫酸钠固体,放在烧杯里,用适量的蒸馏水溶解。
B.转移:把得到的溶液冷却后小心地沿着　　　注入　　　中。
C.洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤液也小心转入容量瓶中。
D.定容:继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm时,改用　　　　小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。
E.摇匀:将瓶塞塞紧,充分摇匀。
F.贴标签、装试剂瓶:将配好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签,并洗涤容量瓶。
(2)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是　　　　(填字母)。
a.某同学定容时俯视容量瓶刻度线
b.没有进行上述的操作步骤C
c.摇匀后发现液面低于刻度线又加水
d.进行B操作时将少量液体洒到外面
e.未冷却至室温就进行转移定容
【解析】(1)选取容量瓶的容积应稍大于或等于配制溶液的体积,所以选500 mL的容量瓶;m=nM=cVM=0.2 mol·L-1×0.5 L×142 g·mol-1=14.2 g;玻璃棒有引流的作用,所以选玻璃棒引流溶液;继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线水平相切。
(2)a.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线,导致溶液的体积偏小,所配溶液的浓度偏高,正确;b.烧杯、玻璃棒未洗涤,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;c.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线,导致溶液的体积偏大,所配溶液的浓度偏小,错误;d.有少量液体溅出,导致溶质的物质的量偏小,所配溶液的浓度偏小,错误;e.未冷却至室温就进行转移,冷却到室温后,液面会低于刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大,正确。
答案:(1)14.2　玻璃棒　500 mL容量瓶　胶头滴管　(2)a、e
7.在0.2 L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示,回答下列问题:
(1)该混合液中,NaCl的物质的量为　　　　mol,含溶质MgCl2的质量为　　　　g。
(2)该混合液中CaCl2的物质的量为　　　　mol,将该混合液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Ca2+的物质的量浓度为　　　　mol·L-1。
【解析】由题图可知,n(Na+)=0.2 mol,n(Mg2+)=0.1 mol,n(Cl-)=0.6 mol,则n(NaCl)=0.2 mol,n(MgCl2)=0.1 mol,m(MgCl2)=9.5 g,所以由CaCl2提供的n(Cl-)=0.6 mol-0.2 mol-0.1 mol×2=0.2 mol,则n(CaCl2)=0.1 mol,c(CaCl2)==0.1 mol·L-1。
答案:(1)0.2　9.5　(2)0.1　0.1(共62张PPT)
第三节　
物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
01
02
04
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂学业达标
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.了解物质的量及其单位——摩尔。 2.了解摩尔质量的含义及应用。 3.了解阿伏加德罗常数(NA)及其相关计算。 1.利用物质的量将宏观的物理量(质量)与微观中微粒的个数相联系。(宏观辨识与微观探析)
2.从学习物质的量概念出发,培养严谨求实的科学态度,形成探索未知、崇尚真理的意识。(科学态度与社会责任)
01
备课教学指导
【教学建议】
　　1.物质的量
　　(1)物质的量:建议教师引导学生与质量、时间、长度类比理解,为物理量,是专有名词。
　　(2)摩尔:物质的量的单位,与千克、秒、米等类似,1 mol粒子集合体所含有的粒子数目是固定的,建议教师注意引导学生理解“物质的量”与“摩尔”两个概念的区别与联系。
　　(3)阿伏加德罗常数:规定1 mol任何粒子中的粒子数为阿伏加德罗常数。
　
　 2.摩尔质量
　　(1)摩尔质量:建议教师引导学生可与密度类比理解,并与物质的质量、物质的量及微粒的数目联系起来,使学生更直观地理解该概念。
　　(2)有关计算:建议教师让学生明确两个公式中的各个字母的含义,计算时代入数字即可。
【情境导引】
　　模式一:
　　水是大家非常熟悉的物质,它是由分子构成的。加热沸腾时,冒出的“烟”就是汽化的水分子冷凝之后形成的,天空中朵朵白云,也是大量的“水汽”。但是你知道吗 一滴水大约有17万亿亿个水分子,如果用10亿人来数,每人每分钟数100个,日夜不停,大约需要3万年才能数完。
　　【思考】
　　(1)构成物质的微粒还有哪些呢
　　(2)用什么方法来计量这些体积非常小的微粒呢
　　提示:构成物质的微粒还有原子、离子、分子,用物质的量将可称量的物质与这些难以称量的微观粒子联系起来,就可以对这些微粒进行计量。
　　模式二:
　　12条毛巾是一“打”,60分钟是一“小时”,农业生产中采用的“百粒重”“千粒重”,体现的是“积小成大,聚微成宏”思想,从而进入可称量范围。在拉丁文中摩尔的本意是“堆,堆量”。化学家对数量巨大的粒子的计数也像我们生活中数苹果、硬币一样“一堆堆”地去数。
　　【思考】
　　(1)托盘天平的最小刻度是0.1 g,你能称出一粒大米的质量吗
　　(2)曹冲称象所采用的是“化整为零”的思想,从而进入可称量的范围,如何知道一个水分子的质量
　　提示:(1)不能用天平称量一粒米的质量,但是可以称量一定数量大米的质量。
　　(2)首先要知道1 mol水的质量及所含的水分子微粒数,然后“化整为零”,求出一个水分子的质量。
02
课前自主学习
学习任务一　物质的量及摩尔质量
任务驱动:物质的量和摩尔质量两个概念有着密切的关系,但存在明显区别。这两个概念之间有什么联系和区别呢
1.物质的量
2.摩尔
【想一想】
1 mol H、1 mol H+、1 mol H2的含义一样吗 为什么
提示:意义不同,尽管都是1摩尔微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1摩尔氢原子、1摩尔氢离子和1摩尔氢分子。
3.阿伏加德罗常数
4.摩尔质量
学习任务二　有关质量、
摩尔质量与物质的量之间的计算
任务驱动:1971年,第14届国际计量大会将“物质的量”作为国际单位制中的
一个基本单位。它将一定数目的原子、离子或分子等微观粒子与可称量
物质联系起来。那么宏观物质的质量与物质的量之间存在什么关系呢
填入适当的内容,使下列公式完整:
=n=
其中n表示_________,NA表示_______________,M表示_________。
物质的量
阿伏加德罗常数
摩尔质量
【情境·思考】
次氯酸钠(NaClO)是常用的消毒剂。1 mol NaClO的质量为　g。
提示:74.5。NaClO的摩尔质量为74.5 g·mol-1,则1 mol NaClO的质量m=nM=74.5 g。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)“物质的量”是一个物理量,“物质的量”就是“物质量”或“物质的质量”。、
( )
提示:物质的量不能说成“物质量”或“物质的质量”。
(2)1 mol C的质量为60 g。( )
提示:C的摩尔质量是60 g·mol-1,即1 mol C的质量为60 g。
(3)1 mol O2中约含有6.02×1023个原子。( )
提示:氧气是双原子分子,1 mol O2中约含有2×6.02×1023个原子。
×
√
×
(4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。 ( )
提示:阿伏加德罗常数是1 mol任何粒子所含的粒子数,约为6.02×1023 mol-1。
(5)物质的量是表示粒子数目多少的物理量。( )
提示:物质的量是表示一定数目粒子的集合体的物理量。
×
×
03
课堂合作探究
探究任务一　物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量
【教材情境】
物质的量是描述微观粒子集合体的物理量,是宏观物理量与微观粒子数的桥梁。“物质的量”不能理解为“物质的质量”,物质的量是一个整体,不能拆开理解。同其他物理量(如长度、时间、质量等)类似。
【问题探究】
1.“物质的量”与“物质的质量”有何不同 试从概念、研究对象、单位等方面进行比较。
提示:(1)概念不同:“物质的量”是度量物质所含微观粒子集体多少的一个物理量,而“物质的质量”是描述物体所含物质多少的物理量。
(2)研究对象不同:“物质的量”研究对象是微观粒子;“物质的质量”研究对象可以是宏观物质也可以是微观粒子。
(3)单位不同:“物质的量”单位是摩尔,“物质的质量”单位是克或千克等。
2.“1 mol小米”和“1 mol氧”这两种说法是否正确 为什么
提示:不正确。(1)物质的量度量的对象是微观粒子,如原子、分子、离子、原子团、中子、质子、电子等,也可以是这些粒子的特定组合,而不能指宏观物体,因此“1 mol小米”说法错误。
(2)在用“mol”为单位衡量物质时,要用化学式指明粒子的种类,表述要确切,如“1 mol O”表示1 mol氧原子,“1 mol O2”表示1 mol氧分子,“1 mol O2-”表示1 mol 氧离子,而不能说“1 mol氧”,因为“氧”是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式,这里的氧指代不明确,因此“1 mol氧”说法错误。
