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高中人教版 (新课标)第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第1课时导学案及答案
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这是一份高中人教版 (新课标)第一章 从实验学化学第二节 化学计量在实验中的应用第1课时导学案及答案，共13页。学案主要包含了物质的量的单位——摩尔，摩尔质量等内容，欢迎下载使用。
一、物质的量的单位——摩尔
1．物质的量
2．摩尔
3．阿伏加德罗常数
(1)1 ml H、1 ml H＋、1 ml H2的含义一样吗？为什么？能说1 ml大米吗？
提示：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；ml后面只能是分子、原子等微观粒子，不能是大米等宏观物质。
(2)(情境思考)唐僧师徒四人在学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习后根据个人学习体会，对物质的量这一概念展开了热烈的讨论。以下是四人的谈话记录。你认为谁的观点是错误的？
提示：物质的量是只能用来描述微观粒子多少的物理量，而质量是既可描述微观物质又可描述宏观物质多少的物理量，两者不可相互替代，所以孙悟空的描述是错误的。
(3)(教材二次开发)教材中描述“阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6.02×1023 ml－1表示”，那么能否说“阿伏加德罗常数就是6.02×1023”？
提示：不能。阿伏加德罗常数是1 ml物质所含的微粒数目，它不是一个纯数值，单位为ml－1，而6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值，是一个纯数值。
二、摩尔质量
(1)2 ml O2的质量是64 g，故O2的摩尔质量是64 g·ml－1对吗？ 为什么？
提示：不对。对某一纯净物来说，它的摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的量的不同而发生变化，故O2的摩尔质量还是32 g·ml－1。
(2)(情境思考)如图，每瓶矿泉水500 mL，质量为500 g，你能计算出一瓶水中大约含有多少个水分子吗？
提示：首先根据n＝m/M计算出一瓶水的物质的量：n＝500 g/18 g·ml－1≈27.8 ml，再由N＝n·NA就可计算出一瓶水含有的水分子数N＝27.8 ml×6.02×1023 ml－1≈1.67×1025。
知识点一 有关物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的正确理解
1．物质的量——“四化”
2.阿伏加德罗常数——“三量”
3．摩尔质量——“三性”
(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。
1 ml NaClO的质量为______g。(宏观辨识与微观探析)
提示：74.5
(2)(情境应用)“瑞雪兆丰年”，下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。
“1 ml CH3COOK含有1 ml钾元素”，“1 ml CH3COOK约含有3×6.02×1023个H”的表达是否正确？(宏观辨识与微观探析)
提示：元素是一个宏观概念，不能用物质的量表示，“1 ml CH3COOK含有1 ml钾元素”错误；1 ml CH3COOK含有3 ml H，所以1 ml CH3COOK约含有3×6.02×1023个H，正确。
【典例】(2020·南充高一检测)下列叙述中，正确的是( )
A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似值为6.02×1023
B.等物质的量的O2与O3，所含氧原子数相同
C．在0.5 ml Na2SO4中，含有的Na＋数约是6.02×1023
D.O2和O3的摩尔质量都为16 g·ml－1
【解题指南】解答本题应注意以下三点：
(1)阿伏加德罗常数有单位。
(2)摩尔质量以g·ml－1为单位时，与微粒的相对原子(分子)质量数值上相等。
(3)明确物质的组成，看清描述的微粒种类。
【解析】选C。阿伏加德罗常数用NA表示，有单位，其近似值为6.02×1023 ml－1，A错误；等物质的量的O2与O3所含氧原子数之比为2∶3，B错误；0.5 ml Na2SO4中含有1 ml Na＋，个数约为6.02×1023，C正确；O2和O3的摩尔质量分别为32 g·ml－1、48 g·ml－1，D错误。
【母题追问】(1)上题B项等物质的量的O2与O3的质量之比是____________。
提示：2∶3。等物质的量的O2与O3所含氧原子的物质的量之比为2∶3，则质量之比也为2∶3。
(2)上题C项Na2SO4含有离子的物质的量为________。
提示：1.5 ml。1个Na2SO4中含有2个Na＋和1个SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，则0.5 ml Na2SO4中含有离子的物质的量为0.5 ml×3＝1.5 ml。
