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第三节　物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
1.宏观辨识与微观探析:了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.证据推理与模型认知: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
1.物质的量
(1)含义:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,符号为n。
(2)物质的量的单位——摩尔
(3)表示方法及含义
2.阿伏加德罗常数
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)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。
日常生活的一些小物品,比如曲别针,在商店里不是按个出售的,而是按盒出售的,一盒一般100个,这样便可以快速数出多盒曲别针的数量了。构成物质的原子、分子和离子非常微小,用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难。因此科学家引入了“物质的量”这一基本物理量,来描述微观粒子集合体数目的多少。
(1)能否说阿伏加德罗常数就是6.02×1023 mol-1 为什么
提示:不能;因为阿伏加德罗常数是一个准确的数值,近似用6.02×1023 mol-1表示。
(2)“1 mol小米”“1 mol氯”的说法正确吗 为什么
提示:不正确;物质的量只适用于微观粒子,不适用于宏观物质;“1 mol氯”指代的微观粒子不明确。
(3)1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示的含义是否相同 为什么
提示:不相同;虽然都是1 mol微观粒子,但微观粒子种类不同,它们分别表示1 mol氢原子、1 mol氢离子和1 mol氢分子。
物质的量的理解——“四化”
1.下列叙述正确的是 (　C　)
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摩尔
解析:物质不一定都是由分子构成的,可能是由原子或离子等微观粒子构成的,摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,1 mol任何粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023,A错误、C正确;摩尔既能用来计量纯净物中微观粒子的数目,也能用来计量混合物中微观粒子的数目,B错误;含有6.02×1023个粒子的集合体的物质的量不一定为1 mol,如含有6.02×1023个O的O2的物质的量为0.5 mol,D错误。
2.下列有关阿伏加德罗常数的说法不正确的是(　A　)
A.6.02×1023就是阿伏加德罗常数　　　　
B.1 mol C中所含碳原子数约为6.02×1023
C.6.02×1023个粒子的物质的量约为1 mol
D.1 mol NH3中所含原子数约为2.408×1024
解析: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,A项错误,C项正确;1 mol C中所含的碳原子数约为6.02×1023,B项正确;1 mol NH3中含有1 mol N和3 mol H,4 mol原子的数目约为2.408×1024,D项正确。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。在0.5 mol Na2SO4中,下列相关叙述不正确的是(　C　)
A.约含有6.02×1023个Na+
B.含有0.5NA个S原子
C.约含有1.204×1023个O原子
D.含有0.5 mol S
解析:0.5 mol Na2SO4含有1 mol Na+和0.5 mol S,则Na+数目约为6.02×1023,A、D正确;0.5 mol Na2SO4含有0.5 mol S原子和2 mol O原子,则S原子个数为0.5NA,O原子个数约为1.204×1024,B正确,C错误。
知识点二　摩尔质量
1.摩尔质量
2.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系:n=。
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观粒子数(N)之间的关系:。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氮的摩尔质量是28 g·mol-1。 (　×　)
(2)2 mol H2SO4的摩尔质量是196 g·mol-1。(　×　)
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值,CH4的摩尔质量和NA个甲烷分子的质量相等。(　×　)
(4)1 mol H2O中所含氢原子的质量为2 g。 (　√　)
(5)设NA为阿伏加德罗常数的值,Fe的摩尔质量为56 g·mol-1,则1个Fe原子质量为 g。 (　√　)
基于“三性”,准确理解摩尔质量
1.碳中和指控制一段时间内温室气体排放总量,实现CO2“零排放”。CO2的摩尔质量为 (　B　)
A.12 B.44 g·mol-1
C.12 g·mol-1 D.44
解析:CO2的摩尔质量为(12+16×2) g·mol-1=44 g·mol-1。
2.我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素是一种用于治疗疟疾的药物。下列有关青蒿素(C15H22O5)的叙述正确的是(　C　)
A.青蒿素的摩尔质量为282 g
B.青蒿素中C、H、O的质量之比为15︰22︰5
