人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：03【提高】物质的量
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| 名称 | 人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：03【提高】物质的量 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 59.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-03 16:02:49 | ||
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文档简介
物质的量
【学习目标】
了解物质的量的单位——摩尔。
2．掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。
【要点梳理】 要点一、物质的量及其单位（摩尔）
【 物质的量】
化学实验中，取用的药品无论是单质还是化合物，都是可以用器具称量的。而物质间发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的，对此，不仅我们用肉眼直接看不到，也难以称量。国际科学家建议用“物质的量”将一定数目的原子、离子或分子等微观粒子与可称量物质联系起来，所以物质的量是联系宏观物质与微观粒子的一种物理量。
1、物质的量的定义及单位：
物质的量通常是表示物质所含微观粒子数目多少的物理量，符号通常为n。单位：“摩尔”简称“摩”，符号mol。
要点诠释：
“物质的量”四个字是一个整体，不可分割或插入其他字。它不具有字面含义，不能望文生义。将其理解为“物质的质量”或“物质的数量”，这些都是错误的。
2、物质的量的对象：
物质的量的计量对象是构成物质的微观粒子（如分子、原子、离子、电子、质子、中子等）或某些微观粒子的特定组合（如NaCl可看成Na+、Cl—的微粒组合，每摩尔NaCl晶体含1 mol Na+和1 mol Cl－。）等。因此在使用物质的量这一物理量时必须指明微粒的种类。例如：如1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。不能笼统地称1 mol氢，应该说1 mol氢原子(或分子或离子)。
物质的量不可用于计量宏观物质。如“1 mol铁钉”、“1 mol牛”等说法都是错误的。
3、国际单位制中的基本物理量：
物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。物质的量（符号为n），是国际单位制中的七个基本物理量之一，其单位为摩尔（符号为mol）。它与国际单位制中的其他六个基本物理量呈并列关系。“物质的量”与“摩尔”的关系，就像“长度”与“米”、“质量”与“千克”、“时间”与“秒”的关系一样，是基本物理量与其单位名称的关系。
物理量名称
单位名称
国际符号
长度
米
m
质量
千克
kg
时间
秒
s
电流强度
安[培]
A
热力学温度
开[尔文]
k
光强度
坎[德拉]
cd
物质的量
摩[尔]
mol
要点二、阿伏加德罗常数
1、阿伏加德罗常数的定义：
国际上规定，1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。把1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6.02×1023 mol－1表示。
要点诠释：
①有人曾做过这样有趣的计算：如果把6.02×1023个直径为2.5cm的硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间240.8亿次。如果把 6.02×1023 粒米给全球60亿人吃，每人每天吃一斤，要吃14万年。可见用阿伏加德罗常数来描述的微观粒子是多么的渺小。
②阿伏加德罗常数是一个有单位（mol―1）的物理量，而不是一个数。其数值与0.012 kg 12C 中含有的碳原子数相等，而6.02×1023 mol―1是一个近似值。
③1 mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个指定微粒。 2、物质的量（n）与微粒个数（N）、阿伏加德罗常数（NA）之间关系：
要点三、摩尔质量
1．摩尔质量定义：单位物质的量的物质所具有的质量。符号为M，单位为：g / mol（或g·mol―1）。
2、相对原子质量 ：
（1）、定义：以12C原子质量的1/12为标准，其它原子的质量跟它相比较所得到的比值，作为这种原子的相对原子质量。 （2）、两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系：
二者相等。因为任何一种原子的相对原子质量，都是以12C质量的1/12为标准所得的比值。所以，任何原子的质量之比，就等于它们的相对原子质量之比。
3、摩尔质量与相对原子质量（或相对分子质量）的关系：
摩尔质量以g·mol―1为单位时，在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。
要点诠释：推导过程
（1）推导一：计算并完成下表
微粒
相对原子质量
一个微粒真实质量
1mol物质含微粒数
1mol物质的质量（g）
摩尔质量
（g/mol）
C
12
1.993×10-26 kg
6.02×1023
12 g
12 g/mol
Fe
56
9.3×10-26 kg
6.02×1023
56 g
56 g/mol
S
32
5.31×10-26 kg
6.02×1023
32 g
32 g/mol
H2SO4
98
1.63×10-25 kg
6.02×1023
98 g
98 g/mol
由上述计算结果可知：1mol物质的质量以克为单位时，其数值等于其相对原子质量或相对分子质量。 （2）推导二：
， 由阿伏加德罗常数的定义知M (12C)=12 g·mol―1，所以M (X)也就是以g·mol―1为单位，数值上等于其相对原子质量。
