1、第二节 化学计量在实验中的应用 第1课时 物质的量的单位摩尔 概念认知自主学习一、物质的量的单位摩尔1物质的量 2摩尔 3阿伏加德罗常数 (1)1 mol H、1 mol H、1 mol H2 的含义一样吗？为什么？能说 1 mol 大米吗？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；mol 后面只能是分子、原子等微观粒子，不能是大米等宏观物质。(2)(情境思考)唐僧师徒四人在学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习后根据个人学习体会，对物质的量这一概念展开了热烈的讨论。以下是四人的谈话记录。你认为谁的观点是错
2、误的？提示：物质的量是只能用来描述微观粒子多少的物理量，而质量是既可描述微观物质又可描述宏观物质多少的物理量，两者不可相互替代，所以孙悟空的描述是错误的。(3)(教材二次开发)教材中描述“阿伏加德罗常数，符号为 NA，通常用 6.021023 mol1表示”，那么能否说“阿伏加德罗常数就是 6.021023”？提示：不能。阿伏加德罗常数是 1 mol 物质所含的微粒数目，它不是一个纯数值，单位为 mol1，而 6.021023 是阿伏加德罗常数的近似值，是一个纯数值。二、摩尔质量(1)2 mol O2 的质量是 64 g，故 O2 的摩尔质量是 64 gmol1 对吗？为什么？提示：不对。对某
3、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 gmol1。(2)(情境思考)如图，每瓶矿泉水 500 mL，质量为 500 g，你能计算出一瓶水中大约含有多少个水分子吗？提示：首先根据 nm/M 计算出一瓶水的物质的量：n500 g/18 gmol127.8 mol，再由 NnNA 就可计算出一瓶水含有的水分子数 N27.8 mol6.021023 mol11.671025。能力形成合作探究知识点一 有关物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的正确理解1物质的量“四化”专有化“物质的量”四个字是一个整体，不能拆开，也不能添字。如
4、不能说成“物质量”或“物质的数量”等微观化只用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合，如NaCl；不能表示宏观的物质，如大米具体化必须指明具体粒子的种类，常用化学式表示，如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”等；不能说“1 mol 氧”集体化物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体，如1 mol NaCl，0.5 mol H2SO42.阿伏加德罗常数“三量”3摩尔质量“三性”(1)(情境思考)2020 年，全球很多国家都出现了新型冠状病毒疫情。疫情期间，次氯酸钠(NaClO)是常用的消毒剂。1 mol NaClO 的质量为_g。(
5、宏观辨识与微观探析)提示：74.5(2)(情境应用)“瑞雪兆丰年”，下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。“1 mol CH3COOK 含有 1 mol 钾元素”，“1 mol CH3COOK 约含有 36.021023 个 H”的表达是否正确？(宏观辨识与微观探析)提示：元素是一个宏观概念，不能用物质的量表示，“1 mol CH3COOK 含有 1 mol钾元素”错误；1 mol CH3COOK 含有 3 mol H，所以 1 mol CH3COOK 约含有36.021023 个 H，正确。【典例】(2020南充高一检测)下列叙述中，正确的是()A阿伏加德罗
6、常数的符号为 NA，其近似值为 6.021023B.等物质的量的 O2 与 O3，所含氧原子数相同C在 0.5 mol Na2SO4 中，含有的 Na数约是 6.021023D.O2 和 O3 的摩尔质量都为 16 gmol1【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)阿伏加德罗常数有单位。(2)摩尔质量以 gmol1 为单位时，与微粒的相对原子(分子)质量数值上相等。(3)明确物质的组成，看清描述的微粒种类。【解析】选 C。阿伏加德罗常数用 NA 表示，有单位，其近似值为 6.021023 mol1，A 错误；等物质的量的 O2 与 O3 所含氧原子数之比为 23，B 错误；0.5 mol N