C.1 mol青蒿素分子中含有80 g O
D.1 mol青蒿素分子中含有11 mol H2
解析:青蒿素的摩尔质量为282 g·mol-1,故A错误;青蒿素中C、H、O的个数之比为15︰22︰5,故B错误;1 mol青蒿素分子中含有5 mol O,其质量为80 g,故C正确;1 mol青蒿素分子中含有22 mol H,无H2,故D错误。
3.若a g二氧化碳气体中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为(　A　)
A. mol-1
C. mol-1
解析:NA为阿伏加德罗常数,二氧化碳的摩尔质量为44 g·mol-1,则可列式计算出a g二氧化碳气体中含有的氧原子数目为×2×NA=b,则NA= mol-1。
物质的量、质量和粒子数目之间的换算关系
1.下列说法正确的是 (　C　)
A.摩尔只适用于分子、原子
B.物质的量就是1 mol物质的质量
C.CH4的摩尔质量为16 g·mol-1
D.1 mol H2O的质量为18
解析:摩尔不仅适用于分子、原子,还适用于离子、电子等微观粒子,A错误;物质的量是描述微观粒子数量的物理量,而质量是物质的宏观属性,两者概念不同,B错误;CH4的摩尔质量为(12+4×1) g·mol-1=16 g·mol-1,C正确;1 mol H2O的质量为18 g,D错误。
2.下列说法正确的是 (　D　)
A.常温常压下,氯气的摩尔质量等于71 g
B.1 mol H2SO4中含有2 mol氢元素
C.某物质的摩尔质量就是该物质的相对分子质量或相对原子质量
D.2 g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023
解析:摩尔质量的单位是g·mol-1,A错误;1 mol H2SO4中含有2 mol氢原子,元素是宏观概念,不能用mol表述,B错误;摩尔质量和相对分子质量或相对原子质量的单位不同,摩尔质量以g·mol-1为单位,某物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量,C错误;2 g氦气的物质的量为=0.5 mol,而氦气为单原子分子,故0.5 mol氦气中含有0.5×6.02×1023个氦原子,D正确。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　D　)
A.若含0.2 mol FeCl3的溶液完全转化为胶体,则胶体粒子数为0.2NA
B.0.5 mol Na2SO4中含有Na+的数目为2NA
C.1 mol S所含电荷数目为NA
D.100 g 46%的CH3CH2OH溶液中含有氧原子的数目为4NA
解析:胶体粒子是多个粒子的集合体,0.2 mol FeCl3的溶液完全转化为Fe(OH)3胶体,胶体粒子数目远小于0.2NA,A错误;0.5 mol Na2SO4中含1 mol Na+,数目为NA,B错误;1 mol S带2 mol负电荷,因此总电荷数为2NA,C错误;100 g 46%的CH3CH2OH溶液中,含m(CH3CH2OH)=100 g×46%=46 g,其物质的量为=1 mol,含m(H2O)=100 g-46 g=54 g,其物质的量为=3 mol,溶液中氧原子的总物质的量为1 mol+3 mol=4 mol,故氧原子总数为4NA,D正确。
4.计算下列物质的摩尔质量。
(1)已知氨气的相对分子质量为17,则氨气的摩尔质量为17 g·mol-1。
(2)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64 g·mol-1。
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为bNA g·mol-1。
(4)设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 g·mol-1。
课时作业12
(总分:60分)
(选择题1~12题,每题3分,13~15题,每题8分)
1.下列叙述正确的是 (　D　)
A.1 mol是6.02×1023个粒子的集合体,如1 mol大米、1 mol苹果
B.1 mol NaOH的质量是40 g·mol-1
C.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
D.CO的相对分子质量是28
解析:摩尔用于微观粒子,不能用于宏观物体如大米、苹果,A错误;1 mol NaOH的质量应为40 g,而40 g· mol-1是NaOH的摩尔质量,B错误;国际单位制中七个基本物理量之一是物质的量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量,C错误;CO的相对分子质量为12+16=28,D正确。
2.下列叙述错误的是 (　A　)
A.1 mol HCl中含有1.204×1024个分子
B.1 mol Ne中含有6.02×1024个电子
C.1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O
D.1 mol CO2中含有3 mol原子
解析:1 mol HCl中含有6.02×1023个分子,A错误;1个氖原子核外有10个电子,则1 mol Ne含有6.02×1024个电子,B正确;1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O,C正确;1 mol CO2中含有3 mol原子,D正确。
3.下列关于摩尔质量的说法正确的是(　A　)
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大,对应的摩尔质量越大
解析:摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量,A正确;二者的数值相同,但单位分别为g和g·mol-1,B错误;摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等,C错误;摩尔质量是定值,不随物质的量发生变化,D错误。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是 (　A　)