说明：对于纯净物而言，其摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的物质的量不同而不同。如1 mol O2的质量为32 g，2 mol O2的质量为64 g，而O2的摩尔质量并不发生变化，还是32 g·mol―1。
要点四、物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的关系
计算关系式（公式）
主要应用
注意事项
在n、N和NA中，已知任意两项求第三项
①NA有单位：mol－1
②求n或N时，概念性问题用NA；数字性问题用6.02×1023 mol－1
①在M、n和m中，已知任意两项求第三项
②先求M，后求Mr
M的单位取g / mol时，m的单位取g；M的单位取kg / mol时，m的单位取kg
由上述分析，可知物质的量像桥梁一样将宏观物质的质量与微观粒子数联系起来：
要点诠释：
①在m、M、NA和N中，已知任意三项求第四项
②n是计算的核心和桥梁，从n恒等列代数方程式解决较复杂的问题
③与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
【典型例题】 类型一、物质的量及其单位（摩尔）
例1．与2mol MgCl2电离出的Cl-数目相同的是（ ）
A．2mol NaCl B．4mol KClO3
C．mol AlCl3 D．1.5mol CaCl2
【思路点拨】首先计算2molMgCl2电离出的Cl-数目，然后再计算四个选项中电离出的Cl-数目，找出数目相同的即可。需要注意的是KClO3并不能电离出Cl-。
【答案】C
【解析】 已知2mol MgCl2电离出的Cl-数目为4mol，A中2mol NaCl电离出的Cl-数目为2mol，C中mol AlCl3电离出的Cl-数目也为4mol，D中1.5mol CaCl2电离出的Cl-数目为3mol，而B中KClO3不能电离出Cl-，所以答案为C。
【总结升华】做这类题除了要求计算准确外，还需注意的是物质是否能电离出指定的离子。
举一反三：
【变式1】（2019 河北省冀州中学期中考）下列物质中含原子个数最多的是（ ）
A．0.4 mol O2 B．4 ℃ 时 5.4 mL 水
C．10 g 氖 D．6.02×1022 个 CO2 分子
【答案】B
【解析】A：0.4 mol O2 含 0.8 mol 氧原子；B：5.4 mL 水含 0.3 mol 水分子，0.9 mol原子；C：10 g 氖含有 0.5 mol 氖原子；D：6.02×1022 个 CO2 分子即 0.1 mol CO2，含0.3 mol 原子。
类型二、阿伏加德罗常数
例2．下列说法正确的是（ ） A．阿伏加德罗常数是人们规定的数，没有单位 B．0.012 kg 12C中所含有的碳原子数的精确值是6.02×1023 C．H2O的相对分子质量为18，1 mol水的质量也是18 D．1.5 mol NaCl晶体中含有Na+数为9.03×1023
【思路点拨】对于阿伏加德罗常数，要理解其概念以及来源；有关阿伏加德罗常数的计算，要善于利用物质的量作为桥梁过渡。
【答案】D 【解析】国际上规定，阿伏加德罗常数的值与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，单位是每摩，所以A选项不对；阿伏加德罗常数为6.0221367×1023 / mol，6.02×1023是它用于计算时约化后的值，故B不对；1 mol任何物质的质量，以克作单位时，在数值上等于其相对原子或相对分子质量，所以1 mol水的质量应是18 g而不是18，故C不对。
【总结升华】有关阿伏加德罗常数的概念，注意三个问题：（1）它是一个物理量，不是一个单纯的“数”；（2）通过阿伏加德罗常数为纽带可以进行物质的微粒数与物质的量的相互换算；（3）从阿伏加德罗常数的规定可以推出：1 mol任何粒子或物质的质量，以克为单位时，在数值上等于其相对原子或相对分子质量。
举一反三：
【变式1】下列有关阿伏加德罗常数（NA）的说法错误的是（ ） A．32 g O2所含的原子数目为NA B．0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5 NA C．1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA D．0.5 NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol 【答案】A
例3．（2019 广州培正中学期中考）下列说法中不正确的是（ ）
A． 磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等
B． 6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14：1
C． 32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023
D． 常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11.2L
【思路点拨】：A、6.02×1023个磷酸分子为1mol，根据摩尔质量的概念分析；
B、物质的量相同的物质，质量比等于摩尔质量比；
C、计算氧气的物质的量，结合分子组成计算原理数目；
D、常温常压下气体的气体摩尔体积不等于22.4L/mol。
【答案】D 【解析】A、摩尔质量是指1mol物质的质量，6.02×1023个磷酸分子为1mol，则磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等，故A正确；
B、6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的物质的量都为1mol，质量分别为1mol×28g/mol=28g，1mol×2g/mol=2g，所以6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14：1，故B正确；
C、32g氧气的物质的量为1mol，1个氧气分子中含2个O原子，所以32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023，故C正确；