3.摩尔质量与相对原子或分子质量有何不同
提示:摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1等;相对原子或分子质量的单位为1,同种原子或分子的相对原子或分子质量相同。
4.(1)2 mol O2的质量是64 g,故O2的摩尔质量是64 g·mol-1,对吗
提示:不对。对某一纯净物来说,它的摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的量的不同而发生变化,故O2的摩尔质量还是32 g·mol-1。
(2)Al与Al3+的摩尔质量都是27 g·mol-1,正确吗
提示:正确。由于电子的质量非常微小,所以失去的电子的质量可以忽略不计,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原子质量或相对分子质量。
【探究总结】
1.物质的量的“四化”
2.阿伏加德罗常数的“三量”
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系
n=
基准量 1 mol粒子集合体所含的粒子数
准确量 是一个物理量,用NA表示,单位是mol-1
近似量 6.02×1023 mol-1
4.摩尔质量的“三性”
等值性 摩尔质量只是以g·mol-1作单位时,在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等
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,其数值近似等于相对分子质量或相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1
确定性 对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的量的多少而改变
【拓展提升】
1.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量辨析
项目 摩尔质量(M) 相对原子质量 相对分子质量
概念 单位物质的量的物质所具有的质量 一个原子的质量与12C质量的1/12相比较,所得的比值 化学式中各原子相对原子质量之和
单位 g·mol-1 — —
联系 摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量 2.物质的量和摩尔质量的认识误区
(1)误认为物质的量适用于所有物质。
物质的量只用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少,不能用于表示宏观物质的数量,使用“摩尔”表示物质的量时,首先必须弄清物质所含微粒的种类,而“摩尔”只是它的单位。
(2)将摩尔质量与质量的单位混淆。
摩尔质量与质量的单位不同,摩尔质量的单位是g·mol-1,质量单位是g。
(3)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。
当摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值上才与相对原子质量或相对分子质量相等。
【探究训练】
1.(双选)下列关于物质的量的说法不正确的是(　　)
A.物质的量就是物质的质量
B.摩尔是物质的量的单位,符号为“mol”,简称“摩”
C.摩尔可以用来描述微观粒子和宏观物质
D.12 g 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
【解析】选A、C。物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,不是物质的质量,A错误;摩尔是物质的量的单位,符号为“mol”,简称“摩”,B正确;摩尔只适用于描述分子、原子、离子等微观粒子,C错误;12 g 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数,D正确。
√
√
2.(2025·德州高一检测)用NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是 (　　)
A.3.2 g O2和O3混合气体中氧原子的数目为0.2NA
B.NA个O2和NA个CO2的质量比为8∶11
C.0.2NA个HNO3分子与19.6 g H3PO4分子含有相同的氧原子数
D.2.3 g金属钠由原子变为离子时,失去的电子数为0.1NA
√
【解析】选C。3.2 g O2和O3混合气体中氧原子物质的量为=
0.2 mol,氧原子的数目为0.2NA,故A正确;NA个氧分子的物质的量是1 mol,NA个CO2分子的物质的量是1 mol,质量比为32∶44=8∶11,故B正确;0.2NA个HNO3分子的物质的量是0.2 mol,19.6 g H3PO4的物质的量是0.2 mol,每个HNO3分子和每个磷酸分子含有氧原子数目不同,故它们含有不同的氧原子数,故C错误;2.3 g钠的物质的量是0.1 mol,由钠原子变成离子时失去一个电子,则0.1 mol钠原子变成钠离子失去的电子数为0.1NA,故D正确。
3.用NA表示阿伏加德罗常数的数值,讨论推导以下问题。
(1)44 g CO2所含的分子数为多少
提示:NA。44 g CO2的物质的量是1 mol,所含分子数为NA。
(2)44 g CO2所含的原子数为多少
提示:3NA。1个二氧化碳分子中含有3个原子,44 g CO2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为3NA。
(3)多少摩尔的O2与44 g CO2所含的原子数相等
提示:1.5。44 g CO2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为3NA,1.5 mol O2含氧原子3NA。
(4)如将二氧化碳改为尿素[CO(NH2)2]。在①、②、③、④处的横线上填上适当的内容。
提示:①2NA或1.204×1024　②120 g　③2　④8。1 mol CO(NH2)2含有4 mol H、1 mol O,故2 mol CO(NH2)2含有8 mol H、2 mol O;分子数N=n×NA=2NA=2×6.02×1023=1.204×1024;CO(NH2)2的相对分子质量为60,故其质量m=n×M=2 mol×60 g·mol-1=120 g。
探究任务二　有关质量、摩尔质量与物质的量之间的计算
【科技情境】
“摩尔”这个单位最重要的是1“摩尔”的某种物质(原子、分子或者离子)的质量恰好等于以“克”为单位的该物质的相对原子质量或者相对分子质量。例如对于1“摩尔”的C2H6O(乙醇),它的相对分子质量是46,那么它的质量大概就是46 g,它大概包含6.02×1023个乙醇分子。
【问题探究】
1.已知某物质的质量为m,摩尔质量为M,则该物质的粒子数是　　　　　。
提示:　依据条件即可求出该物质的物质的量n=,所以粒子数N=n·NA=。
2.0.5 mol CO2中含CO2分子数为　　　　,原子数为　　　　。
提示:3.01×1023　9.03×1023　分子数:0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;原子总数:3.01×1023×3=9.03×1023
3.求下列各物质所含原子数:
①0.5 mol NH3________________________________________________,
②4 g He_____________________________________________________,
③4 ℃时9 mL H2O_____________________________________________,
④0.2 mol H3PO4_______________________________________________。
提示:①0.5 mol NH3含2NA个原子　②4 g He含NA个原子　③4 ℃时9 mL H2O的物质的量为0.5 mol,含1.5NA个原子　④0.2 mol H3PO4含1.6NA个原子
4.一种微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量,这种说法对吗 已知1个氧原子的质量为2.657×10-26 kg,请计算O2的摩尔质量为多少
提示:不正确;摩尔质量的单位是g·mol-1,物质的质量单位是g,两者的意义不同。O2的摩尔质量为2×2.657×10-26 kg×103 g·kg-1×6.02×1023 mol-1≈
32 g·mol-1。
【探究总结】
物质的量、物质的质量、微粒数之间的相关计算
(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项求第三项。
(2)m、n、M三个量中,已知任意两项求第三项。
(3)N、NA、m、M四个量中,已知任意三项求第四项;NA、M为已知,则N与m可互求,N=·NA,m=·M。
【拓展提升】摩尔质量的计算方法
(1)M=,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定,不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
(3)Mr=m(一个原子)÷,以g·mol-1为单位时,摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,即一个原子的实际质量与一个12C原子质量的的比值。
【典例示范】
【典例】已知a g CH4含有b个分子,则阿伏加德罗常数的数值为(　　)