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol SO2含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有水分子的数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
解析:32 g O2的物质的量是1 mol,氧原子的数目为2NA,A错误;每摩尔SO2中含有3 mol原子,0.5 mol SO2中含有的原子数目为1.5NA,B正确;1 mol H2O中含有水分子的数目为NA,C正确;根据n=可知,0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol,D正确。
5.抗癌新药西达本胺的化学式为C22H19FN4O2,下列关于西达本胺的说法正确的是(　D　)
A.西达本胺的摩尔质量为390
B.西达本胺有48个原子
C.西达本胺中碳元素和氢元素的质量比为22︰19
D.西达本胺由碳、氢、氟、氮、氧五种元素组成
解析:西达本胺的摩尔质量为390 g·mol-1,A错误;西达本胺是由西达本胺分子构成的,而不是由原子直接构成的,一个西达本胺分子有48个原子,B错误;西达本胺分子中C、H元素的原子个数比为22︰19,不是质量比,质量比为(12×22)︰(19×1)=264︰19,C错误;由西达本胺的化学式C22H19FN4O2可知,它是由碳、氢、氟、氮、氧五种元素组成的,D正确。
6.如图,用油膜法测出一层油酸分子(视为球形)的厚度后,要计算出阿伏加德罗常数,还需要的物理量是 (　C　)
A.油酸分子的直径
B.油酸的体积
C.1 mol油酸分子的体积
D.油酸的摩尔质量
解析:由题意可知,一层油酸分子的厚度即为油酸分子的直径,可算出一个油酸分子的体积,设其体积为V,则有NA=,即只要知道1 mol油酸分子的体积,即可求出NA,故选C。
7.已知H2SO4中含有3.01×1023个氧原子,H2SO4的物质的量约是(　D　)
A.0.500 mol B.1.00 mol
C.0.250 mol D.0.125 mol
解析:3.01×1023个氧原子的物质的量约为=0.5 mol,H2SO4的物质的量约为0.5 mol÷4=0.125 mol。
8.在反应A+3B2C中,若7 g A和一定量B完全反应生成8.5 g C,则A、B、C的摩尔质量之比为 (　B　)
A.14︰3︰17 B.28︰2︰17
C.1︰3︰2 D.无法确定
解析:由质量守恒定律可知,m(A)+m(B)=m(C),则m(B)=8.5 g-7 g=1.5 g。由化学方程式可知,1 mol A和3 mol B完全反应生成2 mol C,则A、B、C的摩尔质量之比为=28︰2︰17。
9.某金属氯化物MCl2的质量为40.8 g,其中含有0.6 mol Cl-,则金属M的摩尔质量为 (　A　)
A.65 g·mol-1 B.24 g·mol-1
C.40 g·mol-1 D.56 g·mol-1
解析:每个MCl2中含有2个Cl-,因此MCl2的物质的量n(MCl2)==0.3 mol,m(MCl2) =40.8 g,M(MCl2)==136 g·mol-1,M(M)=M(MCl2)-2×M(Cl)=136 g·mol-1-35.5 g·mol-1 ×2=65 g·mol-1。
10.若50滴水正好是m mL,水的密度为1 g·mL-1,则1滴水所含的分子数是(　B　)
A.m×50×6.02×1023
B.
C.
D.
解析:50滴水的质量为m mL×1 g·mL-1=m g,则1滴水的质量为 g,1滴水的物质的量为 mol,所含分子数为×6.02×1023,故B正确。
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是 (　C　)
A.1 mol NH4Cl中含有的离子数目为2NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为0.5NA
C.含107 g Fe(OH)3的胶体中Fe(OH)3胶体粒子的数目为NA
D.1 mol Na与足量O2反应生成Na2O或Na2O2,失去电子数目均为NA
解析:1 mol NH4Cl中含有1 mol N和1 mol Cl-,总离子数为2NA,A正确;2 mol NaHCO3完全分解生成1 mol CO2,1 mol NaHCO3完全分解生成0.5 mol CO2,数目为0.5NA,B正确;107 g(1 mol)Fe(OH)3形成的胶体中,胶体粒子是多个Fe(OH)3分子的集合体,胶体粒子数目远小于NA,C不正确;无论生成Na2O还是Na2O2,1 mol Na均失去1 mol电子(每个Na失去1个电子),数目为NA,D正确。
12.等质量的CH4和NH3相比,下列结论错误的是(　B　)
A.分子个数之比为17︰16
B.原子个数之比为17︰16
C.氢原子个数之比为17︰12
D.电子个数之比为17︰16
解析:CH4和NH3的摩尔质量分别为16 g·mol-1、17 g·mol-1,等质量时二者的物质的量之比为17︰16,故分子个数之比为17︰16,A正确;等质量时CH4和NH3的原子个数之比为(17×5)︰(16×4)=85︰64,B错误;等质量时CH4和NH3的氢原子个数之比为(17×4)︰(16×3)=17︰12,C正确;1个CH4和1个NH3均含10个电子,故等质量时二者所含电子数之比为17︰16,D正确。
13.(8分)2025年成都世界运动会是第十二届世界运动会,本届运动会坚决对兴奋剂问题“零容忍”。苯丙胺是一种常见的兴奋剂,它的分子式为C9H13N。
(1)苯丙胺的摩尔质量为135 g·mol-1。
(2)0.5 mol苯丙胺分子中约含有3.913×1024个氢原子。
