第04讲 物质的量-【暑假自学课】2022年新高一化学暑假精品课（苏教版2019必修第一册）

第4讲 物质的量

【学习目标】

1．了解物质的量的概念及单位、阿伏加德罗常数的概念及单位。

2．认识物质的量与微粒数之间的关系。

3．了解摩尔质量的概念及单位。

4．了解物质的量在化学方程式中的意义。

【基础知识】

一、物质的量

1．概念：

物质的量是七大基本物理量之一，是表示一定数目的微粒的集合体的物理量，用符号n表示，常用单位是mol。

2．意义：

它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。

3．计量对象

物质的量计量对象是分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子及它们的特定组合。

二、阿伏加德罗常数

1．定义

1mol某种微粒 集合体中所含的微粒数与0.012 kg12C中所含的原子数相等。

0.012 kg12C中所含的原子数称为阿伏加德罗常数，近似为6.02×1023mol－1。

阿伏加德罗常数符号是NA，单位是mol－1。

2．物质的量(n)与微粒数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系

n＝

三、摩尔质量

1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M，单位是g/mol或g·mol－1。

2．n、m、M之间的关系：M＝。

3．当物质的质量以克为单位时，其在数值上与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。

四、化学方程式中反应物和生成物的之间物质的量的关系

1．化学方程式中化学计量数的含义：

既表示反应物和生成物之间的微粒的数量关系，又表示反应物和生成物之间的物质的量关系。如：2H2+O22H2O表示2个H2分子与1个O2分子在点燃条件下生成2个 H2O分子，也表示是2molH2和1molO2在点燃条件下完全反应，生成2molH2O。

2．物质的量在化学方程式计算中的应用

以H2与O2反应生成H2O为例：

4g  32g  36g  2mol  1mol  2mol

【考点剖析】

考点一：物质的量的概念及单位

构成物质的原子、分子和离子非常微小，用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难，也没有意义。因此科学家引入了“物质的量”这一基本物理量。

(1)物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。

(2)物质的量的单位是摩尔，只能用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。

例：1 mol苹果、1 mol铁元素等说法都是错误的。

(3)在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。

如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观微粒名称。

(4)物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可以是小数。

【例1】下列说法错误的是(　　)

A．0.2 mol H2O2     B．1 mol HCl     C．1.5 mol Fe  D．0.3 mol 氮

答案：D

解析：H2O2和HCl都是由分子构成的，Fe是由原子构成的，所以三者都能用摩尔计量，D选项所指微粒不明确，D项错误。

考点二：阿伏加德罗常数

NA的基准是0.012 kg 12C中的碳原子个数，单位是mol-1，近似值为6.02×1023 mol-1。

【例2】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)

A．0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA

B．0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023

C．1 mol O2中含有的分子数为NA

D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol

答案：B

解析：B．一个H2O分子含有3个原子，0.5 mol H2O含有1.5 mol原子，即含有的原子数为9.03×1023，故B说法错误，选择B。

考点三：摩尔质量

【例3】143gNa2CO3·10H2O中所含Na+的物质的量是_____________，Na+数目是___________，所含水分子数目是_________________。

答案：1mol   6.02×1023   3.01×1024

解析：n(Na2CO3·10H2O)==0.5mol，n(Na+)=0.5mol×2=1mol，N(Na+)=1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023，N(H2O)=0.5mol×10×6.02×1023=3.01×1024

考点四：物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算

1．n＝(n表示物质的量，N表示粒子数)。

其中NA的单位是mol－1，NA的近似值为6.02×1023 mol－1。

2．M＝(M为摩尔质量，m为物质的质量)。

若M的单位是g·mol－1时，则m的单位是g。

3．由关系式n＝和n＝可得：＝。

【例4】9.03×1023个CH4中，含         mol碳原子，     mol氢原子，         mol质子，         mol电子。与              个NH3含有相同数目的氢原子。

答案：1.5　6　15　15　1.204×1024    (2)16 g·mol－1

解析：n(CH4)＝＝＝1.5 mol。所以含有1.5 mol碳原子，6 mol氢原子；由于每个CH4分子中含有10个质子和10个电子，所以含质子、电子的物质的量均为15 mol。2 mol NH3中含有6 mol H，2 mol NH3的个数为1.204×1024。

考点五：物质的量在化学方程式计算中的应用

1．推导过程(以H2与O2反应生成H2O为例)

2．结论：

化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于相应物质的微粒数之比，也等于物质的量之比。

3．应用：

根据化学方程式中物质的化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比，可以列比例式计算各反应物或生成物的物质的量。

【例5】9.75 g锌与含______ mol HCl的盐酸刚好完全反应，放出______ mol H2，在溶液中有______ mol Zn2＋和______ mol Cl－。

答案：0.3　0.15　0.15　0.3

解析：n(Zn)＝＝0.15 mol，

n(HCl)＝＝0.3 mol，n(H2)＝＝0.15 mol，n(ZnCl2)＝＝0.15 mol。

【过关检测】

1．下列对于“摩尔”的说法和理解正确的是(　　)