A.　　 B.　　 C.　　 D.
【解题探究】解答本题需注意以下两点:
(1)利用质量和分子数分别计算出甲烷的物质的量。
(2)利用甲烷的物质的量列出等式。
【解析】选C。a g CH4的物质的量为 mol,分子数为b的甲烷的物质的量为 mol,故=,解得NA=。
√
【延伸探究】(1)若将题干中“b个分子”改为“b个原子”, 阿伏加德罗常数的数值又该如何表示
提示:原子数为b,则甲烷分子数为,甲烷的物质的量为 mol,故=,解得NA=。
(2)若将题干中“b个分子”改为“b个氢原子”, 阿伏加德罗常数的数值又该如何表示
提示:氢原子数为b,则甲烷分子数为,甲烷的物质的量为 mol,故=,解得NA=。
【探究训练】
1.(2025·北京西城区高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol N2所含氮原子数为NA B.18 g水所含分子数为NA
C.16 g CH4所含氢原子数为NA D.23 g金属钠所含电子数为NA
【解析】选B。1 mol N2所含氮原子数为2NA,A错误;n(H2O)===1 mol,所含分子数为NA,B正确;n(CH4)===1 mol,所含氢原子数为4NA,C错误;n(Na)===1 mol,所含电子数为11NA,D错误。
√
2.(双选)下列说法不正确的是 (　　)
A.硫酸的摩尔质量与6.02×1023个硫酸分子的质量(以克为单位)在数值上相等
B.6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的质量比等于8∶7
C.3.2 g O2中所含的氧原子数目约为6.02×1022个
D.常温常压下,3.01×1023个二氧化硫分子的质量是32 g
√
√
【解析】选B、C。A.硫酸的摩尔质量为98 g·mol-1,6.02×1023个硫酸分子的物质的量为1 mol,硫酸的质量为1 mol×98 g·mol-1=98 g,故A正确;B.6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的物质的量均为1 mol,根据m=nM可知,二者质量之比为28 g·mol-1∶32 g·mol-1=7∶8,故B错误;C.3.2 g氧气的物质的量为=0.1 mol,含有氧原子数目约是0.1 mol×2×6.02×
1023mol-1=2×6.02×1022,故C错误;D.二氧化硫的物质的量为
=0.5 mol,则其质量为0.5 mol×64 g·mol-1=32 g,故D正确。
3.(2025·青岛高一检测)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)3.01×1023个CO2的物质的量约为　　　　mol,质量约为　　　　　g。
(2)0.2 mol Al含质子的物质的量为　　　　　mol,转变成Al3+时,失去电子的物质的量为　　　　　mol。
(3)等质量的SO2和SO3所含原子的个数之比是　　　　　。
(4)同温同压下,17.2 g N2和CO2的混合气体与4.4 g CO2的物质的量之比为5∶1。
①该混合气体的总物质的量为　　　　　mol。
②该混合气体的平均摩尔质量为　　　g·mol-1。
③该混合气体中N2的质量为　　　　　g。
【解析】(1)根据n(CO2)=≈=0.5 mol,可知m(CO2)=0.5 mol×
44 g·mol-1=22 g。
(2)1个Al原子中含有13个质子,则0.2 mol Al含质子的物质的量为0.2 mol×13=
2.6 mol,转变成Al3+时失去电子的物质的量为0.2 mol×3=0.6 mol。
(3)由n=可知,当质量相等时,物质的量与摩尔质量成反比,则等质量的SO2和SO3的物质的量之比为80 g·mol-1∶64 g·mol-1=5∶4,所含原子的个数之比为(5×3)∶(4×4)=15∶16。
(4)①4.4 g CO2的物质的量为0.1 mol,则该混合气体的总物质的量为0.5 mol。
②该混合气体的平均摩尔质量===34.4 g·mol-1。
③设氮气的物质的量为y mol,由28 g·mol-1×y mol+44 g·mol-1×
(0.5-y) mol=17.2 g,解得y=0.3,故氮气的质量为0.3 mol×28 g·mol-1=8.4 g。
答案:(1) 0.5　22　(2)2.6　0.6　(3)15∶16　(4)①0.5　②34.4　③8.4
04
课堂学业达标
1.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是 (　　)
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
√
【解析】选B。偏二甲肼(C2H8N2)的摩尔质量为(12×2+1×8+14×2)g·mol-1
=60 g·mol-1,故A错误;6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为n==
=1 mol,所以1 mol偏二甲肼的质量为60 g,故B正确;1 mol偏二甲肼的质量为60 g,故C错误;偏二甲肼的物质的量为n===
0.1 mol,含有的分子数为0.1×NA,故D错误。
2. 科学家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是一种新型的化合物
B.N4和N2的性质不相同
C.N4的摩尔质量为56 g
D.等质量的N4和N2所含的原子个数之比为2∶1
【解析】选B。N4只含有一种元素,是单质不是化合物,A错误;N2中氮原子之间的化学键是三键,故N4和N2的结构不相同,性质也就不相同,B正确;N4的摩尔质量为56 g·mol-1,C错误;等质量的N4和N2所含的原子个数之比为1∶1,D错误。
√
3.绿色植物是空气天然的“净化器”,研究发现,1万平方米柳杉每月可以吸收160 kg SO2,则1万平方米柳杉每月吸收的SO2的物质的量为 (　　)
A.164 kg　　 B.2.5 mol C.2 500 g·mol-1 D.2 500 mol
【解析】选D。160 kg SO2的物质的量是n===2 500 mol。
√
4.如果1 g水中含有a个氢原子,则阿伏加德罗常数的值为 (　　)
A.9a B.18a C.2a D.
【解析】选A。1 g水中含有a个氢原子,则×2×NA mol-1=a,解得NA=9a。
√
5.下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是 (　　)
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
【解析】选A。32 g O2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为2NA,A错误;0.5 mol H2O含有的原子数目为0.5 mol×3×NA=1.5NA,B正确;1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA,C正确;由K2O7 2知,1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,D正确。
√
【方法规律】解答此类问题一是要熟练掌握物质的量、物质的质量、物质含有的粒子数目之间的关系,并能正确相互求算(如32 g O2的物质的量为=1 mol);二是要注意看清所给物质与用NA表示粒子种类的关系(如1 mol H2O中含有3 mol原子、2 mol H、1 mol O等)。
6.(双选)(2024·潍坊高一检测)2015年10月,屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素分子式为C15H22O5,相对分子质量为282。下面关于青蒿素的说法正确的是 (　　)
A.1 mol C15H22O5的质量为282 g·mol-1
B.C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1
C.1个C15H22O5微粒的质量约为 g
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为1 mol
√
√
【解析】选B、C。质量单位是g,应是1 mol C15H22O5的质量为282 g,A错误;当质量以克为单位时,摩尔质量和相对分子质量在数值上是相等的,故C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1,B正确;1 mol C15H22O5的质量为282 g,则1个C15H22O5微粒的质量约为 g,C正确;1 mol C15H22O5中含有
15 mol C,6.02×1023个碳原子的物质的量为1 mol,因此C15H22O5的物质的量为 mol,D错误。
7.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是　　　　　　。
(2)　　　　　　mol H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等。
(3)某硫酸钠溶液中含有3.01×1022个Na+,则溶液中S的物质的量是　　　　　　　　。
(4)0.7 mol H2O的质量为　　　　　　。
(5)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是　　　　　　　　。
(6)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为　　　　　　　　。
(7)a个X原子的总质量为b g,则X的相对原子质量可以表示为　　　　　　　　。
(8)现有m g某气体,它是三原子分子,其摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,则该气体的物质的量为　　　　　mol(请用以上符号及相应数字填写)。
【解析】(1)Al2(SO4)3中含有0.4 mol的Al3+,则它的物质的量为0.2 mol,