(3)270 g苯丙胺的物质的量是2 mol,其中含有碳元素的质量是216 g。
(4)苯丙胺分子中碳、氢、氮原子的物质的量之比为9︰13︰1,质量之比为108︰13︰14。
解析:(1)C9H13N的相对分子质量为12×9+1×13+14×1=135,故其摩尔质量为135 g·mol-1。(2)由分子式知,每个苯丙胺分子含有13个氢原子,因此0.5 mol苯丙胺分子中含有0.5 mol×13=6.5 mol氢原子,则氢原子的数目约为3.913×1024。(3)n==2 mol,则含有的碳原子的物质的量为2 mol×9=18 mol,因此含有碳元素的质量为18 mol×12 g·mol-1=216 g。(4)原子个数之比等于物质的量之比,由苯丙胺的分子式知,苯丙胺分子中碳、氢、氮原子的物质的量之比为9︰13︰1,质量之比为(9 mol×12 g·mol-1)︰(13 mol×1 g·mol-1)︰(1 mol×14 g·mo)=108︰13︰14。
14.(8分)设NA为阿伏加德罗常数的值,请完成以下有关计算。
(1)6.02×1022个OH-中含有0.9 mol质子,1 mol电子。
(2)1.204×1024个H2S分子中所含硫原子的质量为64 g。
(3)常温常压下,160 g的SO3中含有的原子数为8NA。
(4)SO2和O2在一定条件下可发生反应:2SO2+O22SO3,现有a mol SO2和b mol O2充分反应后,硫原子与氧原子的个数比为a︰(2a+2b)。
(5)在25 ℃、101 kPa的条件下,等质量的CH4和A气体的分子数之比为15︰8,则A的摩尔质量为30 g·mol-1。
解析:(1)1个OH-中有9个质子,6.02×1022个OH-中含有×9=0.9 mol质子;1个OH-中有10个电子,6.02×1022个OH-中含有×10=1 mol电子。(2)1.204×1024个H2S分子中所含硫原子的质量为×32 g·mol-1=64 g。(3)SO3的摩尔质量为80 g·mol-1,常温常压下,160 g的SO3中含有原子的物质的量为×4=8 mol,故原子数为8NA。(4)根据原子个数守恒,a mol SO2和b mol O2充分反应后,硫原子与氧原子的个数比等于物质的量比,为a mol︰(2a mol+2b mol)=a︰(2a+2b)。(5)设CH4和A气体的质量均为m g,可得关系式:,解得MA=30 g·mol-1。
15.(8分)物质的量是高中化学常用的物理量,请回答下列问题。
(1)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是0.6 mol。
(2)0.35 mol H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO3所含原子数相等。
(3)3.4 g NH3所含原子的物质的量为0.8 mol,含有的质子个数为2NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)三种盐混合溶液中含有0.2 mol Na+、0.25 mol Mg2+、0.4 mol Cl-和S,则S的物质的量为0.15 mol。
(5)某离子反应中涉及H2O、ClO-、N、H+、N2、Cl-六种粒子。其中ClO-、N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是c(填字母)。
a.该反应的氧化剂是ClO-
b.消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子
c.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2︰3
d.当生成14 g N2时,消耗的ClO-为1.5 mol
e.氧化性:ClO->N
解析:(1)该物质中Al3+和S的物质的量之比为2︰3,则含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是0.6 mol。(2)两物质所含原子数相等,则原子的总物质的量相等,0.2 mol H3PO3含1.4 mol原子,则与0.2 mol H3PO3所含原子数相等的H2O2的物质的量为 mol=0.35 mol。(3)3.4 g NH3所含原子的物质的量是×4=0.8 mol,含有的质子的物质的量为×10=2 mol,个数为2NA。(4)设S的物质的量为x,则0.2 mol+0.25 mol×2=0.4 mol+2x,解得x=0.15 mol,则S的物质的量为0.15 mol。(5)由图像可知,反应过程中ClO-为反应物,N2为生成物,根据反应过程中原子守恒可知,Cl-、H2O、N2为生成物,ClO-、N为反应物,反应过程中Cl元素化合价由+1降低至-1,N元素化合价由-3升高至0,根据得失电子守恒、原子守恒以及电荷守恒可知,反应离子方程式为3ClO-+2N3Cl-+3H2O+N2↑+2H+。反应中Cl元素化合价降低,因此氧化剂为ClO-,故a正确;反应中还原剂为N,N元素化合价由-3升高至0,因此每消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子,故b正确;由上述分析可知,反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比3︰2,故c错误;由上述分析可知,生成14 g N2时,即n(N2)==0.5 mol时,消耗的ClO-为1.5 mol,故d正确;氧化剂是ClO-、还原剂是N,氧化性:ClO->N,故e正确。(共60张PPT)
第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第三节　物质的量
第1课时　物质的量的单位——摩尔
目
录
知识点二　摩尔质量
课时作业
知识点一　物质的量
即时演练
