1、第三节 物 质 的 量 第1课时 物质的量的单位摩尔 概念认知自主学习一、物质的量及其单位1物质的量：(1)物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的_，符号为_。(2)单位：物质的量的单位为摩尔，简称摩，符号为_。1 mol粒子集合体所含的粒子数约为_。2阿伏加德罗常数：(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数，符号是_，单位是_。NA_。(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系：_。ANnN集合体nmol6.021023NAmol16.021023 mol1【小结】mol可以计量所有微观粒子(包括_等)，如1 mol Fe、1 mol O2、1 mol OH、1 mol e等
2、。不能计量宏观粒子，如不能说1 mol大米。用mol作单位时，必须指明粒子种类，且粒子种类要用化学式或粒子符号。如：1mol H2是正确的而1 mol氢是错误的。原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子二、摩尔质量(按要求填表)物质H2OAl物质的量1 mol0.5 mol1 mol2 mol质量18 g9 g27 g54 g质量与物质的量的比值_18182727【小结】(1)摩尔质量 (2)1 mol任何粒子或物质的质量以克为单位时，其数值都与该粒子或物质的 _。相对原子质量或相对分子质量相等【概念理解】1判断下列说法是否正确：(1)“物质的量”是一个物理量，“物质的量”就是“物质量”或“
3、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 CO23的质量为 60 g。()提示：CO23的摩尔质量是 60 gmol1，即 1 mol CO23的质量为 60 g。(3)1 mol O2 中约含有 6.021023 个原子。()提示：氧气是双原子分子，1 mol O2 中约含有 26.021023 个原子。(4)阿伏加德罗常数就是 6.021023。()提示：阿伏加德罗常数是 1 mol 任何粒子所含的粒子数，约为 6.021023 mol1。2(1)9 g H2O 的物质的量为_，含有的氢原子数为_。(2)3.011023 个 H2SO4 分子的物
4、质的量为_，质量为_。答案：(1)0.5 mol 6.021023(或 NA)(2)0.5 mol 49 g3教材中描述“1 mol 粒子集合体所含的粒子数约为 6.021023”。1 mol 任何粒子含有的原子数都相等吗？举例说明。提示：不一定。如 1 mol O2 和 1 mol N2 含有的原子数相等，但 1 mol O2 和 1 mol O3含有的原子数不相等。4.如图为矿泉水，每瓶水 500 ml 质量为 500 g，你能计算出一瓶水中含有多少个水分子吗？提示：首先根据 nmM 计算出一瓶水的物质的量：n500 g18 gmol1 27.8 mol，再由 NnNA 就可计算出一瓶水含
5、有的水分子数 N27.8 mol6.0210231.671025。能力形成合作探究物质的量有关概念的理解 下列表格中列举了几种物质对应的物理量：粒子 符号物质的量(mol)所含微粒数(N)每个微粒的 质量(g)质量(g)相对原子 或相对 分子质量12C16.0210231.99310231212O16.0210232.65710231616Fe16.0210239.30210235656Cu16.0210231.06310226464H2O16.0210232.99010231818物质的量有关概念的理解根据上表数据进行分析。(1)1 mol 任何物质含有的粒子数是否相等？含有的分子数都约为
6、6.021023 个吗？提示：相等，不一定。1 mol 任何物质含有的粒子数相等。但并不是所有物质都含分子，如铁、铜、氯化钠等不含分子。(2)1 mol 任何物质含有的原子数是否相等？提示：不一定。如 1 mol 12C 含有原子数为 6.021023，1 mol H2O 含有原子数为36.0210231.8061024。(3)1 mol 不同物质的质量是否相等？数值上与相对分子质量或相对原子质量是什么关系？提示：不相等，相等。1 mol 不同物质的质量在数值上等于其相对分子(原子)质量。(4)1 mol 氢、1 mol H、1 mol H、1 mol H2 的表示是否正确？含义是否相同？提示