D、题干中未给出常温常压下气体的密度，不能确定常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积，故D错误。
【总结升华】在熟练运用阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律的基础上，要注意粒子的种类。
举一反三：
【变式1】用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）
A．0.5 mol Al与足量盐酸反应生成的H2分子数为NA
B．0.2 mol H2O所含的H原子数为0.2 NA
C．0.1 mol CH4所含的电子数为NA
D．46 g NO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA
【答案】C
【解析】 Al与盐酸反应时，根据化学方程式可知2 mol Al完全反应可生成3 mol H2，则0.5 mol Al完全反应可生成0.75 mol H2，即H2分子数为0.75 NA，A错误。1 mol H2O中含H原子数为2 NA，0.2 mol H2O中含H原子数为0.4 NA，B错误。1 mol CH4含10 mol电子，故0.1 mol CH4所含电子数为NA，C正确。NO2和N2O4的平均摩尔质量介于46 g·mol―1至92 g·mol―1之间，故46 g两者的混合物，其物质的量小于1 mol，D错误。
【变式2】用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法中，正确的是( )
A．2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1 NA
B．2 g氢气中含有的原子数为NA
C．3.01×1023个氮分子中含有的原子数为2 NA
D．17 g氨气中含有的电子数为10 NA
【答案】D
【解析】2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol，而1 mol Mg变成Mg2＋时失去2 mol电子，2.4 g Mg应失去0.1×2 mol电子，即为0.2 NA，A错误；2 g氢气为1 mol H2，含有2 mol H，原子个数为2 NA，B错误；N2为双原子分子，3.01×1023个氮分子中所含原子数为2×3.01×1023，即NA，C错误；D中17 g NH3的物质的量为1 mol，含有的电子数为10 NA，正确．
类型三：摩尔质量
例4．（2019 延安市黄陵中学期中考）下列说法正确的是( )
A．H2的摩尔质量是2 g
B．1 mol H2O的质量是18 g/mol
C．64 g氧气的摩尔质量是32 g/mol
D．2 g H2含1 mol H
【思路点拨】摩尔质量是有单位的，质量、摩尔质量、物质的量三种之间的关系为：物质的量=质量/摩尔质量。
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位是g/mol，在质量以g为单位时，摩尔质量在数值上与其相对分子质量相等，故A项错误，C项正确；1 mol H2O的质量是18 g，B项错误；D项中2 g H2的物质的量是1 mol，含有2 mol H，D项错误。
【总结升华】注意摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位为g / mol。
举一反三：
【变式1】下列说法中正确的是（ ） A．铁的摩尔质量就是铁的相对原子质量 B．CO32－的摩尔质量是60g/mol C．1molO2的质量是32g/mol D．CO2的摩尔质量是44g 【答案】B
【变式2】2.16 gX2O5中含有0.1 mol氧原子，则X的相对原子质量为( ) A．28 B．28g/mol C．14 D．14g/mol 【答案】C
【变式3】（2019 北京东城期末考）下列关于SO2的叙述中，正确的是（ ）
A. SO2的摩尔质量是64 g
B. 1mol SO2中含氧原子数约为6.02×1023
C. 常温常压下，1 mol SO2的体积为22.4L
D. 常温常压下，64 g SO2的物质的量为1 mol
【答案】D
【解析】A、摩尔质量的单位是g/mol
B、1mol SO2中含二氧化硫分子数约为6.02×1023，则氧原子数约为2×6.02×1023
C、题干中未给出常温常压下SO2的密度，所以不能求出体积
D、根据n=即可求出64 g SO2的物质的量为1 mol
例5.在 X+2Y==R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22∶9，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R。则参加反应的Y与生成的M的质量之比为（ ）
A．16∶9 B．23∶9 C．32∶9 D．46∶9
【思路点拨】本题依据质量守恒关系列式解题，只要“守恒法”使用得当，可收到解题步骤简捷、快速、准确之功效。
【答案】A
【解析】由反应：
X + 2Y == R + 2M
Mr (R) 2Mr (M)
4.4 g m
由题意得Mr (R)∶2Mr (M)=22∶18=4.4 g∶m，解之得m=3.6 g，根据质量守恒定律，参加反应的Y的质量为4.4 g+3.6 g―1.6 g=6.4 g，所以参加反应的Y与生成的M的质量之比为6.4 g∶3.6 g=16∶9。
【总结升华】本题考查学生对物质的量、摩尔质量、质量以及质量守恒定律的理解和运用。“守恒法”解题是指在解题过程中利用化学反应或化学现象中的一些守恒关系来解决化学问题的一种独特的解题方法。
举一反三：
【变式1】20 g A物质和14 g B物质恰好完全反应，生成8.8 g C物质、3.6 g D物质和0.2 mol E物质，则E物质的摩尔质量为( )
A．100 g/mol B．108 g/mol
C．55 g/mol D．96 g/mol
【答案】B
【解析】由质量守恒定律m(E)＝20 g＋14 g－8.8 g－3.6 g＝21.6 g，M(E)＝＝108 g/mol.