1.宏观辨识与微观探析:了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.证据推理与模型认知: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。
核心素养发展目标
一
知识点一　物质的量
1.物质的量
(1)含义:表示________________的集合体的物理量,符号为__。
(2)物质的量的单位——摩尔
含有一定数目粒子
n
mol
6.02×1023
(3)表示方法及含义
2.阿伏加德罗常数
1mol任何粒子的粒子数
NA
约6.02×1023mol-1
3.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)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。
粒子数
日常生活的一些小物品,比如曲别针,在商店里不是按个出售的,而是按盒出售的,一盒一般100个,这样便可以快速数出多盒曲别针的数量了。构成物质的原子、分子和离子非常微小,用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难。因此科学家引入了“物质的量”这一基本物理量,来描述微观粒子集合体数目的多少。
问题探究
(1)能否说阿伏加德罗常数就是6.02×1023 mol-1 为什么
提示:不能;因为阿伏加德罗常数是一个准确的数值,近似用6.02×1023 mol-1表示。
(2)“1 mol小米”“1 mol氯”的说法正确吗 为什么
提示:不正确;物质的量只适用于微观粒子,不适用于宏观物质;“1 mol氯”指代的微观粒子不明确。
(3)1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示的含义是否相同 为什么
提示:不相同;虽然都是1 mol微观粒子,但微观粒子种类不同,它们分别表示1 mol氢原子、1 mol氢离子和1 mol氢分子。
物质的量的理解——“四化”
归纳提升
C
1.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摩尔
解析:物质不一定都是由分子构成的,可能是由原子或离子等微观粒子构成的,摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,1 mol任何粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023,A错误、C正确;摩尔既能用来计量纯净物中微观粒子的数目,也能用来计量混合物中微观粒子的数目,B错误;含有6.02×1023个粒子的集合体的物质的量不一定为1 mol,如含有6.02×1023个O的O2的物质的量为0.5 mol,D错误。
2.下列有关阿伏加德罗常数的说法不正确的是(　 　)
A.6.02×1023就是阿伏加德罗常数　　　　
B.1 mol C中所含碳原子数约为6.02×1023
C.6.02×1023个粒子的物质的量约为1 mol
D.1 mol NH3中所含原子数约为2.408×1024
解析: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,A项错误,C项正确;1 mol C中所含的碳原子数约为6.02×1023,B项正确;1 mol NH3中含有1 mol N和3 mol H,4 mol原子的数目约为2.408×1024,D项正确。
A
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。在0.5 mol Na2SO4中,下列相关叙述不正确的是(　 　)
A.约含有6.02×1023个Na+
B.含有0.5NA个S原子
C.约含有1.204×1023个O原子
D.含有0.5 mol S
解析:0.5 mol Na2SO4含有1 mol Na+和0.5 mol S,则Na+数目约为6.02×1023,A、D正确;0.5 mol Na2SO4含有0.5 mol S原子和2 mol O原子,则S原子个数为0.5NA,O原子个数约为1.204×1024,B正确,C错误。
C
二
知识点二　摩尔质量
1.摩尔质量
M
相对分子质量或相对原子质量
2.物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系:n=。
3.以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观粒子数(N)之间的关
系:。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氮的摩尔质量是28 g·mol-1。 ( 　 　)
(2)2 mol H2SO4的摩尔质量是196 g·mol-1。(　 　)
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值,CH4的摩尔质量和NA个甲烷分子的质量相等。(　 　)
(4)1 mol H2O中所含氢原子的质量为2 g。 ( 　 　)
(5)设NA为阿伏加德罗常数的值,Fe的摩尔质量为56 g·mol-1,则1个Fe原子质量为 g。 ( 　 　)
基础诊断
×
×
×
√
√
归纳提升
基于“三性”,准确理解摩尔质量
B
1.碳中和指控制一段时间内温室气体排放总量,实现CO2“零排放”。CO2的摩尔质量为 (　 　)
A.12 B.44 g·mol-1
C.12 g·mol-1 D.44
解析:CO2的摩尔质量为(12+16×2) g·mol-1=44 g·mol-1。
2.我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素是一种用于治疗疟疾的药物。下列有关青蒿素(C15H22O5)的叙述正确的是(　 　)
A.青蒿素的摩尔质量为282 g
B.青蒿素中C、H、O的质量之比为15︰22︰5
C.1 mol青蒿素分子中含有80 g O
D.1 mol青蒿素分子中含有11 mol H2
C
