1.3 第1课时 物质的量和摩尔质量 学案 （含答案）2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册
文档属性
| 名称 | 1.3 第1课时 物质的量和摩尔质量 学案 （含答案）2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 128.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-06 21:37:04 | ||
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文档简介
1.3 第1课时 物质的量和摩尔质量
【学习目标】
1.了解物质的量及其单位——摩尔。
2.了解物质的量与微观粒子数之间的关系,能从物质的量的角度来认识物质的微观构成。
3.了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系,能够运用物质的量、摩尔质量的相互关系进行简单计算。
【自主预习】
一、物质的量
1.物质的量及其单位——摩尔
(1)物质的量是表示含有 的物理量,用符号 表示。“物质的量”四个字是一个整体概念,为专用名词,不可任意加减字,既不是物质的质量,也不是物质的数量。
(2)物质的量的单位——摩尔
【微点拨】
用“摩尔”可以计量所有的微观粒子(包括原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子团等),但不能表示宏观物质,如不能说“1 mol大米”。
2.阿伏加德罗常数
根据表中提供的数据,用计算器进行计算,并将结果填入下表:
粒子种类 物质质量 物质的量 1个粒子实际质量 1 mol所含粒子数目
12C 12 g 1 mol 1.9933×10-23 g
Fe 56 g 1 mol 9.301×10-23 g
O2 32 g 1 mol 5.315×10-23 g
(1)通过上表计算结果,你能得出的结论是1 mol 粒子集合体所含的粒子数约为 。
(2)1 mol任何粒子的粒子数叫作阿伏加德罗常数,符号为NA,阿伏加德罗常数是1 mol任何粒子的粒子数,约为 ,其单位是 。
(3)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
【微点拨】
NA指1 mol任何粒子的粒子数,一定要明确指出是何种粒子,如1 mol CH4含有的分子数为NA,原子总数为5NA。
二、摩尔质量
【参考答案】一、1.(1)一定数目粒子的集合体 n (2)mol 分子 原子 离子 2.6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023 (1)6.02×1023 (2)6.02×1023 mol-1
二、M g/mol(或g·mol-1) 相对原子质量或相对分子质量相等 n=
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)1 mol Na2CO3中含有2 mol Na+。 ( )
(2)1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O。 ( )
(3)1 mol CaCl2中含有1 mol Cl-。 ( )
(4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。 ( )
(5)1 mol氮气中约含有6.02×1023个原子。 ( )
(6)1 mol任何物质所含有的粒子数相等。 ( )
(7)H2O的摩尔质量等于18。 ( )
【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
(7)×
2.你知道物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系吗 3.01×1023个Cu原子的物质的量为多少 2 mol H2O含有多少个水分子
【答案】n=;0.5 mol;1.204×1024。
3.如何计算一定物质的量分子中的构成粒子数 如0.1 mol CH4中有多少摩尔氢原子 多少摩尔质子
【答案】先求出1个“整体”中有几个“部分”,再延伸至1摩尔“整体”中有多少摩尔“部分”。如1个CH4分子中有4个H原子、10个质子1 mol CH4中有4 mol H原子、10 mol质子0.1 mol CH4中有0.4 mol H 原子、1 mol质子。
【合作探究】
任务1：物质的量及相关概念
情境导入 在日常生活和工作中我们经常用到一些小物品,比如曲别针。在商店里曲别针不是按个出售的,而是按盒出售的,一盒一般100个,这样便可以快速数出多盒曲别针的数量了。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,来描述微观粒子集合体数目的多少。
问题生成
1.“1 mol小米”“1 mol氯”的说法正确吗
【答案】不正确;物质的量只适用于微观粒子,不适用于宏观物质;“1 mol氯”指代的微粒不明确。
2.1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示的含义是否相同
【答案】不相同;虽然都是1 mol微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1 mol氢原子、1 mol 氢离子和1 mol氢气分子。
3.能否说阿伏加德罗常数就是6.02×1023 mol-1