7、a2SO4中含有 1 mol Na，个数约为 6.021023，C 正确；O2 和 O3 的摩尔质量分别为 32 gmol1、48 gmol1，D 错误。【母题追问】(1)上题 B 项等物质的量的 O2 与 O3 的质量之比是_。提示：23。等物质的量的 O2 与 O3 所含氧原子的物质的量之比为 23，则质量之比也为 23。(2)上题 C 项 Na2SO4 含有离子的物质的量为_。提示：1.5 mol。1 个 Na2SO4 中含有 2 个 Na和 1 个 SO24，则 0.5 mol Na2SO4 中含有离子的物质的量为 0.5 mol31.5 mol。水是生命之源。了解水的组成也是化学学习
8、的内容之一。下列有关说法正确的是()A1 mol H2O 约含有 6.021023 个氢原子BH2O 的摩尔质量是 18 gC1 mol O2 的质量是 32 g，含有的氧原子数为 2 NAD2 NA 个 H2O 的摩尔质量为 36 gmol1【解析】选 C。A 项 1 mol H2O 含有 2 mol 氢原子约 26.021023 个氢原子；B 项摩尔质量的单位为 gmol1；D 项摩尔质量与物质的量的多少无关，错误。【加固训练】1(2020青岛高一检测)下列说法正确的是()A物质的量是一个基本物理量，表示物质所含粒子的多少B1 mol 氢中含有 2 mol 氢原子和 2 mol 电子C1
9、mol H2O 的质量等于 NA 个水分子质量的总和(NA 表示阿伏加德罗常数)D摩尔表示物质的量的数量单位【解析】选 C。A 项，物质的量是一个基本物理量是对的，但物质的量不是表示物质所含粒子的多少，而是表示物质所含一定数目的粒子集合体的多少。B 项，在用物质的量表示物质的多少时，必须用“数字单位(mol)化学式”的形式来表示，“1 mol氢”表示方法错误。C 项，1 mol H2O 中含 NA 个水分子，1 mol H2O 的质量就等于 NA个水分子质量的总和，结论正确。D 项，摩尔是物质的量的单位，不是数量单位。2.利用太阳能等可再生能源分解水制氢，是实现绿色氢能经济的必由之路，也是未来
10、氢燃料电池的氢源发展方向。2019 年，中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和太阳能研究部李灿院士团队开发出新一代电解水催化剂，达到目前已知的规模化电解水制氢的最高效率。若光解 0.02 mol 水：(1)生成 H2 的质量为_；(2)可生成氢的原子数为_；(3)生成 O2 的物质的量为_；(4)生成 H2 的量理论上等于_ mol Fe 与稀硫酸反应产生 H2 的量。【解析】根据 2H2O=光解 2H2O2，光解 0.02 mol 水，可产生 0.02 mol H2 和 0.01 mol O2；生成 H2 的质量为 0.04 g；可生成氢的原子数为 2.4081022 个；0.02
11、 mol Fe与稀硫酸反应产生 0.02 mol H2。答案：(1)0.04 g(2)2.4081022 个(3)0.01 mol(4)0.02知识点二 物质的量、质量、微粒数目之间的计算关系 质量、摩尔质量与物质的量之间的计算关系(情境应用)铅笔距今已有四百多年的历史，制造铅笔芯的主要原料是石墨和黏土，所以铅笔芯无毒。如果用铅笔写一个字消耗的石墨质量约为 1103 g。那么一个铅笔字含有的碳原子数为多少？提示：一个铅笔字含有的碳原子数为 N(C)n(C)NA1103 g12 gmol1 6.021023 mol151019。【典例】下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是()A0.3 mo
12、l O2 和 0.3 mol H2OB6.021023 个 CO2 与 0.1 mol KMnO4C0.1 mol CuSO45H2O 和 0.1 mol C6H12O6D0.1 mol H2SO4 和 0.4NA 个 H2O【解题指南】做有关物质的量的计算时要注意两点：(1)明确分子与原子或离子的数量关系；(2)看清题目中所要求的是粒子的物质的量还是数量。【解析】选 D。0.3 mol O2 含有氧原子 0.6 mol，0.3 mol H2O 含有氧原子 0.3 mol,A项不相等；6.021023 个 CO2 含有氧原子 2 mol,0.1 mol KMnO4 含有氧原子 0.4 mol,