解析:青蒿素的摩尔质量为282 g·mol-1,故A错误;青蒿素中C、H、O的个数之比为15︰22︰5,故B错误;1 mol青蒿素分子中含有5 mol O,其质量为80 g,故C正确;1 mol青蒿素分子中含有22 mol H,无H2,故D错误。
3.若a g二氧化碳气体中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为(　 　)
A. mol-1
C. mol-1
解析:NA为阿伏加德罗常数,二氧化碳的摩尔质量为44 g·mol-1,则可列式计算出a g二氧化碳气体中含有的氧原子数目为×2×NA=b,则NA= mol-1。
A
方法规律
物质的量、质量和粒子数目之间的换算关系
三
即时演练
1.下列说法正确的是 (　 　)
A.摩尔只适用于分子、原子
B.物质的量就是1 mol物质的质量
C.CH4的摩尔质量为16 g·mol-1
D.1 mol H2O的质量为18
解析:摩尔不仅适用于分子、原子,还适用于离子、电子等微观粒子,A错误;物质的量是描述微观粒子数量的物理量,而质量是物质的宏观属性,两者概念不同,B错误;CH4的摩尔质量为(12+4×1) g·mol-1=16 g·mol-1,C正确;1 mol H2O的质量为18 g,D错误。
C
2.下列说法正确的是 (　 　)
A.常温常压下,氯气的摩尔质量等于71 g
B.1 mol H2SO4中含有2 mol氢元素
C.某物质的摩尔质量就是该物质的相对分子质量或相对原子质量
D.2 g氦气所含的原子数目约为0.5×6.02×1023
D
解析:摩尔质量的单位是g·mol-1,A错误;1 mol H2SO4中含有2 mol氢原子,元素是宏观概念,不能用mol表述,B错误;摩尔质量和相对分子质量或相对原子质量的单位不同,摩尔质量以g·mol-1为单位,某物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量,C错误;2 g氦气的物质的量为=0.5 mol,而氦气为单原子分子,故0.5 mol氦气中含有0.5×6.02×1023个氦原子,D正确。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　 　)
A.若含0.2 mol FeCl3的溶液完全转化为胶体,则胶体粒子数为0.2NA
B.0.5 mol Na2SO4中含有Na+的数目为2NA
C.1 mol S所含电荷数目为NA
D.100 g 46%的CH3CH2OH溶液中含有氧原子的数目为4NA
D
解析:胶体粒子是多个粒子的集合体,0.2 mol FeCl3的溶液完全转化为Fe(OH)3胶体,胶体粒子数目远小于0.2NA,A错误;0.5 mol Na2SO4中含1 mol Na+,数目为NA,B错误;1 mol S带2 mol负电荷,因此总电荷数为2NA,C错误;100 g 46%的CH3CH2OH溶液中,含m(CH3CH2OH)=100 g×46%=46 g,其物质的量为=1 mol,含m(H2O)=100 g46 g=54 g,其物质的量为=3 mol,溶液中氧原子的总物质的量为1 mol+3 mol=4 mol,故氧原子总数为4NA,D正确。
4.计算下列物质的摩尔质量。
(1)已知氨气的相对分子质量为17,则氨气的摩尔质量为______________。
(2)1.28 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_____________。
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知一个铁原子的质量为b g,则铁的摩尔质量为__________________。
(4)设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__________。
17 g·mol-1
64 g·mol-1
bNA g·mol-1
g·mol-1
四
课时作业12
D
(选择题1~12题,每题3分,13~15题,每题8分)
1.下列叙述正确的是 ( 　 　)
A.1 mol是6.02×1023个粒子的集合体,如1 mol大米、1 mol苹果
B.1 mol NaOH的质量是40 g·mol-1
C.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
D.CO的相对分子质量是28
解析:摩尔用于微观粒子,不能用于宏观物体如大米、苹果,A错误;1 mol NaOH的质量应为40 g,而40 g· mol-1是NaOH的摩尔质量,B错误;国际单位制中七个基本物理量之一是物质的量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量,C错误;CO的相对分子质量为12+16=28,D正确。
A
2.下列叙述错误的是 (　 　)
A.1 mol HCl中含有1.204×1024个分子
B.1 mol Ne中含有6.02×1024个电子
C.1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O
D.1 mol CO2中含有3 mol原子
解析:1 mol HCl中含有6.02×1023个分子,A错误;1个氖原子核外有10个电子,则1 mol Ne含有6.02×1024个电子,B正确;1 mol H2O中含有2 mol H和1 mol O,C正确;1 mol CO2中含有3 mol原子,D正确。
3.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大,对应的摩尔质量越大
解析:摩尔质量表示单位物质的量的物质所具有的质量,A正确;二者的数值相同,但单位分别为g和g·mol-1,B错误;摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值与该物质的相对分子质量或相对原子质量相等,C错误;摩尔质量是定值,不随物质的量发生变化,D错误。
A
A