n(S)=3×0.2 mol=0.6 mol;(2)0.2 mol H3PO4所含原子数为1.6 mol,1个H2O2中有4个原子,则H2O2的物质的量为0.4 mol;(3)3.01×1022个Na+的物质的量n===0.05 mol,则有0.025 mol Na2SO4,则溶液中S的物质的量为0.025 mol;(4)m=nM=0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g;(5)由n=可知,质量相同时分子的摩尔质量与物质的量成反比,故摩尔质量越大,分子的物质的
量即分子数目越小,故含有分子数目最少的是SO2;(6)根据质量守恒定律,生成C的质量=16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M===106 g·mol-1;(7)=n=,
=,M=;(8)n=== mol。
答案:(1)0.6 mol　(2)0.4
(3)0.025 mol　(4)12.6 g
(5)SO2　(6)106 g·mol-1　(7)　(8)第2课时　气体摩尔体积
课程标准 素养目标
1.了解气体摩尔体积的含义。 2.掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。 3.理解阿伏加德罗定律及其推论。 1.利用物质的量将宏观的物理量(气体体积)与微观中微粒的个数相联系。(宏观辨识与微观探析) 2.通过对气体摩尔体积的学习,认识到根据气体摩尔体积进行计算需要严格的条件。(科学态度与社会责任)
备课教学指导
【教学建议】
1.气体摩尔体积
(1)影响体积的因素:建议教师引导学生通过物质体积受压强变化的情况,引出固体或液体的粒子间距较小,气体的粒子间距较大,进而得出影响固体或液体、气体体积的主要因素。
(2)概念:建议教师引导学生通过由1 mol固体或液体的体积不同,1 mol任何气体同温同压下的体积相同得出气体摩尔体积。
(3)计算:建议教师引导学生通过联系n===,明确各字母含义,代入数据计算。
2.阿伏加德罗定律
(1)阿伏加德罗定律:建议教师引导学生可由n=推导得出,同温同压时气体分子间距相同,即Vm相同,体积相同时,气体的物质的量相同,分子数相同。
(2)阿伏加德罗定律推论:建议教师引导学生通过物质的量的有关概念间的关系,推导阿伏加德罗定律的重要推论,也可由公式pV=nRT, n=推导,但不能拓展太深。在授课时必须明确该定律的使用条件。
(3)阿伏加德罗定律适用范围:建议教师让学生知道阿伏加德罗定律的适用范围是气体,其适用条件为三个“同”,即在同温、同压、同体积的条件下,才有分子数相等这一结论。
【情境导引】
模式一:
如表是通过计算得出的在20 ℃时1 mol固体与液体物质的体积,分析表格中的数据可以看出,相同条件下,1 mol固体与液体物质的体积是不相同的。
物质 状态 1 mol 物质所含 微粒数 1 mol 物质 质量(g) 密度 (20℃) (g·cm-3) 体积 (20℃) (cm3)
Fe 固 6.02×1023 56 7.8 7.2
Al 固 6.02×1023 27 2.7 10
Pb 固 6.02×1023 207 11.3 18.3
H2O 液 6.02×1023 18 1(4℃) 18
H2SO4 (纯) 液 6.02×1023 98 1.83 53.6
　　【思考】
(1)1 mol不同气体在相同条件下的体积是否相同
(2)相同物质的量的气体的体积是否是由其摩尔质量大小决定的
提示:1 mol不同气体在相同条件下体积相同。相同物质的量的气体的体积不是由其摩尔质量大小决定的。
模式二:
水是大家非常熟悉的物质,它是由分子构成的,一滴水大约有17万亿亿个水分子。1 mol水中的水分子数目都是相同的,都约是6.02×1023。水在固态、液态、气态三种状态下水分子之间的距离是不同的,那么1 mol水的体积在不同状态下是否相同呢
　　【思考】
(1)决定物质体积大小的因素有哪些
(2)相同物质的量的固体或液体的体积是否相等 气体呢
提示:决定物质体积大小的因素有微粒数目、微粒的大小、微粒之间的距离三个因素。相同物质的量的固体或液体体积一般不同,相同条件下,相同物质的量的气体体积相同。
课前自主学习
学习任务一　气体摩尔体积
任务驱动:单位物质的量的物质所具有的质量称为摩尔质量,那么对于气体来说,什么是摩尔体积呢
1.影响物质体积大小的因素
(1)影响物质体积大小的主要因素。
(2)结论。
①同温同压下,1 mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。
②同温同压下,任何气体粒子之间的距离相等,1 mol任何气体的体积相同。
2.气体摩尔体积
(1)含义:单位物质的量的气体所占的体积,符号:Vm。
(2)公式:体积、气体摩尔体积、物质的量三者之间的关系:Vm=。
(3)单位:L·mol-1。
(4)因素。
①温度越高,Vm越大。②压强越大,Vm越小。
(5)特殊值:标准状况(0 ℃和101 kPa)下,Vm=22.4 L·mol-1。
【想一想】
气体摩尔体积适用范围是气体,是否必须为纯净气体
提示:气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可为混合气体,但要特别注意以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。
学习任务二　阿伏加德罗定律
任务驱动:1811年阿伏加德罗在化学中引入了分子的概念,提出了阿伏加德罗假说,即阿伏加德罗定律,其主要内容有哪些
1.含义:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
2.适用范围:只适用于气体,可以是单一气体也可以是混合气体。
【情境·思考】有两个容积相同的集气瓶,一个在青藏高原上装满空气,一个在海南岛上装满空气,两集气瓶中气体体积相同,所含的分子数一定相同吗
提示:不一定。因为气体体积受温度和压强的影响较大,温度和压强不同时,体积相同的两种气体的物质的量不一定相同,故所含的分子数也不一定相同。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在相同条件下,1 mol任何物质的体积均相同。(×)
提示:在相同条件下,1 mol不同的固体和液体物质体积不一定相同。
(2)同温同压下,1 mol气体的体积均为22.4 L。 (×)
提示:在标准状况下,1 mol任何气体的体积约为22.4 L。
(3)标准状况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 (×)
提示:在标准状况下,1 mol任何气体物质的体积约为22.4 L。
(4)同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子。 (×)
提示:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,不同分子所含原子数可能不同。
(5)同温同压下,相同体积的物质含有相同数目的分子。 (×)
提示:阿伏加德罗定律只适用于气体物质,对液体、固体物质不适用。
课堂合作探究
探究任务一　气体摩尔体积及有关计算
【生活情境】
在科学研究和实际生产中,涉及气态物质时测量体积往往比称量质量更方便。例如,我们家庭中用的天然气就是按体积进行计量的。
【问题探究】
1.标准状况下,0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体的体积为多少
提示:22.4 L。气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
2.在标准状况下的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,那么Vm=22.4 L·mol-1一定是处在标准状况下吗
提示:不一定。同时改变温度和压强,气体摩尔体积Vm仍可能保持不变,如升高温度的同时增加压强、降低温度的同时减小压强。
3.在标准状况下,1 mol H2、1 mol 水、1 mol 酒精所占的体积都约为22.4 L,是否正确
提示:不正确。标准状况下必须是1 mol气体的体积才约为22.4 L,而水、酒精等物质在标准状况下不是气体。
4.标准状况下O2的密度如何计算
提示:ρ(O2)==≈1.43 g·L-1。
【探究总结】
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况(0 ℃,101 kPa)。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体。如水、酒精等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol” “约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
3.气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n=。
②气体的密度ρ===。
③气体的分子数N=n·NA=·NA。
④气体的质量m=n·M=·M。
【典例示范】
【典例】单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积,气体摩尔体积不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强。下列说法正确的是 (　　)
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.0.2 mol H2和0.8 mol CO2组成的混合物气体在标准状况下的体积约为22.4 L
C.标准状况下,1 mol任何物质的体积必定是22.4 L
D.22.4 L CO2和18 g H2O所含的分子数相等
【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)使用Vm=22.4 L·mol-1计算时,必须是标准状况下。
(2)气体摩尔体积只适用于气体,不适用于固体与液体。
(3)气体摩尔体积的使用对象可以是单一气体,也可以是混合气体。
【解析】选B。没有指明标准状况,A项错误;气体摩尔体积既适用于单一气体,也适用于混合物气体,只要符合物质的量为1 mol,且为标准状况下,体积就约为22.4 L,B项正确;标准状况下,