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( )
A．1 ml H2O约含有6.02×1023个氢原子
B．H2O的摩尔质量是18 g
C．1 ml O2的质量是32 g，含有的氧原子数为2 NA
D．2 NA个H2O的摩尔质量为36 g·ml－1
【解析】选C。A项1 ml H2O含有2 ml氢原子约2×6.02×1023个氢原子；B项摩尔质量的单位为g·ml－1；D项摩尔质量与物质的量的多少无关，错误。
【加固训练】
1．(2020·青岛高一检测)下列说法正确的是( )
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 ml氢中含有2 ml氢原子和2 ml电子
C．1 ml H2O的质量等于NA个水分子质量的总和(NA表示阿伏加德罗常数)
D．摩尔表示物质的量的数量单位
【解析】选C。A项，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的粒子集合体的多少。B项，在用物质的量表示物质的多少时，必须用“数字＋单位(ml)＋化学式”的形式来表示，“1 ml氢”表示方法错误。C项，1 ml H2O中含NA个水分子，1 ml H2O的质量就等于NA个水分子质量的总和，结论正确。D项，摩尔是物质的量的单位，不是数量单位。
2.利用太阳能等可再生能源分解水制氢，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 ml水：
(1)生成H2的质量为____________；
(2)可生成氢的原子数为____________；
(3)生成O2的物质的量为____________；
(4)生成H2的量理论上等于________ ml Fe与稀硫酸反应产生H2的量。
【解析】根据2H2O eq \(=====,\s\up7(光解),\s\d5( )) 2H2↑＋O2↑，光解0.02 ml水，可产生0.02 ml H2和0.01 ml O2；生成H2的质量为0.04 g；可生成氢的原子数为2.408×1022个；0.02 ml Fe与稀硫酸反应产生0.02 ml H2。
答案：(1)0.04 g (2)2.408×1022个
(3)0.01 ml (4)0.02
知识点二 物质的量、质量、微粒数目之间的计算关系
质量、摩尔质量与物质的量之间的计算关系
(情境应用)铅笔距今已有四百多年的历史，制造铅笔芯的主要原料是石墨和黏土，所以铅笔芯无毒。
如果用铅笔写一个字消耗的石墨质量约为1×10－3 g。那么一个铅笔字含有的碳原子数为多少？
提示：一个铅笔字含有的碳原子数为N(C)＝n(C)×NA＝ eq \f(1×10－3 g,12 g·ml－1) ×6.02×1023 ml－1≈5×1019。
【典例】下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是( )
A．0.3 ml O2和0.3 ml H2O
B．6.02×1023个CO2与0.1 ml KMnO4
C．0.1 ml CuSO4·5H2O和0.1 ml C6H12O6
D．0.1 ml H2SO4和0.4NA个H2O
【解题指南】做有关物质的量的计算时要注意两点：
(1)明确分子与原子或离子的数量关系；
(2)看清题目中所要求的是粒子的物质的量还是数量。
【解析】选D。0.3 ml O2含有氧原子0.6 ml，0.3 ml H2O含有氧原子0.3 ml, A项不相等；6.02×1023个CO2含有氧原子2 ml, 0.1 ml KMnO4含有氧原子0.4 ml , B项不相等；0.1 ml CuSO4·5H2O含有氧原子0.9 ml, 0.1 ml C6H12O6含有氧原子0.6 ml, C项不相等；D项中0.1 ml H2SO4中含氧原子0.4 ml，在0.4NA个H2O中氧原子也为0.4 ml。
【母题追问】(1)0.1 ml CuSO4·5H2O中所含氧原子的物质的量是多少？
提示：1个CuSO4·5H2O中含有4＋5＝9个氧原子，所以0.1 ml CuSO4·5H2O中所含氧原子的物质的量是0.1×9＝0.9 ml。
(2) 相同质量的H2SO4和H3PO4所含氧原子数的比值是多少？
提示：硫酸和磷酸摩尔质量都是98 g·ml－1，二者质量相同则物质的量相等，每个分子都含有4个氧原子，即相同质量的H2SO4和H3PO4所含氧原子数相同，比值为1∶1。
CH4是21世纪的重要能源，NH3是重要的工业原料，请回答下列问题。
现工业生产中需要一定量的CH4和NH3：
(1)若有等物质的量的两种气体，试完成下表：
(2)若有等质量的两种气体，试完成下表：
【解析】(1)因物质的量相同，故其质量之比等于摩尔质量之比，为16∶17；物质的量相同，故分子数相同，分子个数比为1∶1；1 ml CH4含有5 ml原子(1 ml C＋4 ml H)，1 ml NH3含有4 ml原子(1 ml N＋3 ml H)，原子个数比为5∶4，氢原子个数比为4∶3。
(2)若质量均为m g，CH4和NH3的物质的量比为(m/16)∶(m/17)＝17∶16；分子个数比为17∶16；原子个数比为(17×5)∶(16×4)＝85∶64；氢原子个数比为(17×4)∶(16×3)＝17∶12。
答案：(1)16∶17 1∶1 5∶4 4∶3
(2)17∶16 17∶16 85∶64 17∶12
【加固训练】
1．等质量的下列物质含分子数最多的是 ( )