【答案】不能;因为阿伏加德罗常数是一个准确的数值,近似用6.02×1023 mol-1表示。
4.完成下列表格。
粒子符号 每个粒子的质量(g/个) 1 mol物质含有的粒 子数(个) 1 mol物质的质量(g) 相对原子(分子)质量
C 1.993×10-23
Fe 9.301×10-23
H2SO4 1.628×10-22
H2O 2.990×10-23
Na+ 3.821×10-23
OH- 2.824×10-23
【答案】
粒子符号 每个粒子的质量(g/个) 1 mol物质含有的粒 子数(个) 1 mol物质的质量(g) 相对原子(分子)质量
C 1.993×10-23 6.02×1023 12 12
Fe 9.301×10-23 6.02×1023 56 56
H2SO4 1.628×10-22 6.02×1023 98 98
H2O 2.990×10-23 6.02×1023 18 18
Na+ 3.821×10-23 6.02×1023 23 23
OH- 2.824×10-23 6.02×1023 17 17
5.已知硫酸的相对分子质量为98,则硫酸的摩尔质量是多少
【答案】98 g·mol-1。
【核心归纳】
1.有关物质的量的概念
物质的量(n) “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
摩尔(mol) 只能用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子、中子等,也可以是这些微粒的特定组合,如1 mol NaOH
阿伏加德罗 常数(NA) 表示微观粒子数目时,可以用NA来表示,也可以用 6.02×1023 mol-1表示,如1 mol O2含有氧气分子的数目为NA或约为6.02×1023
n= 由n1=,n2=,得=,即物质所含微粒个数之比等于其对应的物质的量之比,如CO2中N(C)∶N(O)=n(C)∶n(O)=1∶2
2.物质的量的规范表示方法
3.摩尔质量——“四性”
等同性:摩尔质量只是当以g·mol-1为单位时在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等,其内涵和单位是不同的。
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,不随物质的状态改变而改变。
近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于该离子的相对原子质量。
混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1 mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
【典型例题】
【例1】下列关于物质的量的叙述中,错误的是( )。
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.6.02×1023个 12C的质量约为0.012 kg
C.1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子
D.1 mol C中约含有3.612×1024个电子
【答案】A
【解析】不是所有物质都由分子构成,构成物质的粒子还有原子、离子等,A项错误;6.02×1023个12C原子的质量约为0.012 kg,B项正确;一个水分子中含两个氢原子和一个氧原子,因此1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子,C项正确;一个C原子有6个电子,1 mol C就有6 mol电子,所以1 mol C约含有3.612×1024 个电子,D项正确。
【例2】下列叙述中正确的是( )。
A.CO2的摩尔质量为44 g
B.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1
C.CO2的摩尔质量等于CO2的相对分子质量
D.NA个CO2的质量(以g为单位)与CO2的相对分子质量在数值上相同
【答案】D
【解析】摩尔质量的单位是g·mol-1,质量的单位是g,A、B两项均错误;摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子质量,C项错误;NA个CO2即1 mol CO2,其质量以g为单位时,在数值上与CO2的相对分子质量相同,D项正确。
任务2：粒子数、物质的量、质量之间的换算
【核心归纳】
物质的量、物质的质量、物质的摩尔质量、微粒个数之间的关系
计算关系式(公式) 主要应用 注意事项
n= 在n、N和NA中,已知任意两项求第三项 求n或N时:概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol-1,有时还要加“约”字
n= 在M、n和m中,已知任意两项求第三项 M的单位取g·mol-1时,m的单位取g;M的单位取kg·mol-1时,m的单位取kg
m n N ①在m、M、NA和N中,已知任意三项求第四项 ②以n恒等列代数方程解决较复杂的问题 ①重视n在m和N之间的桥梁作用 ②与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
【典型例题】
【例3】完成下列问题:
(1)9.8 g H2SO4的物质的量是 mol。
(2)5.3 g Na2CO3的物质的量是 mol。
(3)0.25 mol CaCO3的质量是 g。
(4)2.0 mol H2O的质量是 g。