1 mol任何气体的体积必定是22.4 L,C项错误;18 g H2O是1 mol H2O,但22.4 L CO2不一定是
1 mol,因为其条件不确定,D项错误。
【延伸探究】(1)B项中,0.2 mol H2和0.8 mol CO2的体积比是多少
提示:1∶4。相同条件下,气体的体积与物质的量成正比,V(H2)∶V(CO2)=n(H2)∶n(CO2)=
0.2 mol ∶0.8 mol =1∶4。
(2) B项中,0.8 mol CO2在标准状况下的体积是多少
提示:17.92 L 。V(CO2)=0.8 mol×22.4 L·mol-1=17.92 L。
【探究训练】
1.(2025·上海浦东新区高一检测)下列说法正确的是 (　　)
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.非标准状况下,1 mol气体不可能占有22.4 L的体积
C.0.6 mol O2和0.4 mol CO2组成的混合气体,在标准状况下的体积约为22.4 L
D.标准状况下,1 mol CO和1 mol CO2的体积比为1∶2
【解析】选C。体积一定,影响气体物质的量的因素有温度、压强,22.4 L任何气体的物质的量可能为1 mol,可能不是1 mol,故A错误;由pV=nRT可知,不是标准状况下,1 mol任何气体可能占有22.4 L体积,故B错误;标准状况下气体摩尔体积约是22.4 L·mol-1,0.6 mol O2和0.4 mol CO2组成的混合气体共1 mol,混合气体的体积约为22.4 L,故C正确;在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含分子数相同,标准状况下,1 mol CO和1 mol CO2的体积比为1∶1,故D错误。
2.下列叙述正确的是 (　　)
A.在标准状况下,22.4 L水中含有1 mol H2O分子
B.0.1 mol Fe在2.24 L Cl2中充分燃烧,生成0.1 mol FeCl2
C.在标准状况下,2.24 L O2和CO的混合气体中含C、O原子共0.2 mol
D.标准状况下11.2 L Cl2溶于水,溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA
【解析】选C。A.标准状况下水不是气体,22.4 L水中含有H2O分子不是1 mol,A错误;B.Fe和Cl2燃烧反应生成FeCl3,B错误;C.O2和CO都属于双原子分子,标准状况下2.24 L混合气体物质的量为0.1 mol,则混合气体中含C、O原子共0.2 mol,C正确;D.标准状况下,11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,由原子守恒可知,n(Cl2)×2+n(Cl-)+n(ClO-)+n(HClO)=0.5 mol×2=1 mol,故溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和小于NA,D错误。
3.(双选)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.标准状况下,22.4 L H2O含有的分子数为NA
B.1 mol NaOH溶解在1 L水中,则其100 mL溶液中Na+数为0.1NA
C.常温常压下,32 g O2和34 g H2S分子个数比为1∶1
D.标准状况下,11.2 L He和Cl2混合气体中含有分子的数目为0.5NA
【解析】选C、D。标准状况下,H2O为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量及分子数,A错误;1 mol NaOH溶解在1 L水中,溶液体积不是1 L,钠离子浓度不是1 mol·L-1,则100 mL溶液中Na+数不是0.1NA,B错误;氧气和硫化氢的摩尔质量分别为32 g·mol-1和34 g·mol-1,32 g O2和34 g H2S的物质的量均为1 mol,分子个数比为1∶1,C正确;标准状况下,11.2 L He和Cl2混合气体总物质的量为0.5 mol,故混合气体中分子的数目为0.5NA,D正确。
探究任务二　阿伏加德罗定律及推论
【教材情境】
粒子数相同的任何气体都具有相同的体积。这一规律在19世纪初就已经被发现了。(意大利化学家阿伏加德罗于1811年提出的一条假说,当时称为“阿伏加德罗假说”,后经大量实验证实为定律。)
【问题探究】
1.同温、同压下,体积相同的H2、O2、H2和O2的混合气体中所含分子数是否相同 物质的量是否相同
提示:相同。因同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,物质的量相同。
2.结合阿伏加德罗定律讨论同温同压同体积的O2和O3的分子数相同吗 能说原子数也相同吗
提示:分子数相同,原子数不相同。 由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,体积相同的O2和O3分子数相同,又因为一个O2分子中有2个氧原子,一个O3分子中有3个氧原子,所以同温同压下,体积相同的O2和O3原子数目不同。
【探究总结】
1.对阿伏加德罗定律的“四点”理解
(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况下,也可以是其他温度和压强条件下,只要物质的状态是气态即可。
(2)阿伏加德罗定律及推论仅仅适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,对固体和液体不适用。
(3)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”,即任意三个量相同,另一个量必相同。
(4)标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
2.阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论
公式 语言叙述
同温同压 == 同温同压下,体积比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同体积 == 同温同体积下,压强比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同物质 的量 = 同温同物质的量下,压强比等于体积的反比
同温同压 = 同温同压下,密度比等于摩尔质量之比
同温同压 同体积 = 同温同压下,体积相同的气体,质量比等于摩尔质量之比
【拓展延伸】
计算混合气体摩尔质量的方法:
(1)已知混合物质的总质量[m(混)]和总物质的量[n(混)]:(混)=
(2)已知标准状况下混合气体的密度[ρ(混)]:
(混)=22.4ρ(混)
(3)已知同温同压下混合气体的密度[ρ(混)]是一种简单气体A的密度[ρ(A)]的倍数d(也常叫相对密度法):d==,即有:(混)=d×M(A)
(4)已知混合物各成分的摩尔质量和在混合体系内的物质的量分数或体积分数:(混)=Ma×A%+Mb×B%+Mc×C%
【典例示范】
【典例】在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内气体的温度和密度相等时,下列说法正确的是(　　)
A.两种气体的压强相等
B.O2比O3质量小
C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氧原子数目相等
【解析】选D。两容器内的气体体积、密度相同,由m=ρV可知m(O2)=m(O3),根据n=可知n(O2)>n(O3),同温同体积时,气体的压强与气体的物质的量成正比,即=,故p(O2)>p(O3),A、B错误;气体的分子数与气体的物质的量成正比,C错误;因为O2和O3都由氧原子构成,二者质量相等,则两种气体的氧原子数目相等,D正确。
【延伸探究】(1)题目中两种气体的分子数目之比为多少
提示:由于两种气体的质量相等,因此二者的分子数之比为N(O2)∶N(O3)=3∶2。
(2)若将“温度和密度相等”改为“温度和压强相等”,判断B、C、D选项的正误。
提示:根据阿伏加德罗定律,O2和O3的分子数相等,即物质的量相等,故O3比O2质量大,所含有的氧原子数不相等,B、C项正确,D项错误。
【探究训练】
1.(双选)同温同压下,等质量的SO2气体和SO3气体相比较,下列叙述中正确的是 (　　)
A.密度之比为4∶5
B.物质的量之比为4∶5
C.体积之比为5∶4
D.原子数之比为3∶4
【解析】选A、C。设SO2、SO3的质量均为m g,则SO2、SO3的物质的量分别为 mol、 mol。根据阿伏加德罗定律推论可知,同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,故SO2、SO3的密度比为64 g·mol-1∶80 g·mol-1=4∶5, A正确;根据分析,SO2、SO3的物质的量之比为 mol∶ mol=5∶4,B错误;根据阿伏加德罗定律推论可知,同温同压下气体体积之比等于物质的量之比,根据B选项的分析,SO2、SO3的体积比为5∶4,C正确;根据分析,SO2、SO3的原子数之比为(3× mol)∶(4× mol)=15∶16,故D错误。
2.(双选)同温同压下,下列有关等物质的量的CH4、O2、CO2三种气体的说法不正确的是 (　　)
A.所占的体积:V(CH4)=V(O2)=V(CO2)
B.所含分子数:N(CH4)=N(O2)=N(CO2)
C.密度:ρ(CO2)>ρ(CH4)>ρ(O2)
D.所含的电子数:N(CO2)=N(CH4)=N(O2)
【解析】选C、D。同温同压条件下,气体体积之比等于物质的量之比,则等物质的量的CH4、O2、CO2所占的体积:V(CH4)=V(O2)=V(CO2),故A正确;依据N=nNA可知分子个数之比等于物质的量之比,则等物质的量的CH4、O2、CO2所含分子数:N(CH4)=N(O2)=N(CO2),故B正确;CH4、O2、CO2摩尔质量分别为16 g·mol-1、32 g·mol-1、44 g·mol-1,则同温同压条件下,密度:ρ(CO2)>ρ(O2)>ρ(CH4),故C错误;1个二氧化碳分子与1个甲烷分子、1个氧气分子含有的电子数各不相同,则相同物质的量的三种气体含有电子数不相等,故D错误。