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是(　 　)
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.0.5 mol SO2含有的原子数目为1.5NA
C.1 mol H2O含有水分子的数目为NA
D.0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol
解析:32 g O2的物质的量是1 mol,氧原子的数目为2NA,A错误;每摩尔SO2中含有3 mol原子,0.5 mol SO2中含有的原子数目为1.5NA,B正确;1 mol H2O中含有水分子的数目为NA,C正确;根据n=可知,0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol,D正确。
5.抗癌新药西达本胺的化学式为C22H19FN4O2,下列关于西达本胺的说法正确的是(　 　)
A.西达本胺的摩尔质量为390
B.西达本胺有48个原子
C.西达本胺中碳元素和氢元素的质量比为22︰19
D.西达本胺由碳、氢、氟、氮、氧五种元素组成
D
解析:西达本胺的摩尔质量为390 g·mol-1,A错误;西达本胺是由西达本胺分子构成的,而不是由原子直接构成的,一个西达本胺分子有48个原子,B错误;西达本胺分子中C、H元素的原子个数比为22︰19,不是质量比,质量比为(12×22)︰(19×1)=264︰19,C错误;由西达本胺的化学式C22H19FN4O2可知,它是由碳、氢、氟、氮、氧五种元素组成的,D正确。
C
6.如图,用油膜法测出一层油酸分子(视为球形)的厚度后,要计算出阿伏加德罗常数,还需要的物理量是 (　 　)
A.油酸分子的直径
B.油酸的体积
C.1 mol油酸分子的体积
D.油酸的摩尔质量
解析:由题意可知,一层油酸分子的厚度即为油酸分子的直径,可算出一个油酸分子的体积,设其体积为V,则有NA=,即只要知道1 mol油酸分子的体积,即可求出NA,故选C。
7.已知H2SO4中含有3.01×1023个氧原子,H2SO4的物质的量约是(　 　)
A.0.500 mol B.1.00 mol
C.0.250 mol D.0.125 mol
解析:3.01×1023个氧原子的物质的量约为=0.5 mol,H2SO4的物质的量约为0.5 mol÷4=0.125 mol。
D
8.在反应A+3B 2C中,若7 g A和一定量B完全反应生成8.5 g C,则A、B、C的摩尔质量之比为 (　 　)
A.14︰3︰17 B.28︰2︰17
C.1︰3︰2 D.无法确定
解析:由质量守恒定律可知,m(A)+m(B)=m(C),则m(B)=8.5 g7 g=1.5 g。由化学方程式可知,1 mol A和3 mol B完全反应生成2 mol C,则A、B、C的摩尔质量之比为=28︰2︰17。
B
9.某金属氯化物MCl2的质量为40.8 g,其中含有0.6 mol Cl-,则金属M的摩尔质量为 (　 　)
A.65 g·mol-1 B.24 g·mol-1
C.40 g·mol-1 D.56 g·mol-1
A
解析:每个MCl2中含有2个Cl-,因此MCl2的物质的量n(MCl2)==0.3 mol,m(MCl2) =40.8 g,M(MCl2)==136 g·mol-1, M(M)=M(MCl2)2×M(Cl)=136 g·mol-135.5 g·mol-1 ×2=65 g·mol-1。
10.若50滴水正好是m mL,水的密度为1 g·mL-1,则1滴水所含的分子数是(　 　)
A.m×50×6.02×1023
B.
C.
D.
B
解析:50滴水的质量为m mL×1 g·mL-1=m g,则1滴水的质量为 g,1滴水的物质的量为 mol,所含分子数为×6.02×1023,故B正确。
11.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是(　 　)
A.1 mol NH4Cl中含有的离子数目为2NA
B.1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数目为0.5NA
C.含107 g Fe(OH)3的胶体中Fe(OH)3胶体粒子的数目为NA
D.1 mol Na与足量O2反应生成Na2O或Na2O2,失去电子数目均为NA
C
解析:1 mol NH4Cl中含有1 mol N和1 mol Cl-,总离子数为2NA,A正确;2 mol NaHCO3完全分解生成1 mol CO2,1 mol NaHCO3完全分解生成0.5 mol CO2,数目为0.5NA,B正确;107 g(1 mol)Fe(OH)3形成的胶体中,胶体粒子是多个Fe(OH)3分子的集合体,胶体粒子数目远小于NA,C不正确;无论生成Na2O还是Na2O2,1 mol Na均失去1 mol电子(每个Na失去1个电子),数目为NA,D正确。
12.等质量的CH4和NH3相比,下列结论错误的是(　 　)
A.分子个数之比为17︰16
B.原子个数之比为17︰16
C.氢原子个数之比为17︰12
D.电子个数之比为17︰16
B
解析:CH4和NH3的摩尔质量分别为16 g·mol-1、17 g·mol-1,等质量时二者的物质的量之比为17︰16,故分子个数之比为17︰16,A正确;等质量时CH4和NH3的原子个数之比为(17×5)︰(16×4)=85︰64,B错误;等质量时CH4和NH3的氢原子个数之比为(17×4)︰(16×3)=17︰12,C正确;1个CH4和1个NH3均含10个电子,故等质量时二者所含电子数之比为17︰16,D正确。
13.(8分)2025年成都世界运动会是第十二届世界运动会,本届运动会坚决对兴奋剂问题“零容忍”。苯丙胺是一种常见的兴奋剂,它的分子式为C9H13N。
(1)苯丙胺的摩尔质量为_______________。
解析:C9H13N的相对分子质量为12×9+1×13+14×1=135,故其摩尔质量为135 g·mol-1。
(2)0.5 mol苯丙胺分子中约含有______________个氢原子。