(5)0.02 mol某物质的质量为0.73 g,则该物质的摩尔质量为 g·mol-1。
【答案】(1)0.1 (2)0.05 (3)25 (4)36 (5)36.5
【解析】(1)n(H2SO4)===0.1 mol。
(2)n(Na2CO3)===0.05 mol。
(3)m(CaCO3)=n(CaCO3)·M(CaCO3)=0.25 mol×100 g·mol-1=25 g。
(4)m(H2O)=n(H2O)·M(H2O)=2 mol×18 g·mol-1=36 g。
(5)M===36.5 g·mol-1。
【例4】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
A.2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1NA
B.16 g CH4所含原子数目为NA
C.17 g NH3所含电子数目为10NA
D.1.8 g水所含质子数目为10NA
【答案】C
【解析】2.4 g金属镁的物质的量为=0.1 mol,完全反应生成Mg2+时,失去的电子数目为0.1×2NA=0.2NA,A项错误;16 g CH4的物质的量为=1 mol,1 mol CH4所含原子数目为1×5NA=5NA,B项错误;1.8 g水的物质的量为0.1 mol,0.1 mol水所含质子数目为0.1×10NA=NA,D项错误。
【随堂检测】
1.肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛。下列叙述正确的是( )。
A.肼的摩尔质量为32 g
B.6.02×1023个肼分子的质量约为32 g
C.1 mol肼的质量为32 g·mol-1
D.N2H4的摩尔质量等于N2H4的相对分子质量
【答案】B
【解析】肼的摩尔质量为32 g·mol-1,A项错误;6.02×1023个肼分子的物质的量为1 mol,则其质量为1 mol×32 g·mol-1=32 g,B项正确;1 mol肼的质量为32 g,C项错误;以g·mol-1为单位时,N2H4的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,D项错误。
2.下列叙述中正确的是( )。
A.1 mol OH-的质量为17
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
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 g
【答案】D
【解析】A项,1 mol OH-的质量为(16+1) g=17 g;B项,单位应为g·mol-1;C项,没有指出摩尔质量是以g·mol-1为单位,也没有指出在数值上相等。
3.根据所学知识填空。
(1)1 mol O约含有 个O。
(2)1.5 mol H2O约含有 个H2O。
(3)1 mol电子约含有 个电子。
(4)6.02×1023个12C的物质的量为 mol。
(5)6.02×1023个CO2中含有O的物质的量为 mol。
(6)6.02×1024个OH-的物质的量为 mol。
【答案】(1)6.02×1023(或NA) (2)9.03×1023(或1.5NA)
(3)6.02×1023(或NA) (4)1 (5)2 (6)10
2
【学习目标】
1.了解物质的量及其单位——摩尔。
2.了解物质的量与微观粒子数之间的关系,能从物质的量的角度来认识物质的微观构成。
3.了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系,能够运用物质的量、摩尔质量的相互关系进行简单计算。
【自主预习】
一、物质的量
1.物质的量及其单位——摩尔
(1)物质的量是表示含有 的物理量,用符号 表示。“物质的量”四个字是一个整体概念,为专用名词,不可任意加减字,既不是物质的质量,也不是物质的数量。
(2)物质的量的单位——摩尔
【微点拨】
用“摩尔”可以计量所有的微观粒子(包括原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子团等),但不能表示宏观物质,如不能说“1 mol大米”。
2.阿伏加德罗常数
根据表中提供的数据,用计算器进行计算,并将结果填入下表:
粒子种类 物质质量 物质的量 1个粒子实际质量 1 mol所含粒子数目
12C 12 g 1 mol 1.9933×10-23 g
Fe 56 g 1 mol 9.301×10-23 g
O2 32 g 1 mol 5.315×10-23 g
(1)通过上表计算结果,你能得出的结论是1 mol 粒子集合体所含的粒子数约为 。
(2)1 mol任何粒子的粒子数叫作阿伏加德罗常数,符号为NA,阿伏加德罗常数是1 mol任何粒子的粒子数,约为 ,其单位是 。
(3)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
【微点拨】
NA指1 mol任何粒子的粒子数,一定要明确指出是何种粒子,如1 mol CH4含有的分子数为NA,原子总数为5NA。
二、摩尔质量
【参考答案】一、1.(1)一定数目粒子的集合体 n (2)mol 分子 原子 离子 2.6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023 (1)6.02×1023 (2)6.02×1023 mol-1
二、M g/mol(或g·mol-1) 相对原子质量或相对分子质量相等 n=