7、：“1 mol 氢”的表示错误。1 mol H、1 mol H、1 mol H2 分别表示 1 mol 氢原子、1 mol 氢离子、1 mol 氢分子，含义不同。(5)2 mol H2O 的摩尔质量是 1 mol H2O 的摩尔质量的 2 倍吗？为什么？提示：不是。物质的分子组成确定，其摩尔质量就是个确定的值。1对基本概念的理解：物质的量“物质的量”四个字是一个整体，不能添字、漏字或换字，如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等摩尔只能用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、电子、质子、中子等，也可以是这些微粒的特定组合，如1 mol NaOH阿伏加德罗常数NA的基准是1 mol粒子集
8、合体所含的粒子数约为6.021023，表示微观粒子数目时，可以用NA来表示，也可以用6.021023 mol1表示，如1 mol O2中含有氧分子数为NA个或6.021023个摩尔质量(1)适用于任何微观粒子(2)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量(3)以gmol1为单位时数值上等于物质的相对原子(分子)质量(单位为1)，等于1 mol物质的质量(单位：g)2使用物质的量和阿伏加德罗常数时的注意事项：(1)使用摩尔时，必须指明微粒的种类。如 1 mol H2 中含有 2 mol H，含 1 mol H 的H2 的物质的量为 0.5 mol。其标准的写法是数字mol化学式，例如 2 mol H
9、Cl即表示 2 mol 的氯化氢分子。(2)阿伏加德罗常数应是一个准确的数值。2018 年 11 月 16 日，国际计量大会通过决议，将 1 摩尔定义为“精确包含6.022 140 761023 个原子或分子等基本单元的系统的物质的量”。同时修改了阿伏加德罗常数为 6.022 140 761023，而不再是原来的 0.012 kg 12C 具有的碳原子数称为 1 mol。在实际计算中，我们一般将阿伏加德罗常数取为 6.021023mol1。【易错提醒】使用物质的量、摩尔质量时常出现的错误用物质的量描述宏观物质。描述的对象不明确。如 1 mol 氮的表示方法错误，应指明对象，如 1 mol N2
10、 表示 1 mol 氮分子，1 mol N 表示 1 mol 氮原子。换算错误。如 1 mol CH4 中含有 4 mol H，而不是 1 mol H。将摩尔质量与质量的单位混淆。【思考讨论】(1)“1 mol 小米”，“1 mol 氯”的说法正确吗？提示：物质的量不能表示宏观物质。“1 mol 氯”指代不明。(2)阴、阳离子的摩尔质量在数值上也等于其相对原子质量，对吗？提示：阴、阳离子摩尔质量以 gmol1 为单位时，数值上等于其相对原子质量。(3)1 mol 任何粒子集合体都约含有 6.021023 个粒子，那么微粒的摩尔质量就是1 mol 该微粒的质量，这种说法对吗？为什么？提示：不对。
11、摩尔质量的单位是 gmol1，物质的质量单位是 g，二者的意义不同。【典例】下列关于物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的叙述正确的是()A阿伏加德罗常数是指 1 mol 物质中所含有的原子数BCO2 的摩尔质量是 44 gC0.5NA 个氯气分子的物质的量就是 0.5 molD1 mol 任何物质都含有 6.021023 个分子【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)明确物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数及其单位的含义。(2)微粒数目不等于原子数目。【解析】选 C。阿伏加德罗常数是指 1 mol 物质中含有的粒子数，A 错误；CO2的摩尔质量是 44 gmol1，B 错误；0.5NA 个氯
12、气分子的物质的量就是 0.5 mol，C正确；构成物质的基本粒子有分子、原子和离子，并非任何物质都是由分子构成的，D 错误。(1)0.5 mol CO2 中含 CO2 分子数与原子数各为多少？(关键能力探究与创新)提示：分子数：0.5 mol6.021023 mol13.011023；原子总数：3.01102339.031023。(2)NA 个氯气分子的质量是多少？(关键能力分析与推测)提示：71 g。NA 个氯气分子的物质的量就是 1 mol。【易错提醒】(1)6.021023 是个纯数值，没有任何物理意义，它与阿伏加德罗常数(NA)的关系应理解为 6.021023 是阿伏加德罗常数(NA)