解析:由分子式知,每个苯丙胺分子含有13个氢原子,因此0.5 mol苯丙胺分子中含有0.5 mol×13=6.5 mol氢原子,则氢原子的数目约为3.913×1024。
135 g·mol-1
3.913×1024
(3)270 g苯丙胺的物质的量是__________,其中含有碳元素的质量是__________。
解析:n==2 mol,则含有的碳原子的物质的量为2 mol×9=18 mol,因此含有碳元素的质量为18 mol×12 g·mol-1=216 g。
(4)苯丙胺分子中碳、氢、氮原子的物质的量之比为____________,质量之比为______________。
解析:原子个数之比等于物质的量之比,由苯丙胺的分子式知,苯丙胺分子中碳、氢、氮原子的物质的量之比为9︰13︰1,质量之比为(9 mol×12 g·mol-1)︰(13 mol×1 g·mol-1)︰(1 mol×14 g·mo)=108︰13︰14。
2 mol
216 g
9︰13︰1
108︰13︰14
14.(8分)设NA为阿伏加德罗常数的值,请完成以下有关计算。
(1)6.02×1022个OH-中含有______ mol质子,__ mol电子。
解析:1个OH-中有9个质子,6.02×1022个OH-中含有×9=0.9 mol质子;1个OH-中有10个电子,6.02×1022个OH-中含有×10=1 mol电子。
(2)1.204×1024个H2S分子中所含硫原子的质量为________。
解析:1.204×1024个H2S分子中所含硫原子的质量为×32 g·mol-1=64 g。
0.9
1
64 g
(3)常温常压下,160 g的SO3中含有的原子数为____。
解析:SO3的摩尔质量为80 g·mol-1,常温常压下,160 g的SO3中含有原子的物质的量为×4=8 mol,故原子数为8NA。
(4)SO2和O2在一定条件下可发生反应:2SO2+O2 2SO3,现有a mol SO2和b mol O2充分反应后,硫原子与氧原子的个数比为________________。
解析:根据原子个数守恒,a mol SO2和b mol O2充分反应后,硫原子与氧原子的个数比等于物质的量比,为a mol︰(2a mol+2b mol)=a︰(2a+2b)。
8NA
a︰(2a+2b)
(5)在25 ℃、101 kPa的条件下,等质量的CH4和A气体的分子数之比为15︰8,则A的摩尔质量为_____________。
解析:设CH4和A气体的质量均为m g,可得关系式:,解得MA=30 g·mol-1。
30 g·mol-1
15.(8分)物质的量是高中化学常用的物理量,请回答下列问题。
(1)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是__________。
解析:该物质中Al3+和S的物质的量之比为2︰3,则含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是0.6 mol。
(2)________ mol H2O2所含原子数与0.2 mol H3PO3所含原子数相等。
解析:两物质所含原子数相等,则原子的总物质的量相等,0.2 mol H3PO3含1.4 mol原子,则与0.2 mol H3PO3所含原子数相等的H2O2的物质的量为 mol=0.35 mol。
0.6 mol
0.35
(3)3.4 g NH3所含原子的物质的量为______________,含有的质子个数为____(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
解析:3.4 g NH3所含原子的物质的量是×4=0.8 mol,含有的质子的物质的量为×10=2 mol,个数为2NA。
(4)三种盐混合溶液中含有0.2 mol Na+、0.25 mol Mg2+、0.4 mol Cl-和S,则S的物质的量为________________。
解析:设S的物质的量为x,则0.2 mol+0.25 mol×2=0.4 mol+2x,解得x=0.15 mol,则S的物质的量为0.15 mol。
0.8 mol
2NA
0.15 mol
(5)某离子反应中涉及H2O、ClO-、N、H+、N2、Cl-六种粒子。其中ClO-、N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是__(填字母)。
a.该反应的氧化剂是ClO-
b.消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子
c.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2︰3
d.当生成14 g N2时,消耗的ClO-为1.5 mol
e.氧化性:ClO->N
c
解析:由图像可知,反应过程中ClO-为反应物,N2为生成物,根据反应过程中原子守恒可知,Cl-、H2O、N2为生成物,ClO-、N为反应物,反应过程中Cl元素化合价由+1降低至1,N元素化合价由3升高至0,根据得失电子守恒、原子守恒以及电荷守恒可知,反应离子方程式为3ClO-+2N
3Cl-+3H2O+N2↑+2H+。反应中Cl元素化合价降低,因此氧化剂为ClO-,故a正确;反应中还原剂为N,N元素化合价由3升高至0,因此每消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子,故b正确;由上述分析可知,反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比3︰2,故c错误;由上述分析可知,生成14 g N2时,即n(N2)==0.5 mol时,消耗的ClO-为1.5 mol,故d正确;氧化剂是ClO-、还原剂是N,氧化性:ClO->N,故e正确。
Thank you
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