高中化学第三节 物质的量第1课时导学案及答案

第1课时　物质的量的单位——摩尔

新课情境呈现

水是大家非常熟悉的物质，它是由水分子构成的。一滴水(约0.05 mL)大约含有17

万亿

亿个水分子。如果一个个地去数，即使分秒不停，一个人一生也无法完成这项工作。那么，怎样才能既科学又方便地知道一定量的水中含有多少个水分子呢？让我们走进教材，学习物质的量的单位——摩尔。

课前素能奠基

知识回顾　　

1．相对原子质量：一个原子的质量和！！！　12C原子质量的　###的比值称为该原子的相对原子质量。即相对原子质量＝

！！！　　###。

2．H2和O2生成水的反应中，H2、O2和H2O的化学计量数之比为！！！  2∶1∶2  ###。

3．1个O2分子中含有！！！  2  ###个氧原子，1个Na＋中含有

！！！  11  ###个质子，！！！  10  ###个电子。

新知预习　　

一、物质的量及其单位

1．物质的量：

(1)概念：表示含有一定数目！！！  粒子  ###的集合体，是国际单位制中七个基本物理量之一。

(2)符号及单位：符号为！！！  n  ###，单位为！！！  摩尔  ###。

2．摩尔：

(1)概念：摩尔是物质的量的单位。

(2)符号：！！！  mol  ###。

(3)标准：1 mol的微粒集体所含有的粒子数与

！！！  0.012  ### kg12C所含有的碳原子数相同，约为！！！  6.02×1023  ###。

(4)计量对象：！！！  离子  ###、！！！  原子  ###、！！！  分子  ###、电子、质子、中子等所有微观粒子及它们的特定组合，如1 mol NaCl；不能用于描述宏观物质，如不能说1 mol铅笔。

点拨：“物质的量”是一个整体，不能拆开使用。

二、阿伏加德罗常数

(1)概念：1 mol任何粒子集合体所含的！！！  粒子数  ###称为阿伏加德罗常数。

(2)符号：！！！  NA  ###。

(3)数值及单位：！！！  6.02×1023_mol－1  ###。

(4)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)的关系：！！！　n＝　###。

点拨：阿伏加德罗常数有单位，单位是mol－1。

三、摩尔质量

点拨：表示某物质的摩尔质量时须注明其单位g·mol－1。

应用体验　　

1．下列表示错误的是(＋＋＋　D　－－－)

A．1 mol H2 B．1 mol Fe

C．1 mol NH D．1 mol 蔬菜

解析：物质的量适用于微观粒子的描述，如分子、原子、离子、电子、质子等，蔬菜是宏观物体，故D项错误。

2．25 g硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的物质的量为(＋＋＋　D　－－－)

A．25 mol B．1.56 mol

C．1 mol D．0.1 mol

解析：CuSO4·5H2O的摩尔质量为250 g·mol－1,25 g硫酸铜晶体的物质的量为n＝＝＝0.1 mol，故A、B、C错误，D正确。

3．2018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。下列对于“摩尔”的理解正确的是(＋＋＋　B　－－－)

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．32 g O2和32 g O3中所含氧原子的个数比是2∶3

4．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生巨大能量，可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述中正确的是(＋＋＋　B　－－－)

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：摩尔质量的单位是g·mol－1，A项错误；6.02×1023个偏二甲肼分子为1 mol，其摩尔质量为60 g·mol－1，其质量为60 g，B项正确；质量单位是g，C项错误；6 g偏二甲肼含0.1 NA个分子，D项错误。

要点归纳　　

课堂素能探究

有关物质的量、阿伏加德罗常数、

摩尔质量的正确理解

知识点 　

问题探究：1.“物质的量”就是“物质的质量”，这种说法正确吗？为什么？

2．能否说阿伏加德罗常数就是6.02×1023?