例6．计算4.9 g H2SO4中含有的氧原子数。
【思路点拨】由硫酸的质量，可以求算出硫酸的物质的量，进一步可以求算出硫酸的分子数，最后可以求算出氧原子的微粒数。
【答案】1.204×1023 【解析】据n=m / M可求出硫酸的物质的量： n (H2SO4)=4.9 g / 98 g·mol―1=0.05 mol 据n=N / NA可求出硫酸的分子数： N=n NA=0.05 mol×6.02×1023 / mol=3.01×1022 1个硫酸分子中含有4个氧原子，则4.9 g H2SO4中含氧原子数为1.204×1023。 【总结升华】通过物质的量的桥梁作用，找准已知和求解之间如何“架桥”，理顺解题的思路，各种误区将不复存在。在计算过程中要特别注意粒子的变化。
举一反三：
【变式1】1.204×1023个二氧化碳分子的质量是多少？
【答案】8.8 g 【解析】1.204×1023个二氧化碳分子的物质的量为：
（1.204×1023）÷（6.02×1023 mol—1）=0.2 mol
0.2 mol二氧化碳分子的质量为：44 g·mol―1×0.2 mol=8.8 g
【巩固练习】
一．选择题（每小题只有1个选项符合题意）
1. （2019 江苏省盐城四中期中考）下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是（ ）。
A．阿伏加德罗常数是12 g 14C中所含的碳原子数
B．阿伏加德罗常数是0.012 kg 12C中所含的质子数
C．阿伏加德罗常数是6.02×1023 mol－1
D．阿伏加德罗常数的符号为NA，近似值为6.02×1023 mol－1
2．同质量的下列气体中，所含原子数最少的是（ ）。
A．CH4 B．CO2
C．H2S D．N2
3.相同质量的氧气和臭氧中，其氧原子个数前者与后者的关系为（ ）。
A．大于 B．小于 C．等于 D．不能确定
4．下列叙述中，错误的是( )
A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似值为6.02×1023 mol－1
B．等物质的量的O2与O3，所含氧原子数相同
C．在0.5 mol Na2SO4中，含有的Na＋数约是6.02×1023
D．摩尔是物质的量的单位
5．4℃时，若20滴水恰好1 mL，那么1滴水中所含的水分子数约为(NA表示阿伏加德罗常数的值) （ ）。
A．20 NA B．NA/360
C．9 NA/10 D．360/NA
6．（2019 浙江省白云高级中学期中考）下列说法正确的是（ ）。
A． NaOH的摩尔质量是40g
B． 1mol H2的质量与它的相对分子质量相等
C． 1mol H2O的质量为18g/mol
D． 氧气的摩尔质量在数值上等于它的相对分子质量
7.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中约含6.02×1023个C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
8. （2019 四川资阳一中期中考）NA表示阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是：（ ）。
A.18g水所含电子数为NA
B.14 g CO和N2的混合气体所含分子数为NA
C.16 g O2和O3的混合气体所含原子数为NA
D.58.5 g NaCl所含的离子数为NA
9．1 g N2含a个分子，则阿伏加德罗常数的数值可表示为（ ）。
A． 1/28a B．a C．28a D． 1/14a
10. 20g某元素中含有0.5NA个原子，则该元素的相对原子质量为（ ）。
A．2 B．4 C．40 D．20
11.O2、SO2、SO3三者的质量比为2：4：5时，它们的物质的量之比为（ ）。
A． 2：4：5 B．1：2：3 C．1：1：1 D．2：2：3
12.（2019 浙江省湖州中学期中考）科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是a g，12C的原子质量是b g，NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法不正确的是（ ）。