A．H2 B．O2 C．NH3 D．CO2
【解析】选A。等质量时，物质的分子数与物质的摩尔质量成反比，即物质的摩尔质量越大，物质的量越小，则分子数越少，四种物质中氢气的摩尔质量最小，则等质量时，氢气的物质的量最大，分子数最多。
2．现有CO、CO2、O3(臭氧)三种气体，它们分别都含有1 ml氧原子，则三种气体的物质的量之比为( )
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3
C．3∶2∶1 D．6∶3∶2
【解析】选D。含1 ml氧原子，所需CO、CO2、O3的物质的量分别为1 ml、 eq \f(1,2) ml、 eq \f(1,3) ml，故三种气体的物质的量之比为6∶3∶2。
三言两语话重点
1．物质的量的单位——摩尔
(1)1 ml粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg12C所含的碳原子数相同。
(2)使用时的注意事项。
①计量对象：微观粒子。 ②指代要明确：如1 ml O2。
2．牢记1个关系：摩尔质量(以g·ml－1为单位)数值上等于相对分子(原子)质量。
3．熟记1个数值：NA＝6.02×1023 ml－1。
4．掌握1组公式：n＝ eq \f(m,M) ＝ eq \f(N,NA) 。
1．(教材二次开发·教材习题改编)下列说法正确的是( )
A．2 ml的盐酸 B．0.1 ml氢
C．0.3 ml HCl D．4 ml的氧元素
【解析】选C。A项，盐酸为HCl的水溶液，2 ml的盐酸的表示是错误的；B项，氢指氢原子还是氢分子，不明确，故错误；摩尔只能计量微观粒子，不能计量宏观物质，C正确，D错误。
【加固训练】
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mles，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( )
A．1 ml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ml
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．国际上规定，0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目为1摩
【解析】选B。不同物质分子中所含有的原子个数不一定相同，A错误；物质的量是一个物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量把宏观物质与微观粒子联系起来。0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目是阿伏加德罗常数。B正确，C、D错误。
2．2021年4月29日11时23分，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空，天和核心舱是中国空间站“天宫”的组成部分。卫星的发射需要用到运载火箭，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来源。下列叙述中正确的是( )
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 ml偏二甲肼的质量为60 g·ml－1
D．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 g·ml－1，A错误；6.02×1023个偏二甲肼分子的物质的量为1 ml，其质量为1 ml×60 g·ml－1＝60 g，B正确；1 ml偏二甲肼的质量为60 g，C错误；6 g偏二甲肼的物质的量为 eq \f(6 g,60 g·ml－1) ＝0.1 ml，含有偏二甲肼分子的数目为0.1 ml×NA ml－1＝0.1NA，D错误。
3．(2020·松原高一检测)下列物质中，摩尔质量最大的是( )
A.10 mL H2O B．0.8 ml H2SO4
C．54 g Al D．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 g·ml－1、98 g·ml－1、27 g·ml－1、100 g·ml－1，摩尔质量最大的是D项。
4．已知a ml H2和b ml NH3所含的原子数相等，则a∶b的值为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．任意比
【解析】选C。a ml H2所含原子总数为2aNA，b ml NH3所含原子总数4bNA，2aNA＝4bNA，a∶b＝2∶1。故C正确。
【加固训练】
下列有关摩尔质量的描述或应用，错误的是( )
A．1 ml OH－的质量为17 g
B．二氧化碳的摩尔质量为44 g·ml－1
C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D．一个钠原子的质量等于 eq \f(23,6.02×1023) g
【解析】选C。A选项OH－的摩尔质量为17 g·ml－1，所以1 ml OH－的质量为17 g，正确；B选项二氧化碳的相对分子质量是44，摩尔质量为44 g·ml－1，正确；C选项没有指出在数值上相等，错误；D选项中运用1 ml Na的质量等于23 g，1 ml Na的个数约为6.02×1023个，由D中计算式求得每个钠原子的质量，正确。
