資源簡介

1.3 第1課時　物質的量和摩爾質量
【學習目標】
1.了解物質的量及其單位——摩爾。
2.了解物質的量與微觀粒子數之間的關系,能從物質的量的角度來認識物質的微觀構成。
3.了解物質的量、摩爾質量和物質的質量之間的關系,能夠運用物質的量、摩爾質量的相互關系進行簡單計算。
【自主預習】
一、物質的量
1.物質的量及其單位——摩爾
(1)物質的量是表示含有　　　　　　　　　的物理量,用符號　　　　表示。“物質的量”四個字是一個整體概念,為專用名詞,不可任意加減字,既不是物質的質量,也不是物質的數量。
(2)物質的量的單位——摩爾
【微點撥】
用“摩爾”可以計量所有的微觀粒子(包括原子、分子、離子、質子、中子、電子、原子團等),但不能表示宏觀物質,如不能說“1 mol大米”。
2.阿伏加德羅常數
根據表中提供的數據,用計算器進行計算,并將結果填入下表:
粒子種類 物質質量 物質的量 1個粒子實際質量 1 mol所含粒子數目
12C 12 g 1 mol 1.9933×10-23 g 　　　　　
Fe 56 g 1 mol 9.301×10-23 g 　　　　　
O2 32 g 1 mol 5.315×10-23 g 　　　　　
(1)通過上表計算結果,你能得出的結論是1 mol 粒子集合體所含的粒子數約為　　　　。
(2)1 mol任何粒子的粒子數叫作阿伏加德羅常數,符號為NA,阿伏加德羅常數是1 mol任何粒子的粒子數,約為　　　　　　,其單位是　　　　。
(3)物質的量、阿伏加德羅常數與粒子數之間的關系:n=。
【微點撥】
NA指1 mol任何粒子的粒子數,一定要明確指出是何種粒子,如1 mol CH4含有的分子數為NA,原子總數為5NA。
二、摩爾質量
【參考答案】一、1.(1)一定數目粒子的集合體　n　(2)mol　分子　原子　離子　2.6.02×1023　6.02×1023　6.02×1023　(1)6.02×1023　(2)6.02×1023　mol-1
二、M　g/mol(或g·mol-1)　相對原子質量或相對分子質量相等　n=
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)1 mol Na2CO3中含有2 mol Na+。 (　　)
(2)1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O。 (　　)
(3)1 mol CaCl2中含有1 mol Cl-。 (　　)
(4)阿伏加德羅常數就是6.02×1023。 (　　)
(5)1 mol氮氣中約含有6.02×1023個原子。 (　　)
(6)1 mol任何物質所含有的粒子數相等。 (　　)
(7)H2O的摩爾質量等于18。 (　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
(7)×
2.你知道物質的量、阿伏加德羅常數與粒子數(N)之間的關系嗎 3.01×1023個Cu原子的物質的量為多少 2 mol H2O含有多少個水分子
【答案】n=;0.5 mol;1.204×1024。
3.如何計算一定物質的量分子中的構成粒子數 如0.1 mol CH4中有多少摩爾氫原子 多少摩爾質子
【答案】先求出1個“整體”中有幾個“部分”,再延伸至1摩爾“整體”中有多少摩爾“部分”。如1個CH4分子中有4個H原子、10個質子1 mol CH4中有4 mol H原子、10 mol質子0.1 mol CH4中有0.4 mol H 原子、1 mol質子。
【合作探究】
任務1：物質的量及相關概念
情境導入　在日常生活和工作中我們經常用到一些小物品,比如曲別針。在商店里曲別針不是按個出售的,而是按盒出售的,一盒一般100個,這樣便可以快速數出多盒曲別針的數量了。構成物質的原子、分子和離子非常微小,用數宏觀物體的方式數微觀粒子極其困難,也沒有意義。因此科學家引入了“物質的量”這一基本物理量,來描述微觀粒子集合體數目的多少。
問題生成
1.“1 mol小米”“1 mol氯”的說法正確嗎
【答案】不正確;物質的量只適用于微觀粒子,不適用于宏觀物質;“1 mol氯”指代的微粒不明確。
2.1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示的含義是否相同