13、B项不相等；0.1 mol CuSO45H2O 含有氧原子 0.9 mol,0.1 mol C6H12O6 含有氧原子 0.6 mol,C 项不相等；D 项中 0.1 mol H2SO4 中含氧原子 0.4 mol，在 0.4NA 个 H2O 中氧原子也为 0.4 mol。【母题追问】(1)0.1 mol CuSO45H2O 中所含氧原子的物质的量是多少？提示：1 个 CuSO45H2O 中含有 459 个氧原子，所以 0.1 mol CuSO45H2O 中所含氧原子的物质的量是 0.190.9 mol。(2)相同质量的 H2SO4 和 H3PO4 所含氧原子数的比值是多少？提示：硫酸和磷酸摩
14、尔质量都是 98 gmol1，二者质量相同则物质的量相等，每个分子都含有 4 个氧原子，即相同质量的 H2SO4 和 H3PO4 所含氧原子数相同，比值为11。CH4 是 21 世纪的重要能源，NH3 是重要的工业原料，请回答下列问题。现工业生产中需要一定量的 CH4 和 NH3：(1)若有等物质的量的两种气体，试完成下表：质量比分子个数比原子个数比氢原子个数比CH4NH3(2)若有等质量的两种气体，试完成下表：物质的量之比分子个数比原子个数比氢原子个数比CH4NH3【解析】(1)因物质的量相同，故其质量之比等于摩尔质量之比，为 1617；物质的量相同，故分子数相同，分子个数比为 11；1 m
15、ol CH4 含有 5 mol 原子(1 mol C4 mol H)，1 mol NH3 含有 4 mol 原子(1 mol N3 mol H)，原子个数比为 54，氢原子个数比为 43。(2)若质量均为 m g，CH4 和 NH3 的物质的量比为(m/16)(m/17)1716；分子个数比为 1716；原子个数比为(175)(164)8564；氢原子个数比为(174)(163)1712。答案：(1)1617 11 54 43(2)1716 1716 8564 1712【加固训练】1等质量的下列物质含分子数最多的是()AH2 BO2 CNH3 DCO2【解析】选 A。等质量时，物质的分子数与物
16、质的摩尔质量成反比，即物质的摩尔质量越大，物质的量越小，则分子数越少，四种物质中氢气的摩尔质量最小，则等质量时，氢气的物质的量最大，分子数最多。2现有 CO、CO2、O3(臭氧)三种气体，它们分别都含有 1 mol 氧原子，则三种气体的物质的量之比为()A111 B123C321 D632【解析】选 D。含 1 mol 氧原子，所需 CO、CO2、O3 的物质的量分别为 1 mol、12 mol、13 mol，故三种气体的物质的量之比为 632。三言两语话重点1物质的量的单位摩尔(1)1 mol 粒子集合体所含的粒子数与 0.012 kg12C 所含的碳原子数相同。(2)使用时的注意事项。计量
17、对象：微观粒子。指代要明确：如 1 mol O2。2牢记 1 个关系：摩尔质量(以 gmol1 为单位)数值上等于相对分子(原子)质量。3熟记 1 个数值：NA6.021023 mol1。4掌握 1 组公式：nmM NNA。学情诊断课堂检测1(教材二次开发教材习题改编)下列说法正确的是()A2 mol 的盐酸 B0.1 mol 氢C0.3 mol HCl D4 mol 的氧元素【解析】选 C。A 项，盐酸为 HCl 的水溶液，2 mol 的盐酸的表示是错误的；B 项，氢指氢原子还是氢分子，不明确，故错误；摩尔只能计量微观粒子，不能计量宏观物质，C 正确，D 错误。【加固训练】2018 年 11
18、 月 13 日至 16 日，第 26 届国际计量大会在巴黎召开。这次，对物质的量的单位摩尔的定义进行了修改。摩尔来源于拉丁文 moles，原意为大量、堆积，是在 1971 年10月有41个国家参加的第14 届国际计量大会决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。下列对于“摩尔”的理解正确的是()A1 mol 任何物质所含有的原子数都相同B摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为 molC摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来D国际上规定，0.012 kg 12C 中所含有的碳原子数目为 1 摩【解析】选 B。不同物质分子中所含有的原子个数不一定相同，A 错误；物质的量是一个物理量，摩
