1、物质的量的单位摩尔(40分钟70分)一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分)1.下列说法正确的是()A.摩尔是一个基本物理量,表示物质所含粒子的多少B.1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子C.1 mol H2O的质量等于NA个H2O质量的总和(NA表示阿伏加德罗常数)D.摩尔是表示物质的数量的单位【解析】选C。摩尔是一个基本物理量物质的量的单位,表示物质所含一定数目粒子集合体的物理量,A错误;没有指明1 mol氢的哪种微粒,因此不能确定含有的原子数及电子数,B错误;1 mol H2O中含有NA个水分子,所以1 mol H2O的质量等于NA个H2O质量的总和,C正确;摩
2、尔是表示物质的量的单位,不是表示物质的数量的单位,D错误。【补偿训练】下列对于“摩尔”的理解正确的是()A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量B.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来C.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为molD.国际上规定,0.012 kg碳中所含有的碳原子数目为1 mol【解析】选C。物质的量是国际科学界建议采用的一种物理量,单位是mol,故A错;物质的量=物质的微粒数/阿伏加德罗常数,但要注意联系物质的宏观数量与微观粒子的是物质的量,摩尔只是表示物质的量的单位,故B错;摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol,故C正确;国际上规定,0.012 kg 12
3、C原子所含有的碳原子数目为1 mol,故D错。2.(2019洪湖高一检测)下列说法不正确的是()A.H2的摩尔质量是2 gB.1 mol NaCl的质量是58.5 gC.氧气的摩尔质量是32 gmol-1D.2 g H2含2 mol H【解析】选A。摩尔质量的单位是“gmol-1”,A项不正确,符合题意,C项正确,不符合题意;NaCl的摩尔质量是58.5 gmol-1,根据m=nM,可求出1 mol NaCl的质量为58.5 g,B项正确,不符合题意,2 g H2为1 mol,含H为2 mol,D项正确,不符合题意。3.下列说法不正确的是()A.硫酸的摩尔质量与6.021023个磷酸分子的质量
4、在数值上相等B.6.021023个N2和6.021023个O2的质量比等于78C.3.2 g O2所含的原子数目约为0.26.021023D.常温、常压下,0.56.021023个二氧化碳分子质量是44 g【解析】选D。H2SO4的摩尔质量为98 gmol-1,6.021023个H3PO4分子的质量为98 g,二者数值相等,A正确;6.021023个N2和6.021023个O2的质量比为二者的相对分子质量之比,即2832=78,B正确;3.2 g O2的物质的量为 =0.1 mol,含氧原子数约为0.126.021023,C正确;0.56.021023个CO2物质的量为0.5 mol,质量为0
5、.5 mol44 gmol-1=22 g,D不正确。4.在拉丁文中摩尔的本义是“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。以下关于物质的量的相关说法中不正确的是()A.物质的量是国际七个基本物理量之一。我们可以用熟悉的质量、长度等基本物理量的相关知识类比学习物质的量B.和12条毛巾是一“打”,60分钟是一个“小时”一样,化学家们规定了0.012 kg 12C中所含有的碳原子数为1“摩尔”,其数值恰好是6.021023C.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D.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”
6、思想,从而进入可称量范围,物质的量也体现了这一思想【解析】选B。6.021023只是一个实验值、近似值,不是精确值。物质的量的使用,不是化学家的专利,而是大众化的知识。其思维的方式虽然相当快捷,但也是很“大众化”的,很通俗易懂的,很“亲民”的。5.下列物质中,摩尔质量最大的是()A.10 mL H2OB.0.8 mol H2SO4 C.54 g AlD.1 g CaCO3【解析】选D。本题考查的是摩尔质量的大小,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 gmol-1
7、、98 gmol-1、27 gmol-1、100 gmol-1,摩尔质量最大的是D项。【易错提醒】对于任意确定的物质其摩尔质量是固定不变的,与此物质的质量或体积、物质的量等物理量无关。6.1.28 g某气体含有的分子数目为1.2041022,则该气体的摩尔质量为()A.64 gB.64C.64 gmol-1D.32 gmol-1【解析】选C。1.28 g该气体的物质的量n=0.02 mol,则该气体的摩尔质量M=64 gmol-1,C正确。7.(2019信阳高一检测)科学技术是人类进步的阶梯。最近,科学家发现一种化学式为H3的氢分子。1 mol H3和1 mol H2具有相同的()A.分子数B
