高中化学【物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量】学案

物质的量及其单位——摩尔摩尔质量
学习目标：1.了解物质的量、摩尔质量的单位及含义。

(重难点)2.理解阿伏加德罗常数(N A)的含义。

(难点)3.能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。

(重点)
一、物质的量及其单位
1．物质的量
(1)概念：表示含有一定数目微粒的集合体的物理量。

(2)单位：摩尔，简称：摩。

(3)符号：n。

微点拨：“物质的量”四个字是一个整体，不能添字、漏字或换字，如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等。

2．摩尔——物质的量的单位
(1)标准：1 “mol”微粒集体所含的微粒数与0.012_kg_12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。

(2)符号：mol。

(3)计量对象：分子、原子、离子、原子团、电子、质子、中子等所有微观粒子。

3．阿伏加德罗常数
(1)概念：1 mol任何微粒所含有的微粒数叫作阿伏加德罗常数。

(2)符号：N A。

(3)数值及单位：6.02×1023_mol－1。

4．物质的量(n)、阿伏加德罗常数(N A)与微粒数(N)的关系
n＝N
N A。

二、摩尔质量
1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量。

2．符号：M。

3．单位：_g·mol－1或kg·mol－1。

4．数值：当以g·mol－1为单位时，在数值上与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。

微点拨：对于具体的物质来说，摩尔质量是常数，不随物质的量的多少而改变，也不随物质的聚集状态改变。

5．物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系：n＝m M。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物质的量就是指物质的多少。

()
(2)12 g 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数的值。

()
(3)1 mol Cl2中含有6.02×1023个氯原子。

()
(4)NaOH的摩尔质量是40 g·mol－1。

()
[答案](1)×(2)√(3)×(4)√
2．下列有关物质的量的叙述，错误的是()
A．物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
B．物质的量表示含有一定数目粒子的集合体
C．物质的量是国际单位制中的一个基本单位
D．摩尔是计量原子、分子或离子等微观粒子的“物质的量”的单位
C[物质的量是物理量，它的单位是摩尔。

]
3．2 mol氯气中含有()
A．2 mol氯原子B．2 g氯元素
C．2.408×1024个氯原子D．4 g氯分子
C[氯气为双原子分子，则氯原子为2 mol×2＝4 mol，故A错误；由m＝nM可知，氯元素的质量为2 mol×71 g·mol－1＝142 g，故B错误；含氯原子为2 mol×2×6.02×1023 mol－1＝2.408×1024，故C正确；氯气分子质量为2 mol×71 g·mol－1＝142 g，故D错误。

]
物质的量及其基本概念的理解与应用
[背景材料]
一双筷子一盒别针一打铅笔一箱啤酒
以固定数目的集合体作为一个整体，其他任意量的物质均描述为这个集合体的倍数，如两盒别针；同理，将一定数目的微观粒子作为一个集合体，以这个集合体作为基准，然后将任意量的物质所含微粒数目均表示为这个集合体的若干倍，显然要方便得多。

[思考交流]
(1)化学上描述一定数目粒子集合体的物理量是什么？其单位是什么？
[提示]化学上描述一定数目粒子集合体的物理量是物质的量。

物质的量的单位是摩尔。

(2)1 mol小麦和1 mol氧的说法正确吗？为什么？
[提示]上述说法均不正确，物质的量只适用于微观粒子，不能用来说明宏观物质，故1 mol小麦的说法不正确；用摩尔时必须指明微粒的种类，1 mol氧既可表示氧原子、氧分子还能表示氧离子，这里的氧指代不明确，所以1 mol 氧说法不正确。

(3)0.5 mol CO2中含CO2分子数与原子数各为多少？
[提示]分子数：0.5 mol×6.02×1023 mol－1＝3.01×1023；原子总数：
3.01×1023×3＝9.03×1023。

(4)如何理解阿伏加德罗常数(N A)与6.02×1023 mol－1之间的关系？
[提示]N A近似为6.02×1023 mol－1。

(5)1 mol H2O的质量、相对分子质量、摩尔质量分别是多少？
[提示]18 g1818 g·mol－1
1．N A与6.02×1023的区别和联系
(1)联系：N A与6.02×1023均可表示1 mol粒子的个数。

(2)区别：N A＝6.02×1023 mol－1，有单位；而6.02×1023，是一个数值，无单位。

2．使用“物质的量”时易犯的两个错误
(1)错误一：用物质的量描述宏观物质。

(2)错误二：描述的对象不明确。

如1 mol氮的表示方法错误，应指明对象：1 mol N2表示1 mol氮分子，1 mol N表示1 mol氮原子。

(3)错误三：换算错误。

如1 mol CH4中含4 mol H，而不是1 mol H。

3．摩尔质量的认识误区
(1)将摩尔质量与质量的单位混淆。

(2)误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。

下列叙述错误的是()
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
②1 mol任何物质都含有约6.02×1023个粒子
③6.02×1023就是阿伏加德罗常数
④1 mol氢原子就是1个氢原子
⑤1 mol CO2中含有1 mol碳和2 mol氧
A．①②③B．②③④
C．②③④⑤D．全部
D[①物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，摩尔只是物质的量的单位，错误；②构成物质的微粒可以是分子、离子或原子，不能确定该物质是由哪种微粒构成的，错误；③阿伏加德罗常数的单位是mol－1，错误；④1 mol氢原子含有6.02×1023个氢原子，错误；⑤“1 mol碳和2 mol氧”指代不明确，不符合使用要求，应该写成1 mol C和2 mol O，错误。

