2023_2024学年新教材高中化学第1章认识化学科学第3节化学中常用的物理量__物质的量第1课时物质的量及其单位摩尔质量学生用书鲁科版必修第一册 试卷

第1课时　物质的量及其单位　摩尔质量

学业要求

1．了解物质的量及其单位——摩尔，了解物质的量与微观粒子数之间的关系。从物质的量的角度来认识物质的微观构成，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

2．通过对1 mol物质的质量的交流研讨，提出摩尔质量的概念，了解物质的量及其单位——摩尔，了解物质的量与微观粒子数之间的关系，能够运用物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数的相互关系进行简单计算，形成证据推理与模型认知的化学核心素养。

知识网络,

学业基础——自学·思记·尝试

一、物质的量及其单位——摩尔

1．物质的量

(1)含义：物质的量是一种物理量，它可以把物质的质量、体积等________与原子、分子或离子等________的数量联系起来，用符号________表示。

(2)物质的量的单位——摩尔

特别提醒

(1)“物质的量”是一个专用名词，不能删减或增添任何字，例如：不能写成“物质量”“物质的质量”或“物质质量”等。

(2)某微粒的物质的量可用“n(微粒符号)”的形式来表示，如n(O2)、n(H2O)、n(Na＋)等。

(3)摩尔只能用来表示微观粒子的多少，不能用来表示宏观物质的多少。例如：1 mol小米、1 mol苹果、1 mol元素等都是错误的。(4)用摩尔表示微观粒子多少时，必须指明微观粒子的种类，例如：1 mol H、1 mol H2、1 mol H＋都正确；但1 mol氢不正确，因为其表示的微观粒子不明确。

2．阿伏加德罗常数

(1)含义：国际计量大会规定，1 mol包含6.022 140 76×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。____________________这一常数被称为阿伏加德罗常数。可近似表示为____________。

(2)符号：________。

(3)单位：________。

3．物质的量(n)、微粒数(N)、阿伏加德罗常数(NA)之间的关系：

________或________或________。

知识链接

(1)为了纪念阿伏加德罗在气体定律方面作出的功绩，化学界把测得的1 mol物质所含的微粒数称为阿伏加德罗常数。

(2)1 mol任何“微粒”集体都含有6.02×1023个“微粒”。

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)物质的量可以理解为物质的数量(　　)

(2)3 mol O2与2 mol H2O所含原子数相等(　　)

(3)物质的量描述的对象是分子、原子等微观粒子(　　)

(4)1 mol H2中含有2 mol氢原子和2 mol电子(　　)

(5)1 mol任何微粒集体所含对应微粒数均约为6.02×1023(　　)

(6)6.02×1023就是阿伏加德罗常数(　　)

(7)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子(　　)

(8)摩尔是七个基本物理量之一(　　)

2．交流思考

从物质的量的角度定量认识物质的组成，回答下列问题：

(1)通过下图可进一步认识水的组成，请完成图中空格。

(2)1个CO2分子中有1个C原子、2个O原子。则1 mol CO2中有____mol C和____mol O，0.5 mol CO2中有____mol C和____mol O。含有0.5 mol O的CO2的物质的量为____mol。

(3)1 mol Na2SO4中含有Na＋的数目是________，与其含有相同Na＋数目的NaCl的物质的量为________。

(4)________mol NH3与0.3 mol H2O中所含H原子数目一样多。若用NA表示阿伏加德罗常数，0.2 mol NH3中含有________个电子。

3．下列叙述正确的是(　　)

A．摩尔是物质的量的单位，1 mol H2含有约6.02×1023个原子

B．1 mol氢气的质量为1 g，它含有NA个氢分子

C．摩尔是七个基本物理量之一

D．每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个组成该物质的微粒

4．下列说法中，正确的是(　　)

A．1 mol CO2中含有1 mol O2

B．14 g N2中含有3.01×1023个氮分子

C．6.02×1023称为阿伏加德罗常数

D．1 mol H2O含有1 mol H2分子和1 mol O原子

二、摩尔质量

1．摩尔质量

2．以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观微粒数(N)之间的关系：＝n＝。

特别提醒

对摩尔质量的理解

物质的摩尔质量是物质的固有属性，不随物质状态及物质的量的多少而变化，取决于物质的组成和化学式的表示形式。

1 mol任何物质的质量，以g为单位时，在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量。

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)1 mol CH4的质量为16 g·mol－1(　　)

(2)H2O的摩尔质量为18 g(　　)

(3)2 mol H2O的摩尔质量是36 g·mol－1(　　)

(4)CH4的摩尔质量和NA个甲烷分子的质量相等(　　)

(5)2 mol CO2的质量是88 g(　　)

2．交流思考

(1)摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是否等同？若不等同，数值在什么情况下相等？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

(2)计算下列物质的摩尔质量(用NA代表阿伏加德罗常数的值)。

①已知氨气的相对分子质量为17，则氨气的摩尔质量为________。

②1.28 g某气体含有的分子数目为0.02 NA，则该气体的摩尔质量为________。

③已知一个铁原子的质量为b g，则铁的摩尔质量为________。

④已知a g某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为________。

3．下列关于物质的量和摩尔质量的叙述，正确的是(　　)