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)1 mol Na2CO3中含有2 mol Na+。 ( )
(2)1 mol H2O中含有1 mol H2和1 mol O。 ( )
(3)1 mol CaCl2中含有1 mol Cl-。 ( )
(4)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。 ( )
(5)1 mol氮气中约含有6.02×1023个原子。 ( )
(6)1 mol任何物质所含有的粒子数相等。 ( )
(7)H2O的摩尔质量等于18。 ( )
【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
(7)×
2.你知道物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系吗 3.01×1023个Cu原子的物质的量为多少 2 mol H2O含有多少个水分子
【答案】n=;0.5 mol;1.204×1024。
3.如何计算一定物质的量分子中的构成粒子数 如0.1 mol CH4中有多少摩尔氢原子 多少摩尔质子
【答案】先求出1个“整体”中有几个“部分”,再延伸至1摩尔“整体”中有多少摩尔“部分”。如1个CH4分子中有4个H原子、10个质子1 mol CH4中有4 mol H原子、10 mol质子0.1 mol CH4中有0.4 mol H 原子、1 mol质子。
【合作探究】
任务1：物质的量及相关概念
情境导入 在日常生活和工作中我们经常用到一些小物品,比如曲别针。在商店里曲别针不是按个出售的,而是按盒出售的,一盒一般100个,这样便可以快速数出多盒曲别针的数量了。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,来描述微观粒子集合体数目的多少。
问题生成
1.“1 mol小米”“1 mol氯”的说法正确吗
【答案】不正确;物质的量只适用于微观粒子,不适用于宏观物质;“1 mol氯”指代的微粒不明确。
2.1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示的含义是否相同
【答案】不相同;虽然都是1 mol微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1 mol氢原子、1 mol 氢离子和1 mol氢气分子。
3.能否说阿伏加德罗常数就是6.02×1023 mol-1
【答案】不能;因为阿伏加德罗常数是一个准确的数值,近似用6.02×1023 mol-1表示。
4.完成下列表格。
粒子符号 每个粒子的质量(g/个) 1 mol物质含有的粒 子数(个) 1 mol物质的质量(g) 相对原子(分子)质量
C 1.993×10-23
Fe 9.301×10-23
H2SO4 1.628×10-22
H2O 2.990×10-23
Na+ 3.821×10-23
OH- 2.824×10-23
【答案】
粒子符号 每个粒子的质量(g/个) 1 mol物质含有的粒 子数(个) 1 mol物质的质量(g) 相对原子(分子)质量
C 1.993×10-23 6.02×1023 12 12
Fe 9.301×10-23 6.02×1023 56 56
H2SO4 1.628×10-22 6.02×1023 98 98
H2O 2.990×10-23 6.02×1023 18 18
Na+ 3.821×10-23 6.02×1023 23 23
OH- 2.824×10-23 6.02×1023 17 17
5.已知硫酸的相对分子质量为98,则硫酸的摩尔质量是多少
【答案】98 g·mol-1。
【核心归纳】
1.有关物质的量的概念
物质的量(n) “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
摩尔(mol) 只能用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子、中子等,也可以是这些微粒的特定组合,如1 mol NaOH
阿伏加德罗 常数(NA) 表示微观粒子数目时,可以用NA来表示,也可以用 6.02×1023 mol-1表示,如1 mol O2含有氧气分子的数目为NA或约为6.02×1023
n= 由n1=,n2=,得=,即物质所含微粒个数之比等于其对应的物质的量之比,如CO2中N(C)∶N(O)=n(C)∶n(O)=1∶2
2.物质的量的规范表示方法
3.摩尔质量——“四性”
等同性:摩尔质量只是当以g·mol-1为单位时在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等,其内涵和单位是不同的。
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,不随物质的状态改变而改变。
近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于该离子的相对原子质量。
混合性:对于混合物来说,只要其组成一定,1 mol该混合物的质量就是该混合物的平均摩尔质量。
【典型例题】
【例1】下列关于物质的量的叙述中,错误的是( )。
A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.6.02×1023个 12C的质量约为0.012 kg
C.1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子
D.1 mol C中约含有3.612×1024个电子