19、尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量把宏观物质与微观粒子联系起来。0.012 kg 12C 中所含有的碳原子数目是阿伏加德罗常数。B 正确，C、D 错误。22021 年 4 月 29 日 11 时 23 分，长征五号 B 遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空，天和核心舱是中国空间站“天宫”的组成部分。卫星的发射需要用到运载火箭，偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大能量，可作为航天运载火箭的推动力来源。下列叙述中正确的是()A.偏二甲肼的摩尔质量为 60 gB6.021023 个偏二甲肼分子的质量为 60 gC1 mol 偏二甲肼的质量为 60 gm
20、ol1D6 g 偏二甲肼含有 NA 个偏二甲肼分子【解析】选 B。偏二甲肼的摩尔质量为 60 gmol1，A 错误；6.021023 个偏二甲肼分子的物质的量为 1 mol，其质量为 1 mol60 gmol160 g，B 正确；1 mol 偏二甲肼的质量为 60 g，C 错误；6 g 偏二甲肼的物质的量为6 g60 gmol1 0.1 mol，含有偏二甲肼分子的数目为 0.1 molNA mol10.1NA，D 错误。3(2020松原高一检测)下列物质中，摩尔质量最大的是()A.10 mL H2O B0.8 mol H2SO4C54 g Al D1 g CaCO3【解析】选 D。本题考查的是
21、摩尔质量的大小，不是质量的大小，故对于纯净物来讲，其摩尔质量的大小是不变的，与其质量多少无关，摩尔质量在数值上与其相对分子(或原子)质量相等，A、B、C、D 中四种物质的摩尔质量分别为 18 gmol1、98 gmol1、27 gmol1、100 gmol1，摩尔质量最大的是 D 项。4已知 a mol H2 和 b mol NH3 所含的原子数相等，则 ab 的值为()A11 B12 C21 D任意比【解析】选 C。a mol H2 所含原子总数为 2aNA，b mol NH3 所含原子总数 4bNA，2aNA4bNA，ab21。故 C 正确。【加固训练】下列有关摩尔质量的描述或应用，错误的
22、是()A1 mol OH的质量为 17 gB二氧化碳的摩尔质量为 44 gmol1C铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量D一个钠原子的质量等于236.021023 g【解析】选 C。A 选项 OH的摩尔质量为 17 gmol1，所以 1 mol OH的质量为 17 g，正确；B 选项二氧化碳的相对分子质量是 44，摩尔质量为 44 gmol1，正确；C 选项没有指出在数值上相等，错误；D 选项中运用 1 mol Na 的质量等于 23 g，1 mol Na的个数约为 6.021023 个，由 D 中计算式求得每个钠原子的质量，正确。5在、处的横线上填上适当的内容。_ _ _ _【解析】1 mo
23、l 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 NnNA2 NA26.0210231.2041024；CO(NH2)2 的相对分子质量为 60，故其质量 mnM2 mol60 gmol1120 g。答案：2 NA(或 1.2041024)120 g 2 8素养新思维6感受阿伏加德罗常数假若有 6.021023 粒小米，我们把全国的 14 亿人口不分老幼都动员起来数这些米粒，按每人每秒钟数一粒，不吃不喝不睡来计算时间，数完 6.021023 粒小米，一共要用掉约 1 360 万年的时间！一个水分子的直径约
24、为 41010 m，将 6.021023 个水分子一个接一个地排列起来，就大约有 2.41011 km 的长度，约能绕地球赤道 600 万圈。可见，6.021023 是一个非常巨大的数，用它作衡量物质的物质的量多少的基准，1 mol 物质中所含的微粒数量是相当巨大的，所以物质的量只用于描述微观粒子，不能用于宏观物体的描述。(1)0.5 mol H2O 含有的分子数为_个，原子数_个，质子数_个。(2)含有氢原子数相同的 H2O 和 C2H4 分子数之比是_。(3)9.031023 个氨分子含_ mol NH3，_ mol 氢原子，_ mol 电子。【解析】(1)一个水分子含有 10 个质子，质子数为 3.011024。(2)若氢原子数为 4 个，则 H2O 为 2 个，C2H4 为 1 个，分子数之比是 21。(3)根据 nN/NA，可知 9.031023 个氨分子即 1.5 mol NH3，所以含 4.5 mol 氢原子，1 个 NH3 中含有 10 个电子，所以 1.5 mol NH3 含有 15 mol 电子。答案：(1)3.011023 9.031023 3.011024(2)21(3)1.5 4.5 15