5．在①、②、③、④处的横线上填上适当的内容。
①________ ②________ ③________ ④________
【解析】1 ml CO(NH2)2含有4 ml H、1 ml O，故2 ml CO(NH2)2含有8 ml H、2 ml O；分子数N＝n×NA＝2 NA＝2×6.02×1023＝1.204×1024；CO(NH2)2的相对分子质量为60，故其质量m＝n×M＝2 ml×60 g·ml－1＝120 g。
答案：①2 NA(或1.204×1024) ②120 g ③2 ④8
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6．感受阿伏加德罗常数
假若有6.02×1023粒小米，我们把全国的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粒小米，一共要用掉约1 360万年的时间！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，就大约有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 ml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 ml H2O含有的分子数为________个，原子数________个，质子数________个。
(2)含有氢原子数相同的H2O和C2H4分子数之比是________。
(3)9.03×1023个氨分子含________ ml NH3，________ ml氢原子，________ ml电子。
【解析】(1)一个水分子含有10个质子，质子数为3.01×1024。
(2)若氢原子数为4个，则H2O为2个，C2H4为1个，分子数之比是2∶1。
(3)根据n＝N/NA，可知9.03×1023个氨分子即1.5 ml NH3，所以含4.5 ml氢原子，1个NH3中含有10个电子，所以1.5 ml NH3含有15 ml电子。
答案：(1)3.01×1023 9.03×1023 3.01×1024
(2)2∶1 (3)1.5 4.5 15专有化
“物质的量”四个字是一个整体，不能拆开，也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合，如NaCl；不能表示宏观的物质，如大米
具体化
必须指明具体粒子的种类，常用化学式表示，如“1 ml O”“2 ml O2”“1.5 ml O3”等；不能说“1 ml 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体，如1 ml NaCl，0.5 ml H2SO4
质量比
分子
个数比
原子
个数比
氢原子
个数比
CH4∶NH3
物质的
量之比
分子
个数比
原子
个数比
氢原子
个数比
CH4∶NH3
一、物质的量的单位——摩尔
1．物质的量
2．摩尔
3．阿伏加德罗常数
(1)1 ml H、1 ml H＋、1 ml H2的含义一样吗？为什么？能说1 ml大米吗？
提示：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；ml后面只能是分子、原子等微观粒子，不能是大米等宏观物质。
(2)(情境思考)唐僧师徒四人在学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习后根据个人学习体会，对物质的量这一概念展开了热烈的讨论。以下是四人的谈话记录。你认为谁的观点是错误的？
提示：物质的量是只能用来描述微观粒子多少的物理量，而质量是既可描述微观物质又可描述宏观物质多少的物理量，两者不可相互替代，所以孙悟空的描述是错误的。
(3)(教材二次开发)教材中描述“阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6.02×1023 ml－1表示”，那么能否说“阿伏加德罗常数就是6.02×1023”？
提示：不能。阿伏加德罗常数是1 ml物质所含的微粒数目，它不是一个纯数值，单位为ml－1，而6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值，是一个纯数值。
二、摩尔质量
(1)2 ml O2的质量是64 g，故O2的摩尔质量是64 g·ml－1对吗？ 为什么？
提示：不对。对某一纯净物来说，它的摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的量的不同而发生变化，故O2的摩尔质量还是32 g·ml－1。
(2)(情境思考)如图，每瓶矿泉水500 mL，质量为500 g，你能计算出一瓶水中大约含有多少个水分子吗？
提示：首先根据n＝m/M计算出一瓶水的物质的量：n＝500 g/18 g·ml－1≈27.8 ml，再由N＝n·NA就可计算出一瓶水含有的水分子数N＝27.8 ml×6.02×1023 ml－1≈1.67×1025。
知识点一 有关物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的正确理解
1．物质的量——“四化”
2.阿伏加德罗常数——“三量”
3．摩尔质量——“三性”
(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。