13、的数值的近似值。(2)摩尔质量的“三性”等值性：摩尔质量只有以 gmol1 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 gmol1 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 gmol1。确定性：对于指定的物质来说，其摩尔质量的值是一个定值，不随物质的物质的量多少而改变。(3)摩尔质量与温度、压强、物质的量多少无关。1下列说法中正确的是()A1 mol OH的质量是 17B二氧化碳的摩尔质量是 44 gC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【
14、解析】选 D。1 mol OH的质量为 m(OH)n(OH)M(OH)1 mol17 gmol117 g，A 错误；摩尔质量的单位为 gmol1，B 错误；摩尔质量的单位为 gmol1，而相对分子质量或相对原子质量的单位为 1，所以两者不能构建等式关系，C 错误；1 mol Na 的质量为 23 g，故 1 个钠原子的质量为236.021023 g，D 正确。2水是生命之源。了解水的组成也是化学学习的内容之一。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 N
15、A 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。【补偿训练】2020 年 8 月 23 日 10 时 27 分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号05星送入预定轨道。长征 2号火箭系列采用最常见的液体推进剂，主要成分为偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)。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。(1)偏二甲肼的摩尔质量是多少？提示：物质的
16、摩尔质量(单位为 gmol1)的数值与相对分子质量相等，故偏二甲肼的摩尔质量应为 60 gmol1。(2)6.021023 个偏二甲肼分子的质量约为多少？提示：6.021023 个偏二甲肼约为 1 mol，其质量约为 60 g。(3)6 g 偏二甲肼含有偏二甲肼分子数是多少？提示：6 g 偏二甲肼的物质的量为 6 g60 gmol10.1 mol，含有的分子数为0.1NA。物质的量、物质的质量、微粒数目之间的计算关系20 世纪 80 年代，物理学家们发现了一种新的陶瓷材料，其可以在零下 200 摄氏度左右的环境下实现超导性，也因此被称作“高温超导体”。这些陶瓷材料中有一种是钇钡铜氧化物(如图)
17、，其化学组成为 YBa2Cu3O7，这是一种最有前景的超导材料，未来或可应用于超导电缆，马达以及发电机等设备。探究氧化还原反应电子转移的表示方法(1)66.7 g 该超导陶瓷的物质的量是多少？(相对原子质量为 Y：89，Ba：137，Cu：64)提示：0.1 mol。n66.7 g667 gmol1 0.1 mol。(2)0.6 mol 该晶体中含有的氧原子数目是多少？提示：N(O)0.6 mol76.021023 mol12.531024。(3)0.6 mol 该晶体中含有的各原子的物质的量之比是多少？提示：1237。由 n NNA 知，n 与 N 成正比关系，物质的量之比等于原子个数之比。
18、1n NNA：(1)n、N、NA 三个量中，已知任意两项可求第三项。(2)求 N 时，概念性问题用 NA，数字性问题用 6.021023 mol1。(3)N 与 n 成正比，比较微粒数多少时只判断其 n 的大小即可。2nmM：m、n、M 三个量中，已知任意两项可求第三项。3.NNA mM：(1)N、NA、m、M 四个量中，已知任意三项可求第四项。(2)该等式中一般 NA、M 为已知，则 N 与 m 可互求。【特别提醒】物质与构成粒子的物质的量关系Na2CO32NaCO233O 1 mol 2 mol 1 mol 3 molH2SO42HS4O1 mol 2 mol 1 mol 4 mol【思考
19、讨论】(1)0.5 mol CO2 中含分子数与原子数各为多少？(宏观辨识与微观探析)提示：分子数：0.5 mol6.021023 mol13.011023；原子总数：3.01102339.031023。(2)9.031023 个 CO2 分子的物质的量、物质的质量分别是多少？(宏观辨识与微观探析)提示：n NNA 9.0310236.021023 mol1 1.5 molmnM1.5 mol44 gmol166 g。(3)9 g 水的物质的量、所含分子数目分别是多少？(宏观辨识与微观探析)提示：nmM 9 g18 gmol1 0.5 molNnNA0.5 mol6.021023 mol13.