3.(2025·枣庄高一检测)物质的量是化学常用的物理量。请回答下列问题:
(1)某含硫化合物X为气体,6.8 g X在标准状况下的体积为4.48 L,则X的摩尔质量是
　　　　　　g·mol-1。
(2)室温下,某固定容积的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1 mol空气,此时活塞的刻度位置如图所示。
①A室混合气体的物质的量为　　　　　mol;若实验测得A室混合气体的质量为19 g,则该混合气体中H2和O2的物质的量之比为　　　　　。
②若将A室中混合气体点燃,恢复至原温度后,活塞停留在　　　　　(填数字)刻度处。
【解析】(1)标准状况下,4.48 L气体的物质的量为n===0.2 mol,该气体的摩尔质量为M===34 g·mol-1。
(2)①相同温度和压强下,气体的体积之比等于其物质的量之比,开始时A、B体积之比为4∶2=2∶1,则A中气体物质的量是B的2倍,为2 mol;设氢气、氧气的物质的量分别是x mol、y mol则x+y=2,2x+32y=19,解得x=1.5,y=0.5,该混合气体中H2和O2的物质的量之比为3∶1;
②若将A室H2O2的混合气体点燃,根据反应方程式2H2+O22H2O可知,恢复原温度后,氢气有剩余,剩余氢气的物质的量为0.5 mol,则A、B时气体物质的量之比为0.5 mol∶1 mol=1∶2,其体积之比为1∶2,所以最终活塞停留的位置在2刻度。
答案:(1)34　(2)①2　3∶1　②2
课堂学业达标
1.在标准状况下,3.4 g NH3的 (　　)
A.分子数约为6.02×1023
B.物质的量为0.1 mol
C.体积约为4.48 L
D.摩尔质量为17
【解析】选C。标准状况下气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,n(NH3)==0.2 mol。N=nNA=
0.2 mol×6.02×1023 mol-1=1.204×1023,故A、B错误;V=nVm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,故C正确;摩尔质量的单位是g·mol-1,氨气的摩尔质量是17 g·mol-1,故D错误。
2.标准状况下,等质量的①NH3②O2③H2④CO2,所占体积由小到大的排列顺序正确的是 (　　)
A.①④②③　　　　B.④②①③
C.②①③④ D.④③①②
【解析】选B。标准状况下,气体摩尔体积为22.4 L· mol-1,根据n==可知,质量相同时气体体积与气体的摩尔质量成反比,结合M(CO2)>M(O2)>M(NH3)>M(H2)可知,标准状况下气体体积由小到大的排列顺序为④②①③。
3.(双选)下列有关气体体积的说法,正确的是 (　　)
A.除去在标准状况下,气体的摩尔体积也可能约为22.4 L·mol-1
B.在通常情况下(常温常压下),1 mol任何气体的体积都约为22.4 L
C.决定一定量气体体积大小的主要因素是微粒间的距离
D.在同温同压下,相同体积的任何气体含有的原子个数一定相同
【解析】选A、C。升高温度同时增大压强或降低温度同时减小压强,气体的摩尔体积也可能约为22.4 L·mol-1,A正确;常温常压下,Vm≠22.4 L·mol-1,1 mol任何气体的体积不是22.4 L,B错误;在分子数相同时,气体体积的决定因素为微粒间的距离,C正确;依据阿伏加德罗定律分析,同温同压下,相同体积的任何气体所含分子数目相同,气体可能是单原子分子或双原子分子等,D错误。
4.(1)标准状况下,0.5 mol H2占有的体积约为　　L。
(2)标准状况下,44.8 L H2的质量约为　　　　g。
(3)标准状况下,3.01×1023个氧气分子所占的体积约为　　　L。
(4)标准状况下,33.6 L氧气所含的氧分子数约为　　　　个。
(5)标准状况下,16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为　　　　L。
【解析】(1)V=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(2)44.8 L H2的物质的量为=2 mol,m(H2)=2 mol×2 g·mol-1=4 g。
(3)n(O2)==0.5 mol,V(O2)=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
(4)n(O2)==1.5 mol,N=1.5×6.02×1023=9.03×1023。
(5)n(O2)==0.5 mol,n(N2)==1.5 mol,故混合气体的体积为(0.5+1.5)mol×
22.4 L·mol-1=44.8 L。
答案:(1)11.2　(2)4　(3)11.2　
(4)9.03×1023(1.5NA)　(5)44.8第三节　物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
课程标准 素养目标
1.了解物质的量及其单位——摩尔。 2.了解摩尔质量的含义及应用。 3.了解阿伏加德罗常数(NA)及其相关计算。 1.利用物质的量将宏观的物理量(质量)与微观中微粒的个数相联系。(宏观辨识与微观探析) 2.从学习物质的量概念出发,培养严谨求实的科学态度,形成探索未知、崇尚真理的意识。(科学态度与社会责任)
备课教学指导
【教学建议】
　　1.物质的量
　　(1)物质的量:建议教师引导学生与质量、时间、长度类比理解,为物理量,是专有名词。
　　(2)摩尔:物质的量的单位,与千克、秒、米等类似,1 mol粒子集合体所含有的粒子数目是固定的,建议教师注意引导学生理解“物质的量”与“摩尔”两个概念的区别与联系。
　　(3)阿伏加德罗常数:规定1 mol任何粒子中的粒子数为阿伏加德罗常数。
　　2.摩尔质量
　　(1)摩尔质量:建议教师引导学生可与密度类比理解,并与物质的质量、物质的量及微粒的数目联系起来,使学生更直观地理解该概念。
　　(2)有关计算:建议教师让学生明确两个公式中的各个字母的含义,计算时代入数字即可。
【情境导引】
　　模式一:
　　水是大家非常熟悉的物质,它是由分子构成的。加热沸腾时,冒出的“烟”就是汽化的水分子冷凝之后形成的,天空中朵朵白云,也是大量的“水汽”。但是你知道吗 一滴水大约有17万亿亿个水分子,如果用10亿人来数,每人每分钟数100个,日夜不停,大约需要3万年才能数完。
　　【思考】
　　(1)构成物质的微粒还有哪些呢
　　(2)用什么方法来计量这些体积非常小的微粒呢
　　提示:构成物质的微粒还有原子、离子、分子,用物质的量将可称量的物质与这些难以称量的微观粒子联系起来,就可以对这些微粒进行计量。
　　模式二:
　　12条毛巾是一“打”,60分钟是一“小时”,农业生产中采用的“百粒重”“千粒重”,体现的是“积小成大,聚微成宏”思想,从而进入可称量范围。在拉丁文中摩尔的本意是“堆,堆量”。化学家对数量巨大的粒子的计数也像我们生活中数苹果、硬币一样“一堆堆”地去数。
　　【思考】
　　(1)托盘天平的最小刻度是0.1 g,你能称出一粒大米的质量吗
　　(2)曹冲称象所采用的是“化整为零”的思想,从而进入可称量的范围,如何知道一个水分子的质量
　　提示:(1)不能用天平称量一粒米的质量,但是可以称量一定数量大米的质量。
　　(2)首先要知道1 mol水的质量及所含的水分子微粒数,然后“化整为零”,求出一个水分子的质量。
课前自主学习
学习任务一　物质的量及摩尔质量
任务驱动:物质的量和摩尔质量两个概念有着密切的关系,但存在明显区别。这两个概念之间有什么联系和区别呢
1.物质的量
2.摩尔
【想一想】
1 mol H、1 mol H+、1 mol H2的含义一样吗 为什么
提示:意义不同,尽管都是1摩尔微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1摩尔氢原子、1摩尔氢离子和1摩尔氢分子。
3.阿伏加德罗常数
4.摩尔质量
学习任务二　有关质量、
摩尔质量与物质的量之间的计算
任务驱动:1971年,第14届国际计量大会将“物质的量”作为国际单位制中的一个基本单位。它将一定数目的原子、离子或分子等微观粒子与可称量物质联系起来。那么宏观物质的质量与物质的量之间存在什么关系呢
填入适当的内容,使下列公式完整:
=n=
其中n表示物质的量,NA表示阿伏加德罗常数,M表示摩尔质量。
【情境·思考】
次氯酸钠(NaClO)是常用的消毒剂。1 mol NaClO的质量为　g。
提示:74.5。NaClO的摩尔质量为74.5 g·mol-1,则1 mol NaClO的质量m=nM=74.5 g。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)“物质的量”是一个物理量,“物质的量”就是“物质量”或“物质的质量”。 (×)
提示:物质的量不能说成“物质量”或“物质的质量”。
(2)1 mol C的质量为60 g。 (√)
提示:C的摩尔质量是60 g·mol-1,即1 mol C的质量为60 g。
(3)1 mol O2中约含有6.02×1023个原子。 (×)
提示:氧气是双原子分子,1 mol O2中约含有2×6.02×1023个原子。
(4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。 (×)
提示:阿伏加德罗常数是1 mol任何粒子所含的粒子数,约为6.02×1023 mol-1。
(5)物质的量是表示粒子数目多少的物理量。 (×)
提示:物质的量是表示一定数目粒子的集合体的物理量。
课堂合作探究
探究任务一　物质的量、阿伏加德罗常数及摩尔质量
【教材情境】
物质的量是描述微观粒子集合体的物理量,是宏观物理量与微观粒子数的桥梁。“物质的量”不能理解为“物质的质量”,物质的量是一个整体,不能拆开理解。同其他物理量(如长度、时间、质量等)类似。
【问题探究】
1.“物质的量”与“物质的质量”有何不同 试从概念、研究对象、单位等方面进行比较。
提示:(1)概念不同:“物质的量”是度量物质所含微观粒子集体多少的一个物理量,而“物质的质量”是描述物体所含物质多少的物理量。