【答案】A
【解析】不是所有物质都由分子构成,构成物质的粒子还有原子、离子等,A项错误;6.02×1023个12C原子的质量约为0.012 kg,B项正确;一个水分子中含两个氢原子和一个氧原子,因此1 mol H2O中含有2 mol H原子和1 mol O原子,C项正确;一个C原子有6个电子,1 mol C就有6 mol电子,所以1 mol C约含有3.612×1024 个电子,D项正确。
【例2】下列叙述中正确的是( )。
A.CO2的摩尔质量为44 g
B.1 mol CO2的质量为44 g·mol-1
C.CO2的摩尔质量等于CO2的相对分子质量
D.NA个CO2的质量(以g为单位)与CO2的相对分子质量在数值上相同
【答案】D
【解析】摩尔质量的单位是g·mol-1,质量的单位是g,A、B两项均错误;摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子质量,C项错误;NA个CO2即1 mol CO2,其质量以g为单位时,在数值上与CO2的相对分子质量相同,D项正确。
任务2：粒子数、物质的量、质量之间的换算
【核心归纳】
物质的量、物质的质量、物质的摩尔质量、微粒个数之间的关系
计算关系式(公式) 主要应用 注意事项
n= 在n、N和NA中,已知任意两项求第三项 求n或N时:概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol-1,有时还要加“约”字
n= 在M、n和m中,已知任意两项求第三项 M的单位取g·mol-1时,m的单位取g;M的单位取kg·mol-1时,m的单位取kg
m n N ①在m、M、NA和N中,已知任意三项求第四项 ②以n恒等列代数方程解决较复杂的问题 ①重视n在m和N之间的桥梁作用 ②与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
【典型例题】
【例3】完成下列问题:
(1)9.8 g H2SO4的物质的量是 mol。
(2)5.3 g Na2CO3的物质的量是 mol。
(3)0.25 mol CaCO3的质量是 g。
(4)2.0 mol H2O的质量是 g。
(5)0.02 mol某物质的质量为0.73 g,则该物质的摩尔质量为 g·mol-1。
【答案】(1)0.1 (2)0.05 (3)25 (4)36 (5)36.5
【解析】(1)n(H2SO4)===0.1 mol。
(2)n(Na2CO3)===0.05 mol。
(3)m(CaCO3)=n(CaCO3)·M(CaCO3)=0.25 mol×100 g·mol-1=25 g。
(4)m(H2O)=n(H2O)·M(H2O)=2 mol×18 g·mol-1=36 g。
(5)M===36.5 g·mol-1。
【例4】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )。
A.2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1NA
B.16 g CH4所含原子数目为NA
C.17 g NH3所含电子数目为10NA
D.1.8 g水所含质子数目为10NA
【答案】C
【解析】2.4 g金属镁的物质的量为=0.1 mol,完全反应生成Mg2+时,失去的电子数目为0.1×2NA=0.2NA,A项错误;16 g CH4的物质的量为=1 mol,1 mol CH4所含原子数目为1×5NA=5NA,B项错误;1.8 g水的物质的量为0.1 mol,0.1 mol水所含质子数目为0.1×10NA=NA,D项错误。
【随堂检测】
1.肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛。下列叙述正确的是( )。
A.肼的摩尔质量为32 g
B.6.02×1023个肼分子的质量约为32 g
C.1 mol肼的质量为32 g·mol-1
D.N2H4的摩尔质量等于N2H4的相对分子质量
【答案】B
【解析】肼的摩尔质量为32 g·mol-1,A项错误;6.02×1023个肼分子的物质的量为1 mol,则其质量为1 mol×32 g·mol-1=32 g,B项正确;1 mol肼的质量为32 g,C项错误;以g·mol-1为单位时,N2H4的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,D项错误。
2.下列叙述中正确的是( )。
A.1 mol OH-的质量为17
B.二氧化碳的摩尔质量为44 g
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 g
【答案】D
【解析】A项,1 mol OH-的质量为(16+1) g=17 g;B项,单位应为g·mol-1;C项,没有指出摩尔质量是以g·mol-1为单位,也没有指出在数值上相等。
3.根据所学知识填空。
(1)1 mol O约含有 个O。
(2)1.5 mol H2O约含有 个H2O。
(3)1 mol电子约含有 个电子。
(4)6.02×1023个12C的物质的量为 mol。
(5)6.02×1023个CO2中含有O的物质的量为 mol。
(6)6.02×1024个OH-的物质的量为 mol。
【答案】(1)6.02×1023(或NA) (2)9.03×1023(或1.5NA)
(3)6.02×1023(或NA) (4)1 (5)2 (6)10
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