3．一种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？ 

探究提示：1.不正确。两者概念不同，物质的量是度量物质所含微观粒子多少的一个物理量，研究对象为微观粒子；而物质的质量是描述物体所含物质多少的物理量，研究对象可以是宏观物质也可以是微观粒子。两者单位不同，物质的量单位是摩尔，质量单位是克或千克等。

2．不能。阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数，它与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，在数值上约为6.02×1023，其单位为mol－1。

3．不对。摩尔质量的单位是g·mol－1，物质质量的单位是g，二者的意义不同。

知识归纳总结：

1．物质的量——“四化”：

2．阿伏加德罗常数——“三量”：

(1)基准量：0.012 kg 12C中所含的碳原子数。

(2)准确量：是一个物理量，用NA表示，单位是mol－1。

(3)近似量：6.02×1023 mol－1。

3．摩尔质量——“三性”：

(1)等同性：摩尔质量(单位为g·mol－1时)只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等，其含义和单位是不同的。

(2)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的多少而改变。

(3)近似性：由于电子的质量非常微小，所以粒子的摩尔质量以g·mol－1为单位时，其数值近似等于该粒子的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 g·mol－1。

点拨：(1)摩尔质量以g·mol－1为单位时，与1 mol微粒的质量在数值上相等，但单位不同，分别为g·mol－1和g。

(2)摩尔质量以g·mol－1为单位时，与微粒的相对原子(分子)质量数值上相等，但单位不同，分别为g·mol－1和1。

(3)用物质的量表示物质时，物质的量必须注明具体的微粒，如1 mol H2，不能表示为1 mol氢。

典例1　某氯原子的质量为a g,12C原子的质量为b g，用NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法中不正确的是(＋＋＋　D　－－－)

A．该氯原子构成氯分子的相对分子质量为

B．1 mol该氯原子的质量为aNA g

C．m g该氯原子的物质的量为 mol

D．n g该氯原子所含的电子数为

解析：氯原子的相对原子质量＝＝，所以Cl2相对分子质量为，A正确；1 mol氯原子为NA个氯原子，质量为NA个氯原子质量之和，1 mol该氯原子质量为aNA g，m g该氯原子物质的量＝ mol，B、C正确；n g该氯原子的物质的量为＝ mol，所含的电子数为×17×NA＝，D错误。

【延伸探究】(1)该氯原子的摩尔质量为！！！　aNA g·mol－1或 g·mol－1　###(用字母表示)。

(2)C项m g该氯原子含有的质子数为多少？

答案：一个氯原子含有17个质子，m g该氯原子含有质子数为×17NA＝。

〔素养应用1〕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！！！  17_g·mol－1  ###。

(2)NA为阿伏加罗常数的值，已知a g某气体中含有分子数为b，则该气体的摩尔质量为！！！　 g·mol－1　###。

(3)NA为阿伏加德罗常数的值，已知一个铁原子的质量为b g，则铁的摩尔质量为！！！  bNA_g·mol－1  ###。

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。

物质的量(n)、质量(m)、粒子数目(N)之间的换算关系

知识点 　

问题探究：1.多少g H2SO4所含的分子数与18 g 10%葡萄糖(C6H12O6)溶液所含溶质的分子数相等？

2．将4 g NaOH溶于多少g水中，才能使每100个水分子溶有一个钠离子？

探究提示：1.18 g 10%葡萄糖(C6H12O6)溶液中含有1.8 g C6H12O6，其物质的量为0.01 mol，则与其所含分子数相等的H2SO4的物质的量为0.01 mol，则H2SO4的质量为0.01 mol×98 g·mol－1＝0.98 g。

2．NaOH的摩尔质量为40 g·mol－1,4 g NaOH的物质的量为0.1 mol，则水分子的物质的量为其100倍，所以水的质量为0.1 mol×100×18 g·mol－1＝180 g。

知识归纳总结：

物质的量、质量、粒子数目之间的换算关系

　N　　nm

(粒子数) 　 　 　(物质的量)　 　 　 　(质量)

典例2　(1)计算：

①4 g NaOH的物质的量：！！！  0.1_mol  _###；

②0.5 mol H2SO4的质量：！！！  49_g  ###；

③已知一个Cl2分子的质量为m g，NA表示阿伏加德罗常数，则M(Cl2)＝！！！  m·NA_g·mol－1  ###。

(2)在①、②、③、④处的横线上填写适当的内容

解析：66 g CO2的物质的量为66 g÷44 g·mol－1＝1.5 mol，其分子数N＝n×NA＝1.5 NA＝1.5×6.02×1023＝9.03×1023；1 mol CO2含有1 mol C、2 mol O，故1.5 mol CO2含有1.5 mol C和3 mol O。