【答案】不相同;雖然都是1 mol微粒,但微粒種類不同,它們分別表示1 mol氫原子、1 mol 氫離子和1 mol氫氣分子。
3.能否說阿伏加德羅常數就是6.02×1023 mol-1
【答案】不能;因為阿伏加德羅常數是一個準確的數值,近似用6.02×1023 mol-1表示。
4.完成下列表格。
粒子符號 每個粒子的質量(g/個) 1 mol物質含有的粒 子數(個) 1 mol物質的質量(g) 相對原子(分子)質量
C 1.993×10-23
Fe 9.301×10-23
H2SO4 1.628×10-22
H2O 2.990×10-23
Na+ 3.821×10-23
OH- 2.824×10-23
　　【答案】
粒子符號 每個粒子的質量(g/個) 1 mol物質含有的粒 子數(個) 1 mol物質的質量(g) 相對原子(分子)質量
C 1.993×10-23 6.02×1023 12 12
Fe 9.301×10-23 6.02×1023 56 56
H2SO4 1.628×10-22 6.02×1023 98 98
H2O 2.990×10-23 6.02×1023 18 18
Na+ 3.821×10-23 6.02×1023 23 23
OH- 2.824×10-23 6.02×1023 17 17
5.已知硫酸的相對分子質量為98,則硫酸的摩爾質量是多少
【答案】98 g·mol-1。
【核心歸納】
1.有關物質的量的概念
物質的量(n) “物質的量”四個字是一個整體,不能添字、漏字或換字,如不能說成“物質量”“物質的質量”“物質的數量”等
摩爾(mol) 只能用來描述微觀粒子,如原子、分子、離子、電子、質子、中子等,也可以是這些微粒的特定組合,如1 mol NaOH
阿伏加德羅 常數(NA) 表示微觀粒子數目時,可以用NA來表示,也可以用 6.02×1023 mol-1表示,如1 mol O2含有氧氣分子的數目為NA或約為6.02×1023
n= 由n1=,n2=,得=,即物質所含微粒個數之比等于其對應的物質的量之比,如CO2中N(C)∶N(O)=n(C)∶n(O)=1∶2
2.物質的量的規范表示方法
3.摩爾質量——“四性”
等同性:摩爾質量只是當以g·mol-1為單位時在數值上與相對分子質量或相對原子質量相等,其內涵和單位是不同的。
確定性:對于指定的物質來說,其摩爾質量的值是一個定值,不隨物質的物質的量的多少而改變,不隨物質的狀態改變而改變。
近似性:由于電子的質量非常微小,所以離子的摩爾質量以g·mol-1為單位時,其數值近似等于該離子的相對原子質量。
混合性:對于混合物來說,只要其組成一定,1 mol該混合物的質量就是該混合物的平均摩爾質量。
【典型例題】
【例1】下列關于物質的量的敘述中,錯誤的是(　　)。
A.1 mol任何物質都含有6.02×1023個分子
B.6.02×1023個 12C的質量約為0.012 kg
C.1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子
D.1 mol C中約含有3.612×1024個電子
【答案】A
【解析】不是所有物質都由分子構成,構成物質的粒子還有原子、離子等,A項錯誤;6.02×1023個12C原子的質量約為0.012 kg,B項正確;一個水分子中含兩個氫原子和一個氧原子,因此1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子,C項正確;一個C原子有6個電子,1 mol C就有6 mol電子,所以1 mol C約含有3.612×1024 個電子,D項正確。
【例2】下列敘述中正確的是(　　)。
A.CO2的摩爾質量為44 g
B.1 mol CO2的質量為44 g·mol-1
C.CO2的摩爾質量等于CO2的相對分子質量
D.NA個CO2的質量(以g為單位)與CO2的相對分子質量在數值上相同
【答案】D
【解析】摩爾質量的單位是g·mol-1,質量的單位是g,A、B兩項均錯誤;摩爾質量以g·mol-1為單位時,在數值上等于其相對分子質量,C項錯誤;NA個CO2即1 mol CO2,其質量以g為單位時,在數值上與CO2的相對分子質量相同,D項正確。