A．水的摩尔质量是18 g

B．0.012 kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子

C．1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧

D．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子

4．屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素的分子式为C15H22O5，相对分子质量为282。下面关于青蒿素的说法正确的是(　　)

A．1 mol C15H22O5的质量为282 g·mol－1

B．C15H22O5的摩尔质量等于它的相对分子质量

C．一个C15H22O5微粒的质量约为 g

D．含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为1 mol

5．设一个12C原子的质量为a g，一个R原子的质量为b g，阿伏加德罗常数为NA mol－1，则R的相对原子质量可以表示为(　　)

A．　　　　 B．

C．bNA  D．aNA

归纳总结

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。

核心素养——合作·探究·分享

物质的量、物质的质量、微粒数之间的计算

[例]　设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)

A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2NA

B.0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的氧原子数

C．28 g氮气所含的原子数为NA

D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1

[提升]　(1)0.2 mol Na2SO4能解离出________(用含NA的代数式表示)个Na＋，0.04 mol某物质的质量为7.2 g，则该物质的摩尔质量为________。

(2)等物质的量的CO和CO2中所含O原子物质的量之比是________________，二者的质量之比是________。

(3)下列物质中，物质的量最大的是________(填字母，下同)；含原子个数最多的是________。

A．6 g H2

B．0.5 mol CO2

C．1.204×1024个 HCl分子

D．98 g H2SO4

E．92 g 乙醇(C2H5OH)

状元随笔　物质的量是物质的质量和微观粒子数目之间计算的桥梁，已知物质的质量求其微粒数目或已知物质的微粒数目求其质量都是先转换成物质的量，再计算微粒数或质量，特别要注意微粒可能是分子，也可能是所含的原子、离子、电子等，直接代入公式时，各符号代表的微粒要统一。

关键能力

状元随笔　物理量之间的换算需要注意的地方

(1)要明确各物理量与物质的量的关系。

(2)找出联系各物理量的公式，注意单位的换算。

(3)注意公式应用的条件，物质的组成等。

学考评价——夯实·测控·演练

1．下列说法正确的是(　　)

A．摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量

B．摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有6.02×1023个分子

C．2 mol H表示2 mol氢原子

D．1 mol氯含有6.02×1023个氯原子

2．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)

A．1 mol CH4的质量为16 g·mol－1

B．H2O的摩尔质量为18 g

C．44 g CO2中所含原子数为NA

D．9.8 g H2SO4中含0.1NA个H2SO4分子

3．下列叙述不正确的是(　　)

A．物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量

B．物质的量是国际单位制中的一个基本物理量

C．0.012 kg 12C中所含的碳原子数为NA

D．1 mol任何物质都含有约6.02×1023个分子

4．0.1 mol CaCl2固体中含有(　　)

A．0.1 mol Cl2

B．1.204×1024个Cl－

C．0.1 mol Ca2＋

D．3.01×1023个Ca2＋

5．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)

A．18 g水中含有的氢原子数目为NA

B．1 mol氩气分子所含的原子数目为2NA

C．53 g碳酸钠中含有的钠离子数目为0.5NA

D．0.5 mol硝酸中含有的氧原子数目为1.5NA

6．下列关于摩尔质量的说法中，正确的是(　　)

A．水的摩尔质量是18 g

B．2 mol水的摩尔质量是1 mol水的摩尔质量的2倍

C．任何物质的摩尔质量都等于它的相对原子(或分子)质量

D．以g·mol－1为单位时，水的摩尔质量是氢气的摩尔质量的9倍

第3节　化学中常用的物理量——物质的量

第1课时　物质的量及其单位　摩尔质量

学 业 基 础

一、

1．(1)宏观量　微观粒子　n　(2)mol　分子　原子　离子

2．(1)6.022 140 76×1023 mol－1　6.02×1023 mol－1　(2)NA　(3)mol－1

3．n＝　N＝n×NA　NA＝

[即学即练]

1．答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×

2．答案：(1)1.204×1024　6.02×1023　2 mol　1 mol　(2)1　2　0.5　1　0.25　(3)1.204×1024　2 mol　(4)0.2　2NA

3．解析：1 mol H2含有的原子数约为1.204×1024，故A错误；氢气的摩尔质量是2 g·mol－1，1 mol氢气的质量为2 g，1 mol H2含有阿伏加德罗常数个氢分子，故B错误；物质的量是七个基本物理量之一，其单位是摩尔，故C错误；每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个组成该物质的微粒，故D正确。

答案：D

4．解析：CO2中不存在O2，A项错误；14 g N2的物质的量为0.5 mol，含有的氮分子数为0.5 mol×6.02×1023 mol－1＝3.01×1023，B项正确；通常把6.02×1023 mol－1称为阿伏加德罗常数，C项错误；水分子是由原子构成的，1 mol H2O含有2 mol H原子和1 mol O原子，D项错误。

