高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 物质的化学计量第一课时学案设计

第一课时　物质的量

1．能从宏观和微观结合的角度认识物质的量、物质的质量、物质的数量的概念。

2．了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系，建立简单计算的思维模型，体会定量研究对化学学科发展的重要作用。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．物质的量及单位

(1)含义：物质的量是国际单位制中的基本物理量之一，符号为，常用单位为摩尔(简称摩，符号为。

(2)1 mol的标准：1 mol某种微粒集合体所含的微粒数与0.012_kg 12C中所含的原子数相同。

(3)计量对象：分子、原子、离子、电子、质子、中子等所有微观粒子及它们的特定组合。

(4)物质的量规范表示方法

2．阿伏加德罗常数

1 mol某种微粒集合体中所含有的微粒数约为6.02×1023。含阿伏加德罗常数(约6.02×1023)个微粒的集合体的物质的量是1 mol。

3．物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)的关系为n＝。

如：2 mol H2中含有的分子数为2×6.02×1023＝1.204×1024，3.01×1023个水分子的物质的量是＝0.5 mol。

[问题探讨]

1．小明同学学习了物质的量以后，他认为1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子，6.02×1023就是阿伏加德罗常数，这个观点正确吗？为什么？

提示：不正确。构成物质的微粒可以是分子、离子或原子，因为不能确定该物质是由哪种微粒构成的，所以错误；阿伏加德罗常数是有单位的，其单位是mol－1，错误。

2．(情境思考)古时候有一个勇敢的小伙子想娶国王的女儿——美丽的公主，国王出题刁难，其中的一个问题是：10 kg小米是多少粒？小伙子很快就想到了解决这个问题的办法，顺利地娶到了公主。

(1)如果你是这个小伙子，你会想出什么好的办法吗？

(2)借助这个办法，化学上引入了“物质的量”的概念，将宏观物质与微观粒子联系了起来，例如，我们知道了1 g水含有的分子数，就能知道1 mol水含有的分子数；那么1 mol H、1 mol H＋、1 mol H2的含义一样吗？为什么？

(3)这个故事中能说1 mol小米吗？为什么？

提示：(1)可以先数出1 g小米的数量，然后再转换成10 kg小米的数量。

(2)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。

(3)不能。1 mol后面只能是分子、原子等微观粒子，不能是小米、桌子等宏观物质。

3．1 mol SO3中含有多少个分子？多少个原子？多少个电子？

提示：NA；4NA；40NA。

1．物质的量的理解——“四化”

2．物质的量、阿伏加德罗常数与6.02×1023之间的关系

(1)物质的量是代表微观粒子的集合体。

(2)1 mol任何微粒的集合体都含有阿伏加德罗常数个微粒，约为6.02×1023；6.02×1023表示微观粒子的个数，它是一个近似值，如1 mol O2中含有NA个氧气分子，或者说约含6.02×1023个氧气分子。

1．下列有关物质的量和摩尔的叙述不正确的是(　　)

A．摩尔是国际单位制中七个基本单位之一

B．物质的量可用n表示，1 mol粒子的数目约为6.02×1023

C．摩尔的计量对象可以是分子、离子、原子、质子、中子、电子和原子团

D．用摩尔表示物质的量时，要用化学式指明粒子种类，而不用该粒子的中文名称

解析：选D　A项，摩尔属于国际单位制中的基本单位；B项，1 mol任何微粒的数目都约为6.02×1023；C项，摩尔的计量对象是微观粒子；D项，用摩尔表示物质的量时，通常用化学式表示粒子种类，若用中文名称表示粒子种类时，不要引起歧义即可。

2.2018年11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。下列对摩尔的理解正确的是(　　)

A．1 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mol

C．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．1 mol任何物质均含有NA个分子

解析：选B　D项中一些物质并非由分子组成，如NaCl、SiO2等。

3．下列各组物质所含氧原子的物质的量相同的是(　　)

A．0.3 mol O2和0.3 mol H2O

B．6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4

C．0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6

D．0.1 mol H2SO4和0.4NA个H2O

解析：选D　0.3 mol O2含有0.6 mol氧原子，0.3 mol H2O含有0.3 mol氧原子，A项不相等；6.02×1023个CO2含有2 mol氧原子，0.1 mol KMnO4含有0.4 mol氧原子，B项不相等；0.1 mol CuSO4·5H2O含有0.9 mol氧原子，0.1 mol C6H12O6含有0.6 mol氧原子，C项不相等；0.1 mol H2SO4含有0.4 mol氧原子，0.4NA个H2O含有0.4 mol氧原子，D项相等。

1．摩尔质量

2．物质的量在化学方程式中的应用

化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。

[问题探讨]

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。

4 mol NaClO的质量为________ g。

提示：m＝n·M＝4 mol×74.5 g·mol－1＝298 g。

2．9.03×1023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＝＝＝1.5 mol；

m＝n·M＝1.5 mol×44 g·mol－1＝66 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：n＝＝＝0.5 mol；

N＝n·NA＝0.5 mol×6.02×1023 mol－1＝3.01×1023。

4．22 g K2R中含0.4 mol K＋，则K2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。

提示：1 mol K2R中含2 mol K＋，所以当K2R中含0.4 mol K＋时，n(K2R)＝＝0.2 mol。根据M(K2R)＝＝＝110 g·mol－1，A(R)＝110－39×2＝32。