8、.原子数C.质子数D.电子数【解析】选A。1 mol H3和1 mol H2分子数均为NA,原子数分别为3NA和2NA,质子数分别为3NA和2NA,电子数分别为3NA和2NA,故A正确。8.下列物质的量表述:1 mol H2、2 mol O、1.5 mol Mg2+、10 mol OH-、1.2 mol氯、3.3 mol N2、2 mol电子、3 mol氢气和氧气的混合气体,其中不正确的是()A.和B.和C.和D.只有【解析】选D。用摩尔表示物质的量时,要指明微粒的种类。“1.2 mol氯”没有指明是氯分子还是氯原子。9.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()A.1 mol OH
9、-所含电子数为10NAB.2 L 0.5 molL-1Na2SO4溶液中阴离子所带电荷数为0.2NAC.常温常压下,含有NA个氢原子的氢气的质量是2 gD.14 g由CO和N2组成的混合气体中含有的分子总数为NA【解析】选A。1个氢氧根离子中含有10个电子,1 mol OH-所含电子数为10NA,故A正确;硫酸钾溶液中的阴离子除了硫酸根离子外,还有氢氧根离子,故溶液中的阴离子所带的负电荷数大于2NA个,故B错误;含有NA个氢原子的氢气的物质的量是0.5 mol,质量是1 g,故C错误;由CO和N2组成的混合气体14 g中含有的分子总数为NA=0.5NA,故D错误。10.下列各组物质中含氧原子的
10、物质的量相同的是()A.0.3 mol O2和0.3 mol H2OB.0.1 mol H2SO4和3.6 g H2OC.0.1 mol MgSO47H2O和0.1 mol C12H22O11(蔗糖)D.6.021023个CO2与0.1 mol KMnO4【解析】选C。0.3 mol O2和0.3 mol H2O中,n(O)分别为0.6 mol和0.3 mol,A错误;0.1 mol H2SO4中,n(O)=0.4 mol,3.6 g H2O中n(O)=1=0.2 mol,B错误;0.1 mol MgSO47H2O中,n(O)为1.1 mol,0.1 mol C12H22O11中,n(O)也为
11、1.1 mol,C正确;6.021023个CO2中,n(O)=2=2 mol,0.1 mol KMnO4中n(O)=0.4 mol,D错误。【互动探究】(1)1.5 mol MgSO47H2O中所含的Mg2+、S的数目是多少?提示:1.5NA。每个MgSO47H2O含有Mg2+、S、H2O数目分别为1、1、7,故1.5 mol MgSO47H2O中所含Mg2+、S的数目分别是1.5 NA、1.5 NA。(2)0.2NA个H2SO4与19.6 g H3PO4含有的氧原子数相同吗?提示:相同。19.6 g H3PO4即为0.2NA,等物质的量的H2SO4与H3PO4含有相同的氧原子数。11.下列关
12、于0.2 mol硫酸铜晶体(CuSO45H2O)的说法中,错误的是()A.含有铜离子的数目为0.2NAB.含有结晶水的数目为NAC.含有氢原子的数目为2NAD.含有氧原子的数目为0.8NA【解析】选D。计算0.2 mol硫酸铜晶体中相关粒子的物质的量:铜离子的物质的量=0.2 mol,结晶水的物质的量=0.2 mol5=1 mol,氢原子的物质的量=0.2 mol10=2 mol,氧原子的物质的量=0.2 mol9=1.8 mol。12.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中不正确的是()A.常温常压下,8 g O2含有4NA个电子B.0.5 mol H2SO4含有的原子数目为3.5NAC.
13、17 g NH3所含的原子数目为NAD.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA【解析】选C。1个O2分子含有的电子数为16个,8 g O2的物质的量为0.25 mol,所以8 g O2含有的电子数为0.25 mol16=4 mol,A正确;0.5 mol H2SO4含有的原子数目为0.5 mol7NA=3.5NA,B正确;17 g NH3所含的分子数目为NA,原子数目为4NA,C错误;NO2、CO2都是一个分子中含有两个氧原子,D正确。二、非选择题(本题包括4小题,共34分)13.(10分)下列6种物质:H2C2H4H2OPH3CHCl3 H2SO4(1)当它们的分子数
14、相同时,含原子最少的是_(填序号,下同)。(2)当它们含有的分子数相同时,含氢原子最少的是_。(3)当它们含有的原子数相同时,含分子最多的是_。(4)当它们含有的氢原子数相同时,含原子最少的是_。(5)当它们含有的氢原子数相同时,含分子数目相同的是_。【解析】注意是原子还是分子,是“最多”还是“最少”。要注意组成1个分子原子数目的多少。答案:(1)(2)(3)(4)(5)14.(6分)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)常温常压下,92 g 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:2
15、NO+O22NO2,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_(用含a、b的代数式表示)。【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3.0110232=6.021023;该SO2气体的物质的量n=0.5 mol,其质量m=0.5 mol64 gmol-1=32 g。(2)92 g NO2气体含有的原子的物质的量为92 g46 gmol-13=6 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(a+2