答案：B

二、

1．M　g·mol－1　相对分子质量或相对原子质量　M＝

[即学即练]

1．答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

2．答案：(1)不等同，当摩尔质量以g·mol－1为单位时，数值才相等。

(2)①17 g·mol－1　②64 g·mol－1　③bNA g·mol－1　④ g·mol－1

3．解析：A项，摩尔质量的单位是g·mol－1，错误；B项，根据规定，0.012 kg 12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，近似为6.02×1023 mol－1，正确；C项，在使用“摩尔”作为物质的量的单位时，应该用化学式指明粒子的种类，氢、氧的含义不具体，错误；D项，构成物质的基本粒子有分子、原子和离子，并非任何物质都是由分子构成的，错误。

答案：B

4．解析：质量单位是g，1 mol C15H22O5的质量为282 g，故A错误；摩尔质量有单位，相对分子质量无单位，因此不相等，故B错误；NA个C15H22O5的质量为282 g，则1个C15H22O5的质量约为 g，故C正确；1 mol C15H22O5中含有15 mol C，6.02×1023个碳原子的物质的量为1 mol，因此含有6.02×1023个碳原子的C15H22O5的物质的量为 mol，故D错误。

答案：C

5．解析：Mr(R)＝＝，M(R)＝b g·NAmol－1＝bNA g·mol－1，Mr(R)＝bNA，C项正确。

答案：C

核心 素 养

[例]　解析：2.3 g钠的物质的量为0.1 mol，变为0.1 mol Na＋时失去的电子数为0.1NA，故A错误；19.6 g磷酸中含有0.2NA个磷酸分子(＝0.2 mol)，等物质的量的硫酸(H2SO4)与磷酸(H3PO4)中含有相同的氧原子数，故B正确；28 g氮气(N2)的物质的量为＝1 mol，含有2NA个氮原子，故C错误；NA个氧分子的质量为32 g，NA个氢分子的质量为2 g，二者的质量比为16∶1，故D错误。

答案：B

[提升]　解析：(1)0.2 mol Na2SO4能解离出Na＋的物质的量为0.2 mol×2＝0.4 mol，故Na＋的个数为0.4NA；0.04 mol某物质的质量为7.2 g，则该物质的摩尔质量为＝180 g·mol－1。(2)设CO和CO2的物质的量均为a mol，则两种物质中所含O原子的物质的量之比为a mol∶2a mol＝1∶2；CO的质量为28 g·mol－1×a mol＝ 28a g，CO2的质量为44 g·mol－1×a mol＝44a g，则二者的质量之比为28a g∶44a g＝7∶11。(3)6 g H2的物质的量为＝3 mol，含有原子为3 mol×2＝6 mol；0.5 mol CO2含有原子为0.5 mol×3＝1.5mol，1.204×1024个HCl分子的物质的量为＝2 mol，含有原子为2 mol×2＝4 mol；98 g H2SO4的物质的量为＝1 mol，含有原子为1 mol×7＝7 mol；92 g乙醇的物质的量＝＝2 mol，含有原子为2 mol×9＝18 mol；则物质的量最大的是6 g H2，含有原子最多的是92 g乙醇。

答案：(1)0.4NA　180 g·mol－1

(2)1∶2　7∶11　(3)A　E

学考评价

1．答案：C

2．解析：1 mol CH4的质量m(CH4)＝n(CH4)·M(CH4)＝1 mol×16 g·mol－1＝ 16 g，A项错误；H2O的摩尔质量为18 g·mol－1，B项错误；44 g CO2中所含原子数为3×n(CO2)×NA＝3××NA＝3××NA＝3NA，C项错误；n(H2SO4)＝＝＝0.1 mol，N(H2SO4)＝n(H2SO4)·NA＝0.1NA，D项正确。

答案：D

3．解析：物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，A正确；物质的量是国际单位制中的一个基本物理量，B正确；0.012 kg 12C的物质的量是1 mol，其中所含的碳原子数为NA，C正确；1 mol任何物质不一定都含有约6.02×1023个分子，如1 mol Fe中含有约6.02×1023个原子，没有分子，D错误。

答案：D

4．解析：CaCl2固体是由Ca2＋和Cl－构成，0.1 mol CaCl2中含有0.1 mol Ca2＋、0.2 mol Cl－，Ca2＋的个数为6.02×1022，Cl－的个数为1.204×1023，其中不存在Cl2。

答案：C

5．答案：D

6．解析：摩尔质量的单位是g·mol－1，水的摩尔质量是18 g·mol－1，故A错误；对于某一确定的物质，其摩尔质量是定值，不随物质的物质的量的多少改变，故B错误；摩尔质量的单位是g·mol－1，相对分子质量或相对原子质量的单位是“1”，所以摩尔质量和相对分子质量或相对原子质量不相等，故C错误；水的摩尔质量是18 g·mol－1，氢气的摩尔质量是2 g·mol－1，所以水的摩尔质量是氢气摩尔质量的9 倍，故D正确。

答案：D