(2)研究对象不同:“物质的量”研究对象是微观粒子;“物质的质量”研究对象可以是宏观物质也可以是微观粒子。
(3)单位不同:“物质的量”单位是摩尔,“物质的质量”单位是克或千克等。
2.“1 mol小米”和“1 mol氧”这两种说法是否正确 为什么
提示:不正确。(1)物质的量度量的对象是微观粒子,如原子、分子、离子、原子团、中子、质子、电子等,也可以是这些粒子的特定组合,而不能指宏观物体,因此“1 mol小米”说法错误。
(2)在用“mol”为单位衡量物质时,要用化学式指明粒子的种类,表述要确切,如“1 mol O”表示
1 mol氧原子,“1 mol O2”表示1 mol氧分子,“1 mol O2-”表示1 mol 氧离子,而不能说“1 mol氧”,因为“氧”是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式,这里的氧指代不明确,因此
“1 mol氧”说法错误。
3.摩尔质量与相对原子或分子质量有何不同
提示:摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1等;相对原子或分子质量的单位为1,同种原子或分子的相对原子或分子质量相同。
4.(1)2 mol O2的质量是64 g,故O2的摩尔质量是64 g·mol-1,对吗
提示:不对。对某一纯净物来说,它的摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的量的不同而发生变化,故O2的摩尔质量还是32 g·mol-1。
(2)Al与Al3+的摩尔质量都是27 g·mol-1,正确吗
提示:正确。由于电子的质量非常微小,所以失去的电子的质量可以忽略不计,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原子质量或相对分子质量。
【探究总结】
1.物质的量的“四化”
2.阿伏加德罗常数的“三量”
基准量 1 mol粒子集合体所含的粒子数
准确量 是一个物理量,用NA表示,单位是mol-1
近似量 6.02×1023 mol-1
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系
n=
4.摩尔质量的“三性”
等值性 摩尔质量只是以g·mol-1作单位时,在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等
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,其数值近似等于相对分子质量或相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1
确定性 对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的量的多少而改变
【拓展提升】
1.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量辨析
项目 摩尔质量(M) 相对原子质量 相对分子质量
概念 单位物质的量的物质所具有的质量 一个原子的质量与12C质量的1/12相比较,所得的比值 化学式中各原子相对原子质量之和
单位 g·mol-1 — —
联系 摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量
2.物质的量和摩尔质量的认识误区
(1)误认为物质的量适用于所有物质。
物质的量只用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少,不能用于表示宏观物质的数量,使用“摩尔”表示物质的量时,首先必须弄清物质所含微粒的种类,而“摩尔”只是它的单位。
(2)将摩尔质量与质量的单位混淆。
摩尔质量与质量的单位不同,摩尔质量的单位是g·mol-1,质量单位是g。
(3)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。
当摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值上才与相对原子质量或相对分子质量相等。
【探究训练】
1.(双选)下列关于物质的量的说法不正确的是 (　　)
A.物质的量就是物质的质量
B.摩尔是物质的量的单位,符号为“mol”,简称“摩”
C.摩尔可以用来描述微观粒子和宏观物质
D.12 g 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
【解析】选A、C。物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,不是物质的质量,A错误;摩尔是物质的量的单位,符号为“mol”,简称“摩”,B正确;摩尔只适用于描述分子、原子、离子等微观粒子,C错误;12 g 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数,D正确。
2.(2025·德州高一检测)用NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是 (　　)
A.3.2 g O2和O3混合气体中氧原子的数目为0.2NA
B.NA个O2和NA个CO2的质量比为8∶11
C.0.2NA个HNO3分子与19.6 g H3PO4分子含有相同的氧原子数
D.2.3 g金属钠由原子变为离子时,失去的电子数为0.1NA
【解析】选C。3.2 g O2和O3混合气体中氧原子物质的量为=0.2 mol,氧原子的数目为0.2NA,故A正确;NA个氧分子的物质的量是1 mol,NA个CO2分子的物质的量是1 mol,质量比为32∶44=8∶11,故B正确;0.2NA个HNO3分子的物质的量是0.2 mol,19.6 g H3PO4的物质的量是0.2 mol,每个HNO3分子和每个磷酸分子含有氧原子数目不同,故它们含有不同的氧原子数,故C错误;2.3 g钠的物质的量是0.1 mol,由钠原子变成离子时失去一个电子,则0.1 mol钠原子变成钠离子失去的电子数为0.1NA,故D正确。
3.用NA表示阿伏加德罗常数的数值,讨论推导以下问题。
(1)44 g CO2所含的分子数为多少
提示:NA。44 g CO2的物质的量是1 mol,所含分子数为NA。
(2)44 g CO2所含的原子数为多少
提示:3NA。1个二氧化碳分子中含有3个原子,44 g CO2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为3NA。
(3)多少摩尔的O2与44 g CO2所含的原子数相等
提示:1.5。44 g CO2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为3NA,1.5 mol O2含氧原子3NA。
(4)如将二氧化碳改为尿素[CO(NH2)2]。在①、②、③、④处的横线上填上适当的内容。
提示:①2NA或1.204×1024　②120 g　③2　④8。1 mol CO(NH2)2含有4 mol H、1 mol O,故2 mol CO(NH2)2含有8 mol H、2 mol O;分子数N=n×NA=2NA=2×6.02×1023=1.204×1024;CO(NH2)2的相对分子质量为60,故其质量m=n×M=2 mol×60 g·mol-1=120 g。
探究任务二　有关质量、摩尔质量与物质的量之间的计算
【科技情境】
“摩尔”这个单位最重要的是1“摩尔”的某种物质(原子、分子或者离子)的质量恰好等于以“克”为单位的该物质的相对原子质量或者相对分子质量。例如对于1“摩尔”的C2H6O(乙醇),它的相对分子质量是46,那么它的质量大概就是46 g,它大概包含6.02×1023个乙醇分子。
【问题探究】
1.已知某物质的质量为m,摩尔质量为M,则该物质的粒子数是　　　　　。
提示:　依据条件即可求出该物质的物质的量n=,所以粒子数N=n·NA=。
2.0.5 mol CO2中含CO2分子数为　　　　,原子数为　　　　。
提示:3.01×1023　9.03×1023　分子数:0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;原子总数:3.01×1023×3=9.03×1023
3.求下列各物质所含原子数:
①0.5 mol NH3　,
②4 g He　,
③4 ℃时9 mL H2O　,
④0.2 mol H3PO4　。
提示:①0.5 mol NH3含2NA个原子　②4 g He含NA个原子　③4 ℃时9 mL H2O的物质的量为0.5 mol,含1.5NA个原子　④0.2 mol H3PO4含1.6NA个原子
4.一种微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量,这种说法对吗 已知1个氧原子的质量为2.657×10-26 kg,请计算O2的摩尔质量为多少
提示:不正确;摩尔质量的单位是g·mol-1,物质的质量单位是g,两者的意义不同。O2的摩尔质量为2×2.657×10-26 kg×103 g·kg-1×6.02×1023 mol-1≈32 g·mol-1。
【探究总结】
物质的量、物质的质量、微粒数之间的相关计算
(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项求第三项。
(2)m、n、M三个量中,已知任意两项求第三项。
(3)N、NA、m、M四个量中,已知任意三项求第四项;NA、M为已知,则N与m可互求,N=·NA,m=·M。
【拓展提升】摩尔质量的计算方法
(1)M=,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定,不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
(3)Mr=m(一个原子)÷,以g·mol-1为单位时,摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,即一个原子的实际质量与一个12C原子质量的的比值。
【典例示范】
【典例】已知a g CH4含有b个分子,则阿伏加德罗常数的数值为 (　　)