16、b)。答案:(1)6.02102332 g(2)6NA(3)a(a+2b)15.(8分)(1)3.011023个氯气分子的物质的量是_。(2)1.5 mol Na2SO410H2O中所含Na+的物质的量是_,所含S的物质的量是_,所含H2O的数目是_。(3)一定量的Na2CO3中,碳原子和氧原子的物质的量之比为_。(4)0.5 mol NaOH中含有电子的物质的量是_,在_mol Na2CO3中所含Na+数目与上述0.5 mol NaOH所含Na+数目相等。【解析】(1)n=0.5 mol。(2)每个Na2SO410H2O含有Na+、S、H2O数目分别为2、1、10,故1.5 mol Na2S
17、O410H2O所含Na+、S物质的量分别是1.5 mol2=3 mol、1.5 mol,含H2O的数目为1.5 mol106.021023 mol-1=9.031024。(3)每个Na2CO3中含有一个碳原子和三个氧原子,所以碳原子和氧原子个数比为13。(4)每个NaOH所含电子数目为20,故0.5 mol NaOH中含10 mol电子。每个Na2CO3中含有2个Na+,所以0.5 mol NaOH含有0.5 mol Na+,而对应的Na2CO3的物质的量为 mol=0.25 mol。答案:(1)0.5 mol(2)3 mol1.5 mol9.031024(或15NA)(3)13(4)10 m
18、ol0.2516.(10分)(1)O2和O3是氧元素的两种单质。根据分子式回答。 等质量的O2和O3的物质的量之比为_,所含分子数之比为_,原子个数比为_。 (2)NO2和N2O4是氮元素的两种常见氧化物,常温下都是气体,它们之间在常温下就能相互转化,因而经常见到的是两种气体的混合物。现取46 g该气体,所含氮原子的物质的量为_,所含氧原子个数为_。 (3)已知三种物质NaCl、MgCl2、AlCl3分别溶于水,若溶液中的钠、镁、铝三种元素的质量比为23169。则:NaCl、MgCl2、AlCl3三种物质的物质的量之比为_;其中所含Cl-物质的量之比为_;若将三种溶液混合后n(Cl-)=1 m
19、ol,则三种溶质的质量为_。【解析】(1)n(O2)n(O3)=32,则分子数之比为32;N1(O)N2(O)= =11。 (2)由题意1 mol N2O4可看作是2 mol NO2,46 g NO2气体的物质的量为n=1 mol,故氮原子的物质的量为1 mol,氧原子的物质的量为2 mol,氧原子个数为2NA。 (3)溶液中钠、镁、铝三种元素的物质的量之比为n(Na)n(Mg)n(Al)= =321,即n(NaCl)n(MgCl2)n(AlCl3)=321,所含n(Cl-)之比为3(22)(13)=343,设n(NaCl)=3a mol,n(MgCl2)=2a mol,n(AlCl3)= a
20、 mol,由题意可得:3a mol+2a mol2+a mol3=10a mol=1 mol,故a=0.1。混合物质量m=0.3 mol58.5 gmol-1+0.2 mol95 gmol-1+0.1 mol133.5 gmol-1=49.9 g。答案:(1)32 3211(2)1 mol2NA(3)32134349.9 g(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)1.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NAB.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NAC.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NAD.0.5NA个
21、氯气分子的物质的量是0.5 mol【解析】选A。32 g O2的物质的量是1 mol,1 mol O2含有2 mol O,氧原子数目为2NA,A错误;每个水分子中含有3个原子,0.5 mol H2O中含有的原子数目为1.5NA,B正确;1 mol H2O中含有的水分子数目为NA,C正确;0.5NA个Cl2的物质的量为0.5 mol,D正确。【方法规律】解决有关阿伏加德罗常数问题的方法技巧(1)阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,这里的粒子指同种粒子,如1 mol O2中的分子数为NA,而1 mol O2中的氧原子数为2NA。(2)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子
22、、电子等),注意看清微粒的种类,常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。(3)阿伏加德罗常数有单位(mol-1),是一个准确值,而6.021023无单位,是一个纯数值。阿伏加德罗常数与6.021023的关系就像与3.14的关系,6.021023是阿伏加德罗常数的近似值,计算时通常使用这个近似值,而在叙述或定义“摩尔”的概念时要用“阿伏加德罗常数”来表示。2.2018年11月1日23时57分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第四十一颗北斗导航卫星。长征三号乙运载火箭用偏二甲肼(C2H8N2)为燃料,燃烧产生巨大能量,可作为航天运载火箭的
23、推动力。下列叙述中正确的是()A.偏二甲肼的摩尔质量为60 gB.6.021023个偏二甲肼分子的质量为60 gC.1 mol偏二甲肼的质量为60 gmol-1D.6 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 gmol-1,A错误;1 mol这种物质的质量为60 g,B正确,C错误;6 g偏二甲肼含有0.1NA个偏二甲肼分子,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)3.(9分)(2019安顺高一检测)(1)12.4 g Na2R含Na+0.4 mol,则Na2R的摩尔质量为_,R的相对原子质量为_。含R的质量为1.6 g的Na2R,其物质的量为_。(2)1