20、011023。【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 mol 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
21、 含有氧原子 2 mol,0.1 mol KMnO4 含有氧原子0.4 mol,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。(1)0.1 mol CuSO45H2O 中所含氢原子的物质的量是多少？(关键能力分析与推测)提示：一个 CuSO45H2O 中含有 5210 个氢原子，所以 0.1 mol CuSO45 H2O 中所含氢原子的物质的量是 0.1 mol101 m
22、ol。(2)相同质量的 H2SO4 和 H3PO4 所含氧原子数的比值是多少？(关键能力分析与推测)提示：硫酸和磷酸摩尔质量都是 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。【易错提醒】解答微粒数目计算题易错点：(1)审清题干：看清题目要求是“正确的”还是“错误的”(2)查看微粒：看题干所叙述的微粒是原子还是分子、电子、质子等。(3)做出判断：已知物理量见“量”化“摩”计算对应物质的量计算微粒个数所求目标。1(2021杭州高一检测)下列说法正确的是()A28 g 氮约含有 6.021023
23、 个微粒B0.1 mol H2SO4 和 3.6 g H2O 所含有的氧原子的物质的量相同C1 mol Cl2 的质量是 71 g，含有的氯原子数为 2NAD2NA 个 H2SO4 的摩尔质量为 196 gmol1【解析】选 C。A 项未指出氮具体是什么微粒；0.1 mol H2SO4 中，n(O)0.4 mol，3.6 g H2O 中 n(O)3.6 g18 gmol1 10.2 mol，B 错误；D 项 2NA 个 H2SO4 的质量为196 g，摩尔质量仍然为98 gmol1。2填写下列空白：(1)3.011023 个 SO2 分子中含有氧原子的个数为_；SO2 气体的质量为_。(2)常
24、温常压下，92 g 的 NO2 气体含有的原子数为_(用 NA 表示阿伏加德罗常数的值)。(3)NO 和 O2 可发生反应：2NOO2=2NO2，现有 a mol NO 和 b mol O2 充分反应后氮原子与氧原子的个数比为_。【解析】(1)1 个 SO2 分子含有 2 个氧原子，则 3.011023 个 SO2 分子含有氧原子个数为 3.01102326.021023；该 SO2 气体的物质的量 n3.0110236.021023 mol1 0.5 mol，其质量 m0.5 mol64 gmol132 g。(2)92 g 的 NO2 气体含有的原子的物质的量为92 g46 gmol1 36
25、 mol，故所含原子个数为 6NA。(3)化学反应中原子进行了重新组合，但是原子的个数和种类没有改变。反应后氮原子与氧原子的个数比等于反应前氮原子与氧原子的个数比，即 a(a2b)。答案：(1)6.021023 32 g(2)6NA(3)a(a2b)【拔高题组】1相同质量的 SO2 和 SO3 所含氧原子的个数比为()A65 B56 C23 D32【解析】选 B。设两者质量均为 a g，a g SO2 含氧原子的个数(a g/64 gmol1)2NA(a/32)NA；a g SO3 含氧原子的个数(a g/80 gmol1)3NA(3a/80)NA；两者比值应为 56，B 项正确。2(2021
26、济宁高一检测)下列分子所含的原子数与 0.2 mol H2O 中所含原子数相同的是()A0.2 mol NH3B6.4 g O2C5.6 g CO D9.6 g O3【解析】选 D。0.2 mol H2O 含原子数为 0.6NA。A 项，原子数为 0.8NA；B 项，N(O)6.432 2NA0.4NA；C 项，N(原子)5.628 2NA0.4NA；D 项，N(O)9.6483NA0.6NA。【补偿训练】初学记中有这样的记载：汉代建武年间，长沙人晚间梦见一人，自称是三闾大夫(屈原的官名)，对他说：“你们祭祀的东西，都被江中的蛟龙偷去了，以后可用艾叶包住，用五色丝线捆好，蛟龙最怕这两样东西，这
27、样就不用担心再被蛟龙破坏了！”于是人们做成“粽子”，发展为端午节的食品。国家质检部门检出人们端午节包粽子的“返青粽叶”多以胆矾(化学式为CuSO45H2O)为添加剂，长期食用有害健康。(1)0.5 mol CuSO45H2O 的质量约为多少？提示：CuSO45H2O 的摩尔质量是 250 gmol1，0.5 mol CuSO45H2O 的质量是0.5 mol250 gmol1125 g。(2)25 g CuSO45H2O 中含有多少个硫原子？所含氧原子的质量是多少？提示：0.1NA 14.4 g。25 g 胆矾是 0.1 mol，含 0.1NA个硫原子；0.1 mol CuSO45H2O含 n(O)0.1 mol(45)0.9 mol，m(O)0.9 mol16 gmol114.4 g。