A.　　B.　　C.　　D.
【解题探究】解答本题需注意以下两点:
(1)利用质量和分子数分别计算出甲烷的物质的量。
(2)利用甲烷的物质的量列出等式。
【解析】选C。a g CH4的物质的量为 mol,分子数为b的甲烷的物质的量为 mol,故=,解得NA=。
【延伸探究】(1)若将题干中“b个分子”改为“b个原子”, 阿伏加德罗常数的数值又该如何表示
提示:原子数为b,则甲烷分子数为,甲烷的物质的量为 mol,故=,解得NA=。
(2)若将题干中“b个分子”改为“b个氢原子”, 阿伏加德罗常数的数值又该如何表示
提示:氢原子数为b,则甲烷分子数为,甲烷的物质的量为 mol,故=,解得NA=。
【探究训练】
1.(2025·北京西城区高一检测)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.1 mol N2所含氮原子数为NA
B.18 g水所含分子数为NA
C.16 g CH4所含氢原子数为NA
D.23 g金属钠所含电子数为NA
【解析】选B。1 mol N2所含氮原子数为2NA,A错误;n(H2O)===1 mol,所含分子数为NA,B正确;n(CH4)===1 mol,所含氢原子数为4NA,C错误;n(Na)===1 mol,所含电子数为11NA,D错误。
2.(双选)下列说法不正确的是 (　　)
A.硫酸的摩尔质量与6.02×1023个硫酸分子的质量(以克为单位)在数值上相等
B.6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的质量比等于8∶7
C.3.2 g O2中所含的氧原子数目约为6.02×1022个
D.常温常压下,3.01×1023个二氧化硫分子的质量是32 g
【解析】选B、C。A.硫酸的摩尔质量为98 g·mol-1,6.02×1023个硫酸分子的物质的量为1 mol,硫酸的质量为1 mol×98 g·mol-1=98 g,故A正确;B.6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的物质的量均为1 mol,根据m=nM可知,二者质量之比为28 g·mol-1∶32 g·mol-1=7∶8,故B错误;C.3.2 g氧气的物质的量为=0.1 mol,含有氧原子数目约是0.1 mol×2×6.02×1023mol-1=
2×6.02×1022,故C错误;D.二氧化硫的物质的量为=0.5 mol,则其质量为0.5 mol×
64 g·mol-1=32 g,故D正确。
3.(2025·青岛高一检测)物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算:
(1)3.01×1023个CO2的物质的量约为　　　　　mol,质量约为　　　　　g。
(2)0.2 mol Al含质子的物质的量为　　　　　mol,转变成Al3+时,失去电子的物质的量为
　　　　　mol。
(3)等质量的SO2和SO3所含原子的个数之比是　　　　　。
(4)同温同压下,17.2 g N2和CO2的混合气体与4.4 g CO2的物质的量之比为5∶1。
①该混合气体的总物质的量为　　　　　mol。
②该混合气体的平均摩尔质量为　　　g·mol-1。
③该混合气体中N2的质量为　　　　　g。
【解析】(1)根据n(CO2)=≈=0.5 mol,可知m(CO2)=0.5 mol×44 g·mol-1=22 g。
(2)1个Al原子中含有13个质子,则0.2 mol Al含质子的物质的量为0.2 mol×13=2.6 mol,转变成Al3+时失去电子的物质的量为0.2 mol×3=0.6 mol。
(3)由n=可知,当质量相等时,物质的量与摩尔质量成反比,则等质量的SO2和SO3的物质的量之比为80 g·mol-1∶64 g·mol-1=5∶4,所含原子的个数之比为(5×3)∶(4×4)=15∶16。
(4)①4.4 g CO2的物质的量为0.1 mol,则该混合气体的总物质的量为0.5 mol。
②该混合气体的平均摩尔质量===34.4 g·mol-1。
③设氮气的物质的量为y mol,由28 g·mol-1×y mol+44 g·mol-1×(0.5-y) mol=17.2 g,解得y=0.3,故氮气的质量为0.3 mol×28 g·mol-1=8.4 g。
答案:(1) 0.5　22　(2)2.6　0.6　(3)15∶16　(4)①0.5　②34.4　③8.4
课堂学业达标
1.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是 (　　)
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
【解析】选B。偏二甲肼(C2H8N2)的摩尔质量为(12×2+1×8+14×2)g·mol-1=60 g·mol-1,故A错误;6.02×1023个偏二甲肼的物质的量为n===1 mol,所以1 mol偏二甲肼的质量为60 g,故B正确;1 mol偏二甲肼的质量为60 g,故C错误;偏二甲肼的物质的量为n===0.1 mol,含有的分子数为0.1×NA,故D错误。
2. 科学家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是一种新型的化合物
B.N4和N2的性质不相同
C.N4的摩尔质量为56 g
D.等质量的N4和N2所含的原子个数之比为2∶1
【解析】选B。N4只含有一种元素,是单质不是化合物,A错误;N2中氮原子之间的化学键是三键,故N4和N2的结构不相同,性质也就不相同,B正确;N4的摩尔质量为56 g·mol-1,C错误;等质量的N4和N2所含的原子个数之比为1∶1,D错误。
3.绿色植物是空气天然的“净化器”,研究发现,1万平方米柳杉每月可以吸收160 kg SO2,则1万平方米柳杉每月吸收的SO2的物质的量为 (　　)
A.164 kg　　　　　　　　 B.2.5 mol
C.2 500 g·mol-1 D.2 500 mol
【解析】选D。160 kg SO2的物质的量是n===2 500 mol。
4.如果1 g水中含有a个氢原子,则阿伏加德罗常数的值为 (　　)
A.9a B.18a C.2a D.
【解析】选A。1 g水中含有a个氢原子,则×2×NA mol-1=a,解得NA=9a。
5.下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是 (　　)
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D.1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
【解析】选A。32 g O2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为2NA,A错误;0.5 mol H2O含有的原子数目为0.5 mol×3×NA=1.5NA,B正确;1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA,C正确;由K2O72知,1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA,D正确。
【方法规律】解答此类问题一是要熟练掌握物质的量、物质的质量、物质含有的粒子数目之间的关系,并能正确相互求算(如32 g O2的物质的量为=1 mol);二是要注意看清所给物质与用NA表示粒子种类的关系(如1 mol H2O中含有3 mol原子、2 mol H、1 mol O等)。
6.(双选)(2024·潍坊高一检测)2015年10月,屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素分子式为C15H22O5,相对分子质量为282。下面关于青蒿素的说法正确的是 (　　)
A.1 mol C15H22O5的质量为282 g·mol-1
B.C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1
C.1个C15H22O5微粒的质量约为 g
D.含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为1 mol
【解析】选B、C。质量单位是g,应是1 mol C15H22O5的质量为282 g,A错误;当质量以克为单位时,摩尔质量和相对分子质量在数值上是相等的,故C15H22O5的摩尔质量为282 g·mol-1,B正确;1 mol C15H22O5的质量为282 g,则1个C15H22O5微粒的质量约为 g,C正确;1 mol C15H22O5中含有15 mol C,6.02×1023个碳原子的物质的量为1 mol,因此C15H22O5的物质的量为 mol,D错误。
7.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是　　　　　　。
(2)　　　　　　mol H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO4所含原子数相等。
(3)某硫酸钠溶液中含有3.01×1022个Na+,则溶液中S的物质的量是　　　　　　　　。
(4)0.7 mol H2O的质量为　　　　　　。
(5)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是　　　　　　　　。
(6)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D,则C的摩尔质量为　　　　　　　　。
(7)a个X原子的总质量为b g,则X的相对原子质量可以表示为　　　　　　　　。
(8)现有m g某气体,它是三原子分子,其摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,则该气体的物质的量为　　　　　mol(请用以上符号及相应数字填写)。
【解析】(1)Al2(SO4)3中含有0.4 mol的Al3+,则它的物质的量为0.2 mol,n(S)=3×0.2 mol=
0.6 mol;(2)0.2 mol H3PO4所含原子数为1.6 mol,1个H2O2中有4个原子,则H2O2的物质的量为0.4 mol;(3)3.01×1022个Na+的物质的量n===0.05 mol,则有0.025 mol Na2SO4,则溶液中S的物质的量为0.025 mol;(4)m=nM=0.7 mol×18 g·mol-1=12.6 g;(5)由n=可知,质量相同时分子的摩尔质量与物质的量成反比,故摩尔质量越大,分子的物质的量即分子数目越小,故含有分子数目最少的是SO2;(6)根据质量守恒定律,生成C的质量=16 g+20 g-31.76 g=
4.24 g,M===106 g·mol-1;(7)=n=,=,M=;(8)n=== mol。
答案:(1)0.6 mol　(2)0.4
(3)0.025 mol　(4)12.6 g
(5)SO2　(6)106 g·mol-1　(7)　(8)

展开更多......

收起↑