5．483 g Na2SO4·10H2O中所含 Na＋和SO 的物质的量各是多少？所含水分子的数目是多少？

提示：n(Na2SO4·10H2O)＝＝＝1.50 mol，n(Na＋)＝1.50 mol×2＝3.00 mol，n(SO)＝1.50 mol，n(H2O)＝1.50 mol×10＝15.0 mol，N(H2O)＝n(H2O)·NA＝15.0 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1024。

[名师点拨]

微粒的摩尔质量与1 mol微粒的质量及微粒的相对分子质量的几个误区

(1)误认为微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量。摩尔质量的单位是g·mol－1，物质的质量单位是g，二者的数值相同，但意义不同。

(2)误认为微粒的摩尔质量就是该微粒的相对分子质量。摩尔质量以g·mol－1为单位，数值上与相对分子质量相等。

(3)误认为2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍。物质的分子组成确定，其摩尔质量是个确定的值，不随物质量的多少而变化。

(4)误认为1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子。构成物质的微粒有三种：分子、原子、离子。即物质不一定是由分子组成的，有些物质不含分子，如NaCl等。

1．基本关系式

(1)n＝(n表示物质的量，N表示微粒数)。关系式中NA的单位是mol－1。

(2)n＝(M为摩尔质量，m为物质的质量)。

在M、n和m中，已知任意两项可求第三项；若M的单位是g·mol－1，则m的单位是g。

2．恒等关系式

由n＝和n＝可得恒等关系式：＝n＝。

在N、NA、m、M中，已知任意三项可求第四项。一般情况下，NA、M是已知的，则N与m可互求。

3．摩尔质量的计算方法

(1)已知任意状态物质的质量时：M＝(定义式)。

(2)已知一个分子的质量时：M＝m(分子)×NA。

(3)已知一个分子的质量和一个12C原子的质量时：M＝×12 g·mol－1。

1．下列说法正确的是(　　)

A．NaOH的摩尔质量是0.040 kg·mol－1

B．1 mol H2的质量与它的相对分子质量相等

C．1 mol H2O的质量为18 g·mol－1

D．O2的摩尔质量等于它的相对分子质量

解析：选A　摩尔质量若是以g·mol－1为单位时，摩尔质量在数值上等于物质的相对分子(或原子)质量，NaOH的摩尔质量是0.040 kg·mol－1，即40 g·mol－1，A项正确；1 mol H2的质量为2 g，而它的相对分子质量为2，单位不同，B项错误；1 mol H2O的质量为18 g，C项错误；当任何微粒的摩尔质量以g·mol－1为单位时，其数值都与该微粒的相对原子质量或相对分子质量相等，D项错误。

2．水是生命之源。了解水的组成也是化学学习的内容之一。下列说法正确的是(　　)

A．1 mol H2O约含有6.02×1023个氢原子

B．H2O的摩尔质量是18 g

C．1 mol O2的质量是32 g，含有的氧原子数为2NA

D．2NA个H2O的摩尔质量为36 g·mol－1

解析：选C　A项1 mol H2O含有2 mol氢原子，即约含有2×6.02×1023个氢原子；B项摩尔质量的单位为g·mol－1；D项摩尔质量与物质的量的多少无关。

3．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧可产生巨大能量，可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是(　　)

A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g

B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g

C．1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol－1

D．6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子

解析：选B　利用m＝n·M＝·M＝×60 g·mol－1＝60 g分析各选项。

4．1.28 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(　　)

A．64 　  B．64 g·mol－1　C．32 　 　D．32 g·mol－1

解析：选B　n＝＝＝0.02 mol，M＝＝＝64 g·mol－1。

[分级训练·课课过关]______________________________________________________

1．下雪时，常用融雪剂清理路面。醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂，下列关于1 mol CH3COOK的叙述正确的是(　　)

A．CH3COOK的相对分子质量为98 mol－1

B．CH3COOK的摩尔质量为98 g

C．1 mol CH3COOK含有2 mol氧

D．1 mol CH3COOK含有3×6.02×1023个H

解析：选D　CH3COOK的相对分子质量为98，A项错误；CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol－1，B项错误；2 mol 氧是指氧原子还是指氧分子，指代不明确，C项错误；1个CH3COOK含有3个H，所以1 mol CH3COOK中含有3×6.02×1023个H，D项正确。

2．0.5 mol Na2SO4中(　　)

A．含3.01×1023个SO

B．含0.5个Na2SO4分子

C．含0.5 mol Na＋

D．含1 mol氧原子

解析：选A　A项，0.5 mol Na2SO4中含3.01×1023个SO，正确；B项，Na2SO4由离子构成，不含Na2SO4分子，错误；C项，0.5 mol Na2SO4中含1.0 mol Na＋，错误；D项，0.5 mol Na2SO4中含2 mol氧原子，错误。

3．下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)的说法错误的是(　　)

A．0.012 kg 12C含有的12C是NA个

B．NA个水分子的物质的量为1

C．1 mol O2中含有的氧分子数为NA

D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol

解析：选B　物质的量是以mol为单位的物理量。

4．相等物质的量的CO和CO2的下列比较正确的是(　　)

①所含的分子数目之比为1∶1

②所含的氧原子数目之比为1∶1

③所含的原子总数目之比为2∶3

④所含的碳原子数目之比为1∶1

A．①②    B．②③

C．①②④    D．①③④

解析：选D　CO和CO2的物质的量相同，则含有的CO和CO2的分子数目也相同，①正确；又因CO和CO2分子中的氧原子数分别为1和2，则物质的量相同的CO和CO2所含的氧原子数目之比为1∶2，②错误；CO和CO2的分子中原子总数之比为2∶3，③正确；物质的量相同的CO和CO2，碳原子数目之比是1∶1，④正确。