1 ml NaClO的质量为______g。(宏观辨识与微观探析)
提示：74.5
(2)(情境应用)“瑞雪兆丰年”，下雪时，常用融雪剂清理路面，醋酸钾(CH3COOK)是效果较好的融雪剂。
“1 ml CH3COOK含有1 ml钾元素”，“1 ml CH3COOK约含有3×6.02×1023个H”的表达是否正确？(宏观辨识与微观探析)
提示：元素是一个宏观概念，不能用物质的量表示，“1 ml CH3COOK含有1 ml钾元素”错误；1 ml CH3COOK含有3 ml H，所以1 ml CH3COOK约含有3×6.02×1023个H，正确。
【典例】(2020·南充高一检测)下列叙述中，正确的是( )
A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似值为6.02×1023
B.等物质的量的O2与O3，所含氧原子数相同
C．在0.5 ml Na2SO4中，含有的Na＋数约是6.02×1023
D.O2和O3的摩尔质量都为16 g·ml－1
【解题指南】解答本题应注意以下三点：
(1)阿伏加德罗常数有单位。
(2)摩尔质量以g·ml－1为单位时，与微粒的相对原子(分子)质量数值上相等。
(3)明确物质的组成，看清描述的微粒种类。
【解析】选C。阿伏加德罗常数用NA表示，有单位，其近似值为6.02×1023 ml－1，A错误；等物质的量的O2与O3所含氧原子数之比为2∶3，B错误；0.5 ml Na2SO4中含有1 ml Na＋，个数约为6.02×1023，C正确；O2和O3的摩尔质量分别为32 g·ml－1、48 g·ml－1，D错误。
【母题追问】(1)上题B项等物质的量的O2与O3的质量之比是____________。
提示：2∶3。等物质的量的O2与O3所含氧原子的物质的量之比为2∶3，则质量之比也为2∶3。
(2)上题C项Na2SO4含有离子的物质的量为________。
提示：1.5 ml。1个Na2SO4中含有2个Na＋和1个SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，则0.5 ml Na2SO4中含有离子的物质的量为0.5 ml×3＝1.5 ml。
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( )
A．1 ml H2O约含有6.02×1023个氢原子
B．H2O的摩尔质量是18 g
C．1 ml O2的质量是32 g，含有的氧原子数为2 NA
D．2 NA个H2O的摩尔质量为36 g·ml－1
【解析】选C。A项1 ml H2O含有2 ml氢原子约2×6.02×1023个氢原子；B项摩尔质量的单位为g·ml－1；D项摩尔质量与物质的量的多少无关，错误。
【加固训练】
1．(2020·青岛高一检测)下列说法正确的是( )
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 ml氢中含有2 ml氢原子和2 ml电子
C．1 ml H2O的质量等于NA个水分子质量的总和(NA表示阿伏加德罗常数)
D．摩尔表示物质的量的数量单位
【解析】选C。A项，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的粒子集合体的多少。B项，在用物质的量表示物质的多少时，必须用“数字＋单位(ml)＋化学式”的形式来表示，“1 ml氢”表示方法错误。C项，1 ml H2O中含NA个水分子，1 ml H2O的质量就等于NA个水分子质量的总和，结论正确。D项，摩尔是物质的量的单位，不是数量单位。
2.利用太阳能等可再生能源分解水制氢，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 ml水：
(1)生成H2的质量为____________；
(2)可生成氢的原子数为____________；
(3)生成O2的物质的量为____________；
(4)生成H2的量理论上等于________ ml Fe与稀硫酸反应产生H2的量。
【解析】根据2H2O eq \(=====,\s\up7(光解),\s\d5( )) 2H2↑＋O2↑，光解0.02 ml水，可产生0.02 ml H2和0.01 ml O2；生成H2的质量为0.04 g；可生成氢的原子数为2.408×1022个；0.02 ml Fe与稀硫酸反应产生0.02 ml H2。
答案：(1)0.04 g (2)2.408×1022个
(3)0.01 ml (4)0.02
知识点二 物质的量、质量、微粒数目之间的计算关系
质量、摩尔质量与物质的量之间的计算关系
(情境应用)铅笔距今已有四百多年的历史，制造铅笔芯的主要原料是石墨和黏土，所以铅笔芯无毒。
如果用铅笔写一个字消耗的石墨质量约为1×10－3 g。那么一个铅笔字含有的碳原子数为多少？
提示：一个铅笔字含有的碳原子数为N(C)＝n(C)×NA＝ eq \f(1×10－3 g,12 g·ml－1) ×6.02×1023 ml－1≈5×1019。
【典例】下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是( )
A．0.3 ml O2和0.3 ml H2O
B．6.02×1023个CO2与0.1 ml KMnO4
C．0.1 ml CuSO4·5H2O和0.1 ml C6H12O6