答案：①1.5 NA(或9.03×1023)　②1.5 mol　③1.5　④3

〔素养应用2〕利用太阳能等能源分解水制备氢气，是实现绿色氢能经济的必由之路，也是未来氢燃料电池的氢源发展方向。2019年，中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和太阳能研究部李灿院士团队开发出新一代电解水催化剂，达到目前已知的规模化电解水制氢的最高效率。

若光解0.02 mol 水：

(1)生成H2的质量为！！！  0.04_g  ###；

(2)可生成氢的原子数为！！！  2.408×1022  ###；

(3)生成O2的物质的量为！！！  0.01_mol  ###；

(4)生成H2的量理论上等于！！！  0.02  ###mol Fe与稀硫酸反应产生H2的量。

解析：根据2H2O2H2↑＋O2↑，光解0.02 mol 水，可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2；生成H2的质量为0.04 g；可生成氢的原子数为2.408×1022；0.02 mol Fe与稀硫酸反应产生0.02 mol H2。

名师博客呈现

物质的量的理解与应用

1．“物质的量”是国际单位制中7个基本物理量之一，“物质的量”是一个专用名词，是一个集体概念，不可简化、添加或拆开，“摩尔”是物质的量的单位，但不是物理量，不要将“摩尔”和“物质的量”等同起来，“物质的量”和“摩尔”的关系就像“质量”和“千克”的关系一样。

2．“摩尔”作为物质的量的单位，只能用来计量微观粒子或它们的组合体的多少，不能用来计量宏观物质的多少，摩尔可以计量所有的微观粒子，包括原子、分子、离子、原子团、质子、中子、电子等，摩尔也可用来计量化学键的数目。

3．物质的量是联系宏观物质和微观粒子的桥梁，物质的量(n)、物质的质量(m)和物质含有的粒子数(N)之间关系为：

特别提醒：(1)物质的量在转化过程中起桥梁作用。

(2)“特殊”物质的组成，如盐酸是HCl的水溶液，等物质的量的CO和NO所含的原子数相等；等质量的NO2与N2O4所含的原子数相等。

〔即时训练〕

下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是(＋＋＋　D　－－－)

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0.4 NA个H2O

解析：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；6.02×1023个CO2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 CuSO4·5H2O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0.4 NA个H2O中氧原子也为0.4 mol。

课堂达标验收

1．下列说法正确的是(＋＋＋　C　－－－)

A．物质的量是一个基本物理量，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分子质量的总和(NA表示阿伏加德罗常数的值)

D．SO的摩尔质量为96 g

解析：“物质的量是一个基本物理量”是对的，但物质的量不是表示物质所含“粒子的多少”，而是表示物质所含“一定数目粒子的集合体”的多少，A错误；在用物质的量时，必须指明粒子的种类，“1 mol氢”指代不明确，B错误；1 mol H2O中含NA个水分子，1 mol H2O的质量就等于NA个H2O分子质量的总和，C正确；SO的摩尔质量为96 g·mol－1，D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。下列有关说法正确的是(＋＋＋　C　－－－)

A．1 mol H2O约含有6.02×1023个氢原子

B．H2O的摩尔质量是18g

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：A项1 mol H2O含有2 mol氢原子，约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，错误。

3．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(＋＋＋　D　－－－)

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：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 molCH3COOK中含有3×6.02×1023个H，D项正确。

4．阅读下列文章，回答问题。

感受阿伏加德罗常数

假若有6.02×1023粒小米，我们把全国的约14亿人口不分老幼都动员起来数这些米粒，按每人每秒钟数一粒，不吃不喝不睡来计算时间，数完6.02×1023个米粒，一共要用掉约1 400万年的时间！一个水分子的直径约为4×10－10 m，将6.02×1023个水分子一个接一个地排列起来，就有2.4×1011 km的长度，约能绕地球赤道600万圈。可见，6.02×1023是一个非常巨大的数，用它作衡量物质的物质的量多少的基准，1 mol物质中所含的微粒数量是相当巨大的，所以物质的量只用于描述微观粒子，不能用于宏观物体的描述。

(1)0.5 mol H2O含有的分子数、原子数、质子数分别是多少个？

(2)含有氢原子数相同的H2O和C2H4分子数是否相同？分子数之比是多少？

答案：(1)3.01×1023　9.03×1023　3.01×1024

(2)不同　2∶1