24、9 g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4 mol Cl-,则ACl2的摩尔质量是_,A的相对原子质量是_,ACl2的化学式是_。【解析】(1)根据电离方程式:Na2R2Na+R2-,将1 mol Na2R电离生成2 mol Na+,题目中有Na+0.4 mol,则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)=62 gmol-1, Mr(Na2R)=62,求得Mr(R)=62-223=16。已知m(R)=1.6 g,根据n=得n(R)=0.1 mol,则n(Na2R)=0.1 mol。(2)19 g某二价金属氯化物中含有0.4 mol Cl-,即19 g某二价金属氯化物的物质的量为0.2 m
25、ol,则M=95 gmol-1,A的相对原子质量为95-35.52 =24,即ACl2为MgCl2。答案:(1)62 gmol-1160.1 mol(2)95 gmol-124MgCl2【补偿训练】(1)1个12 C的质量是a kg,1个Na的质量是b kg,Na的摩尔质量是_(用含a、b的表达式表示)。(2)铝的相对原子质量为27,则其摩尔质量为_,若阿伏加德罗常数取6.021023 mol-1,则可估算一个铝原子的质量约为_g。(3) 将1.42 g Na2SO4溶于水中,要使每100个水分子中溶有1个Na+,则需水的质量为_g。【解析】(1)一个原子的实际质量与12C的质量的相比所得的数
26、值是相对原子质量,因此钠的相对原子质量是b kg(a kg/12)=,而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,故Na的摩尔质量是 gmol-1。(2)铝的摩尔质量是27 gmol-1,即6.021023个铝原子的质量是27 g,故一个铝原子的质量为27 g(6.021023)=4.4910-23 g。(3)Na2SO4的摩尔质量为142 gmol-1,1.42 g Na2SO4的物质的量为n=1.42 g142 gmol-1=0.01 mol,含有的Na+为0.02 mol,所需水分子的物质的量为0.02 mol 100=2 mol,其质量为2 mol18 gmol-1=36 g。答案:(1)
27、gmol-1(2)27 gmol-14.4910-23 (3)36 【互动探究】(1)若将(1)中“用含a、b的表达式表示”改为“用b表示”,表达式又是什么?提示:b103 NA gmol-1。(2)若将(3)中的“1.42 g Na2SO4” 改为“3.22 g芒硝(Na2SO410H2O)”,需水的质量是多少?提示:芒硝(Na2SO410H2O)的摩尔质量为322 gmol-1,3.22 g 芒硝的物质的量为n=3.22 g322 gmol-1=0.01 mol,含有的Na+为0.02 mol,所需水分子的物质的量为0.02 mol 100=2 mol,需加入水的物质的量为2 mol-0.
28、01 mol10 =1.9 mol,质量为1.9 mol18 gmol-1=34.2 g。4.(9分)(1)0.3 mol NH3分子中所含质子数与_个H2O分子中所含质子数相等。(2)含0.4 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的S的物质的量是_。(3)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_。(4)有以下四种物质:22 g二氧化碳;8 g氢气;1.2041024个氮气分子;4 时18 mL水它们所含分子数最多的是_,所含原子数最多的是_,质量最大的是_,所含电子数最多的是_(填序号)。【解析】(1)0.3 mol N
29、H3分子中含质子数为0.3 mol106.021023 mol-1= 1.8061024,每个H2O中有10个质子,故含1.8061024个质子的水分子数为1.806102410=1.8061023。(2)Al2(SO4)3中n(Al3+)n(S)=23,即0.4 moln(S)= 23,n(S)=0.6 mol。(3)根据质量守恒定律m(C)=16 g+20 g-31.76 g=4.24 g,M(C)=106 gmol-1。(4)各物质的物质的量为n(CO2)=0.5 mol,n(H2)=4 mol,n(N2)=2 mol,n(H2O)=1 mol,由此可知分子数最多的是;原子数最多的是;各
30、物质的质量为22 g,8 g,56 g,18 g,故质量最大的是;各物质含电子数为11 mol,8 mol,28 mol,10 mol,所含电子数最多的是。答案:(1)1.8061023(2)0.6 mol(3)106 gmol-1(4)【补偿训练】摩尔质量是指单位物质的量的物质所含有的质量。(1)已知NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为_。(2)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_。(3)已知一个铁原子的质量为b g,则铁原子摩尔质量为_。【解析】依据摩尔质量的定义式:M=,结合物质的量(n)与NA的关系即可列出相关表达式,不要忘记单位。答案:(1)17 gmol-1(2) gmol-1(3)bNA gmol-1