D．0.1 ml H2SO4和0.4NA个H2O
【解题指南】做有关物质的量的计算时要注意两点：
(1)明确分子与原子或离子的数量关系；
(2)看清题目中所要求的是粒子的物质的量还是数量。
【解析】选D。0.3 ml O2含有氧原子0.6 ml，0.3 ml H2O含有氧原子0.3 ml, A项不相等；6.02×1023个CO2含有氧原子2 ml, 0.1 ml KMnO4含有氧原子0.4 ml , B项不相等；0.1 ml CuSO4·5H2O含有氧原子0.9 ml, 0.1 ml C6H12O6含有氧原子0.6 ml, C项不相等；D项中0.1 ml H2SO4中含氧原子0.4 ml，在0.4NA个H2O中氧原子也为0.4 ml。
【母题追问】(1)0.1 ml CuSO4·5H2O中所含氧原子的物质的量是多少？
提示：1个CuSO4·5H2O中含有4＋5＝9个氧原子，所以0.1 ml CuSO4·5H2O中所含氧原子的物质的量是0.1×9＝0.9 ml。
(2) 相同质量的H2SO4和H3PO4所含氧原子数的比值是多少？
提示：硫酸和磷酸摩尔质量都是98 g·ml－1，二者质量相同则物质的量相等，每个分子都含有4个氧原子，即相同质量的H2SO4和H3PO4所含氧原子数相同，比值为1∶1。
CH4是21世纪的重要能源，NH3是重要的工业原料，请回答下列问题。
现工业生产中需要一定量的CH4和NH3：
(1)若有等物质的量的两种气体，试完成下表：
(2)若有等质量的两种气体，试完成下表：
【解析】(1)因物质的量相同，故其质量之比等于摩尔质量之比，为16∶17；物质的量相同，故分子数相同，分子个数比为1∶1；1 ml CH4含有5 ml原子(1 ml C＋4 ml H)，1 ml NH3含有4 ml原子(1 ml N＋3 ml H)，原子个数比为5∶4，氢原子个数比为4∶3。
(2)若质量均为m g，CH4和NH3的物质的量比为(m/16)∶(m/17)＝17∶16；分子个数比为17∶16；原子个数比为(17×5)∶(16×4)＝85∶64；氢原子个数比为(17×4)∶(16×3)＝17∶12。
答案：(1)16∶17 1∶1 5∶4 4∶3
(2)17∶16 17∶16 85∶64 17∶12
【加固训练】
1．等质量的下列物质含分子数最多的是 ( )
A．H2 B．O2 C．NH3 D．CO2
【解析】选A。等质量时，物质的分子数与物质的摩尔质量成反比，即物质的摩尔质量越大，物质的量越小，则分子数越少，四种物质中氢气的摩尔质量最小，则等质量时，氢气的物质的量最大，分子数最多。
2．现有CO、CO2、O3(臭氧)三种气体，它们分别都含有1 ml氧原子，则三种气体的物质的量之比为( )
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3
C．3∶2∶1 D．6∶3∶2
【解析】选D。含1 ml氧原子，所需CO、CO2、O3的物质的量分别为1 ml、 eq \f(1,2) ml、 eq \f(1,3) ml，故三种气体的物质的量之比为6∶3∶2。
三言两语话重点
1．物质的量的单位——摩尔
(1)1 ml粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg12C所含的碳原子数相同。
(2)使用时的注意事项。
①计量对象：微观粒子。 ②指代要明确：如1 ml O2。
2．牢记1个关系：摩尔质量(以g·ml－1为单位)数值上等于相对分子(原子)质量。
3．熟记1个数值：NA＝6.02×1023 ml－1。
4．掌握1组公式：n＝ eq \f(m,M) ＝ eq \f(N,NA) 。
1．(教材二次开发·教材习题改编)下列说法正确的是( )
A．2 ml的盐酸 B．0.1 ml氢
C．0.3 ml HCl D．4 ml的氧元素
【解析】选C。A项，盐酸为HCl的水溶液，2 ml的盐酸的表示是错误的；B项，氢指氢原子还是氢分子，不明确，故错误；摩尔只能计量微观粒子，不能计量宏观物质，C正确，D错误。
【加固训练】
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mles，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( )
A．1 ml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ml
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．国际上规定，0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目为1摩
【解析】选B。不同物质分子中所含有的原子个数不一定相同，A错误；物质的量是一个物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量把宏观物质与微观粒子联系起来。0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目是阿伏加德罗常数。B正确，C、D错误。
2．2021年4月29日11时23分，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空，天和核心舱是中国空间站“天宫”的组成部分。卫星的发射需要用到运载火箭，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来源。下列叙述中正确的是( )