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．国际上规定，0.012 kg碳原子所含有的碳原子数目为1 mol

D．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol

答案：D

2．物质发生化学变化时，下列量在反应前后肯定不发生变化的是(    )

①电子总数；②原子总数；③分子总数；④物质的种类；⑤物质的总质量；⑥物质的总能量

A．①②③⑤       B．①②⑤      C．②⑤⑥      D．①④⑤⑥

答案：B  解析：原子是化学变化中的最小微粒，因此化学反应中一定不发生变化的是原子以及比原子小的微粒（质子、中子和电子）。反应前后物质的总质量也不变。分子的总数和物质的种类与具体的化学变化有关。化学反应中，总是要放出能量或吸收能量，因此反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等。

3．在0.25molNa2SO4中，含有的氧原子个数约是(    )

A．1        B．0.25         C．6.02×1023        D．5×1023

答案：C  解析：n(O)=0.25mol×4=1mol，氧原子个数为1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023个。

4．下列关于阿伏加德罗常数的说法错误的是(　　)

A．6.02×1023就是阿伏加德罗常数

B．0.012 kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数

C．含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol

D．1 mol氨气所含的原子数约为2.408×1024

答案：A  解析：阿伏加德罗常数是指0.012 kg 12C含有的碳原子数，单位是mol-1，其近似值为6.02×1023mol-1，故A错误，B正确；阿伏加德罗常数的定义，含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol ，正确；1mol氨气的原子个数约为1mol×4×6.02×1023mol-1=2.408×1024，正确。

5．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 (　　)

A．1 mol氢气含有的原子数为2NA

B．NA个水分子中含有氢原子的物质的量为2 mol

C．1 mol氧气中含有的分子数为2NA

D．含有NA个氧原子的硫酸的物质的量是0.25 mol

答案：C

6．a mol硫酸中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为(　　)

A． mol－1      B． mol－1      C． mol－1        D． mol－1

答案：B  解析：由题意，a mol×4×NA=b，得NA= mol－1。

7．在无土栽培中，配制1 L含0.5 mol NH4Cl、0.16 mol KCl、0.24 mol K2SO4的某营养液，若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体配制，则需此三种固体的物质的量分别为(　　)

A．0.40 mol、0.50 mol、0.12 mol

B．0.66 mol、0.50 mol、0.24 mol

C．0.64 mol、0.50 mol、0.24 mol

D．0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol

答案：D

解析：由题意可知，两份营养液中各离子的物质的量相等。

原营养液中，n(NH4+)=0.5mol，n(K+)=(0.16+0.24×2)mol=0.64mol，n(Cl-)=(0.5+0.16)=0.66mol，n(SO42-)=0.24mol。

设现配料中，设KCl为xmol，NH4Cl为ymol，(NH4)2SO4为zmol，则：

n(NH4+)=y+2Z=0.5mol，n(K+)=x=0.64mol，n(Cl-)=x+y=0.66mol，n(SO42-)=z=0.24mol

解得：x=0.64mol  y=0.02mol  z=0.24mol

8．ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到ag铜，则参加反应的CuSO4与H2SO4的个数之比为（    ）

A．1：7 B．7：1 C．7：8 D．8：7

答案：B

解析：得到Cu的质量与Fe的质量相等，说明Fe与硫酸铜反应中固体增重等于与硫酸反应的Fe的质量，设与硫酸反应的Fe的质量为56g，则：

CuSO4  +  Fe  =  FeSO4  +  Cu  固体增重

1mol                            64g-56g=8g

n                                  56g

故n(CuSO4)=1mol×56g/8g=7mol，又反应Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，56g 铁参与反应对应1mol H2SO4，故参加反应的硫酸铜与硫酸的物质的量之比为7mol:1mol=7:1，答案为B。

9．填空：

（1）某金属氯化物MCl2 40.5g，含有0.600 molCl-，则该化合物的摩尔质量为_________。

（2）0.3mol氨气和0.4mol二氧化碳的质量             （填“相等”或“不相等”，下同），所含分子数               ，所含原子数             。

 （3）_______gCO2气体与9gH2O所含分子数大致相等。

答案：（1）135g·mol-1  （2）不相等   不相等   相等    （3）22

解析：（1）由1MnCl2~2Cl-，n(MCl2)=0.300mol，因此M(MCl2)=40.5g/0.300mol=135g·mol-1。

10．在一定条件下，21.6gA单质与1.20molCl2完全反应，生成0.800molAClx，则x=_________，A的摩尔质量为________________。

答案：3    27g·mol-1

解析：2A  +  xCl2  =  2AClx

      2mol   xmol     2mol

      n(A)   1.20mol  0.800mol

解得：x=3  n(A)=0.800mol  M(A)=21.6g/0.800mol=27g·mol-1。