]
物质的量、物质的质量、粒子数目的关系
[背景材料]
[思考交流]
(1)9.03×1023个CO2分子的物质的量、物质的质量分别是多少？
[提示]n＝N
N A＝
9.03×1023
6.02×1023 mol－1
＝1.5 mol，
m＝n·M＝1.5 mol×44 g·mol－1＝66 g。

(2)9 g水的物质的量、所含分子数目分别是多少？
[提示]n＝m
M＝
9 g
18 g·mol－1
＝0.5 mol，
N＝n·N A＝0.5 mol×6.02×10－23 mol－1＝3.01×1023。

三个计算关系式
1．n＝m M
(1)在M、n和m中，已知任意两项可求第三项。

(2)由M可求相对原子(分子)质量。

2．n＝N
N A
(1)在n、N和N A中，已知任意两项可求第三项。

(2)求n或N时概念性问题用N A，数字性问题用6.02×1023 mol－1。

(3)N与n成正比。

3.m
M
＝N
N A
(1)N、N A、m、M四个量中已知任意三项可求第四项。

(2)该关系式中，一般N A、M是已知的，m与N可互求。

用N A表示阿伏加德罗常数的值，请填写下表：
物质摩尔质量物质的量质量分子或离子数目
SO2 2 mol
SO2－4 6.02×1022
O28.0 g
物质摩尔质量物质的量质量分子或离子数目SO264 g·mol－1128 g 1.204×1024
SO2－496 g·mol－10.1 mol 9.6 g
O232 g·mol－10.25 mol 1.505×1023
1．下列关于“摩尔”的理解正确的是()
A．摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol
C．我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D．1 mol氧含6.02×1023个O2
B[摩尔只是物质的量这一物理量的单位，不是一种物理量；含6.02×1023个粒子的集体不一定计量为1摩尔，如含6.02×1023个氧原子的O2的物质的量是0.5 mol；1 mol氧含义不明确，应说1 mol O2含6.02×1023个O2。

] 2．下列关于阿伏加德罗常数的说法中，错误的是()
A．6.02×1023叫作阿伏加德罗常数
B．12 g 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值
C．含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔
D．1摩尔氯气中含有6.02×1023个氯分子
A[摩尔是以0.012 kg 12C所含碳原子数作为基准，每摩尔物质含有阿伏加
德罗常数值个微粒。

阿伏加德罗常数常用6.02×1023 mol－1表示，而不是
6.02×1023。

]
3．下列说法中正确的是()
①1 mol O的质量是16 g·mol－1
②Na＋的摩尔质量是23 g·mol－1
③CO2的摩尔质量是44 g·mol－1
④氢的摩尔质量是2 g·mol－1
A．①②B．②③
C．③④D．①④
B[①中质量的常用单位之一是g而不是g·mol－1；②中在粒子的结构上Na＋比Na少了1个电子，由于与原子核的质量相比电子的质量是忽略不计的，所以Na与Na＋的相对原子质量相同，摩尔质量也相同；④中“氢”所表述的微粒对象不够明确，因此“2 g·mol－1”与“氢的摩尔质量”是不相称的，应改述为“H2的摩尔质量是2 g·mol－1”或“H的摩尔质量是1 g·mol－1”等。

]
由于电子的质量很小，所以阴、阳离子的摩尔质量数值等于组成元素的各原子相对原子质量之和。

4．设N A代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是()
A．2.3 g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.2N A
B．2 g氢气所含原子数目为N A
C．17 g NH3所含的分子数为2N A
D．N A个氧分子和N A个氢分子的质量比等于16∶1
D[A项中，2.3 g钠(即n＝
2.3 g
23 g·mol－1
＝0.1 mol)变成Na＋时，失电子的物
质的量为0.1 mol，即0.1N A；B项中，2 g氢气(即n＝ 2 g
2 g·mol－1
＝1 mol)所含原
子的物质的量为2 mol，即2N A；C项中，17 g氨气(即n＝17 g
17 g·mol－1
＝1 mol)
所含分子的物质的量为1 mol ，即N A ；D 项中，N A 个氧气分子(物质的量为1 mol ，质量为32 g)和N A 个氢气分子(物质的量为1 mol ，质量为2 g)的质量比等于16∶1，D 项正确。

]
5．若a mol H 2SO 4中含有b 个氧原子，则阿伏加德罗常数可表示为( )
A.a 4b mol －1
B.4b a mol －1
C.a b mol －1
D.b 4a mol －1 D [n (O)＝b N A ＝4a mol ，得N A ＝b 4a
mol －1，故选D 。

] 6．完成下列空白：
(1)1 mol O 2中含________ mol O ，________个O 2。

(2)0.5 mol CO 2的质量是________ g ，含有________个O 。

(3)3 mol HClO 4中含________ mol O ，含Cl 的质量是________ g 。

(4)1.204×1023个H 2分子的物质的量是______ mol ，质量是______g 。

(5)含6.02×1023个氧原子的CO 2的质量是________ g 。

[答案] (1)2 6.02×1023 (2)22 6.02×1023 (3)12 106.5 (4)0.2 0.4
(5)22。