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 ml偏二甲肼的质量为60 g·ml－1
D．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 g·ml－1，A错误；6.02×1023个偏二甲肼分子的物质的量为1 ml，其质量为1 ml×60 g·ml－1＝60 g，B正确；1 ml偏二甲肼的质量为60 g，C错误；6 g偏二甲肼的物质的量为 eq \f(6 g,60 g·ml－1) ＝0.1 ml，含有偏二甲肼分子的数目为0.1 ml×NA ml－1＝0.1NA，D错误。
3．(2020·松原高一检测)下列物质中，摩尔质量最大的是( )
A.10 mL H2O B．0.8 ml H2SO4
C．54 g Al D．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 g·ml－1、98 g·ml－1、27 g·ml－1、100 g·ml－1，摩尔质量最大的是D项。
4．已知a ml H2和b ml NH3所含的原子数相等，则a∶b的值为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．任意比
【解析】选C。a ml H2所含原子总数为2aNA，b ml NH3所含原子总数4bNA，2aNA＝4bNA，a∶b＝2∶1。故C正确。
【加固训练】
下列有关摩尔质量的描述或应用，错误的是( )
A．1 ml OH－的质量为17 g
B．二氧化碳的摩尔质量为44 g·ml－1
C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D．一个钠原子的质量等于 eq \f(23,6.02×1023) g
【解析】选C。A选项OH－的摩尔质量为17 g·ml－1，所以1 ml OH－的质量为17 g，正确；B选项二氧化碳的相对分子质量是44，摩尔质量为44 g·ml－1，正确；C选项没有指出在数值上相等，错误；D选项中运用1 ml Na的质量等于23 g，1 ml Na的个数约为6.02×1023个，由D中计算式求得每个钠原子的质量，正确。
5．在①、②、③、④处的横线上填上适当的内容。
①________ ②________ ③________ ④________
【解析】1 ml CO(NH2)2含有4 ml H、1 ml O，故2 ml CO(NH2)2含有8 ml H、2 ml O；分子数N＝n×NA＝2 NA＝2×6.02×1023＝1.204×1024；CO(NH2)2的相对分子质量为60，故其质量m＝n×M＝2 ml×60 g·ml－1＝120 g。
答案：①2 NA(或1.204×1024) ②120 g ③2 ④8
素养新思维
6．感受阿伏加德罗常数
假若有6.02×1023粒小米，我们把全国的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粒小米，一共要用掉约1 360万年的时间！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，就大约有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 ml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 ml H2O含有的分子数为________个，原子数________个，质子数________个。
(2)含有氢原子数相同的H2O和C2H4分子数之比是________。
(3)9.03×1023个氨分子含________ ml NH3，________ ml氢原子，________ ml电子。
【解析】(1)一个水分子含有10个质子，质子数为3.01×1024。
(2)若氢原子数为4个，则H2O为2个，C2H4为1个，分子数之比是2∶1。
(3)根据n＝N/NA，可知9.03×1023个氨分子即1.5 ml NH3，所以含4.5 ml氢原子，1个NH3中含有10个电子，所以1.5 ml NH3含有15 ml电子。
答案：(1)3.01×1023 9.03×1023 3.01×1024
(2)2∶1 (3)1.5 4.5 15专有化
“物质的量”四个字是一个整体，不能拆开，也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等
微观化
只用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、中子、质子、电子等及这些粒子的特定组合，如NaCl；不能表示宏观的物质，如大米
具体化
必须指明具体粒子的种类，常用化学式表示，如“1 ml O”“2 ml O2”“1.5 ml O3”等；不能说“1 ml 氧”
集体化
物质的量可以表示多个微粒的特定组合或集合体，如1 ml NaCl，0.5 ml H2SO4
质量比
分子
个数比
原子
个数比
氢原子
个数比
CH4∶NH3
物质的
量之比
分子
个数比
原子
个数比
氢原子
个数比
CH4∶NH3
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