任務2：粒子數、物質的量、質量之間的換算
【核心歸納】
物質的量、物質的質量、物質的摩爾質量、微粒個數之間的關系
計算關系式(公式) 主要應用 注意事項
n= 在n、N和NA中,已知任意兩項求第三項 求n或N時:概念性問題用NA;數字性問題用6.02×1023 mol-1,有時還要加“約”字
n= 在M、n和m中,已知任意兩項求第三項 M的單位取g·mol-1時,m的單位取g;M的單位取kg·mol-1時,m的單位取kg
m n N ①在m、M、NA和N中,已知任意三項求第四項 ②以n恒等列代數方程解決較復雜的問題 ①重視n在m和N之間的橋梁作用 ②與N有關的問題莫忽視微粒的組成和種類
【典型例題】
【例3】完成下列問題:
(1)9.8 g H2SO4的物質的量是　　　　mol。
(2)5.3 g Na2CO3的物質的量是　　　　mol。
(3)0.25 mol CaCO3的質量是　　　　g。
(4)2.0 mol H2O的質量是　　　　g。
(5)0.02 mol某物質的質量為0.73 g,則該物質的摩爾質量為　　　　g·mol-1。
【答案】(1)0.1　(2)0.05　(3)25　(4)36　(5)36.5
【解析】(1)n(H2SO4)===0.1 mol。
(2)n(Na2CO3)===0.05 mol。
(3)m(CaCO3)=n(CaCO3)·M(CaCO3)=0.25 mol×100 g·mol-1=25 g。
(4)m(H2O)=n(H2O)·M(H2O)=2 mol×18 g·mol-1=36 g。
(5)M===36.5 g·mol-1。
【例4】設NA為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是(　　)。
A.2.4 g金屬鎂變成鎂離子時失去的電子數目為0.1NA
B.16 g CH4所含原子數目為NA
C.17 g NH3所含電子數目為10NA
D.1.8 g水所含質子數目為10NA
【答案】C
【解析】2.4 g金屬鎂的物質的量為=0.1 mol,完全反應生成Mg2+時,失去的電子數目為0.1×2NA=0.2NA,A項錯誤;16 g CH4的物質的量為=1 mol,1 mol CH4所含原子數目為1×5NA=5NA,B項錯誤;1.8 g水的物質的量為0.1 mol,0.1 mol水所含質子數目為0.1×10NA=NA,D項錯誤。
【隨堂檢測】
1.肼(N2H4)是一種高能燃料,在工業生產中用途廣泛。下列敘述正確的是(　　)。
A.肼的摩爾質量為32 g
B.6.02×1023個肼分子的質量約為32 g
C.1 mol肼的質量為32 g·mol-1
D.N2H4的摩爾質量等于N2H4的相對分子質量
【答案】B
【解析】肼的摩爾質量為32 g·mol-1,A項錯誤;6.02×1023個肼分子的物質的量為1 mol,則其質量為1 mol×32 g·mol-1=32 g,B項正確;1 mol肼的質量為32 g,C項錯誤;以g·mol-1為單位時,N2H4的摩爾質量在數值上等于其相對分子質量,D項錯誤。
2.下列敘述中正確的是(　　)。
A.1 mol OH-的質量為17
B.二氧化碳的摩爾質量為44 g
C.鐵原子的摩爾質量等于它的相對原子質量
D.一個鈉原子的質量等于 g
【答案】D
【解析】A項,1 mol OH-的質量為(16+1) g=17 g;B項,單位應為g·mol-1;C項,沒有指出摩爾質量是以g·mol-1為單位,也沒有指出在數值上相等。
3.根據所學知識填空。
(1)1 mol O約含有　　　　個O。
(2)1.5 mol H2O約含有　　　　個H2O。
(3)1 mol電子約含有　　　　個電子。
(4)6.02×1023個12C的物質的量為　　　　mol。
(5)6.02×1023個CO2中含有O的物質的量為　　　mol。
(6)6.02×1024個OH-的物質的量為　　　　mol。
【答案】(1)6.02×1023(或NA)　(2)9.03×1023(或1.5NA)
(3)6.02×1023(或NA)　(4)1　(5)2　(6)10
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