A．该原子的摩尔质量是a NA
B．W g该原子的物质的量一定是
C．W g该原子中含有个该原子
D．由已知信息可得：
13.NA表示阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是（ ）。
A．64 g氧气中含氧分子数为2NA
B．1.7 g OH－中所含的电子数为NA
C．49 g硫酸中所含氧原子数为2NA
D．58.5 g氯化钠中所含的离子数为NA
二、填空题：
1．(1)0.3 mol NH3分子中所含原子数与________个H2O分子中所含原子数相等。
(2)含有0.4 mol Al3＋的Al2(SO4)3溶液中所含SO42-的物质的量是________。
2．已知8 g A能与32 g B恰好完全反应，生成22 g C和一定量D，现将16 g A与70 g B的混合物充分反应后，生成2 mol D和一定量的C，则D的摩尔质量为多少？
【答案与解析】
一．选择题
1. 【答案】D
【解析】A．阿伏加德罗常数是12 g 12C中所含的碳原子数，故A错误；
B．阿伏加德罗常数是0.012 kg 12C中所含的原子数，故B错误；
C．阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023 mol－1，故C错误；
D．阿伏加德罗常数的符号为NA，6.02×1023 mol－1为阿伏伽德罗常数的近似值，故D正确。
2．【答案】B
【解析】质量相同时，不同物质之间的物质的量之比等于其摩尔质量的倒数之比，故本题中相对分子质量越小的物质，其分子数越多。原子数的多少还需要考虑分子中的原子总数，在已知分子数之比的基础上，再分别乘以各原子数，即能比较原子数的多少。
3.【答案】C
4．【答案】B
【解析】等物质的量的O2和O3，所含氧原子的物质的量之比为2∶3，个数比也为2∶3. 5.【答案】B
【解析】在4℃时1 mL水的质量为1 g，其物质的量为1/18mol，含水分子数NA/18个．故1滴水中含水分子数为NA/360。
6.【答案】D
【解析】A、氢氧化钠的摩尔质量为40g/mol，质量的单位是g，故A错误；
B、1mol氢气的质量是2g，氢气的相对分子量为2，二者单位不同，所以不相等，故B错误；
C、质量单位是g，1mol水的质量是18g，故C错误；
D、摩尔质量以g/mol为单位时，摩尔质量在数值上等于它的相对分子质量，故D正确。
7.【答案】B
8．【答案】C
【解析】A、18g水的物质的量为1mol，水分子为10电子微粒，所以含电子数为10NA，故A错误；
B、14 g CO和N2的混合气体物质的量为0.5mol，所含分子数为0.5NA，故B错误；
C、16 g O2和O3的混合气体中氧原子的物质的量为1mol，所含氧原子数为NA ，故C正确。
D、58.5 g NaCl的物质的量为1摩尔，所含的阴、阳离子总数为2NA，故D错误。
9．【答案】C
【解析】 由 ，则NA=28a。
10.【答案】C
【解析】相对原子质量和NA个该原子的质量（摩尔质量）在数值上相等。
11.【答案】C
【解析】质量比除以摩尔质量比等于物质的量比。
12. 【答案】A
【解析】A．摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量，单位是g·mol－1，一个原子的质量是a g，则1 mol的质量即NA个原子的质量为a NA g，所以摩尔质量应为a NA g·mol－1，故A错误；
B．物质的量，或物质的量，W g该原子的物质的量一定是，故B正确；
C．一个原子的质量是a g，W g该原子中原子个数个，故C正确；
D．1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数，以12 g 12C中所含碳原子数定义为阿伏伽德罗常数，应为，故D正确。
13.【答案】D
【解析】58.5 g NaCl的物质的量为1 mol，其中含离子总数为2 mol即2 NA。
二、填空题：
1．【答案】(1)2.408×1023 (2)0.6 mol
2.【答案】18 g/mol
【解析】化学反应必须遵循质量守恒定律。8 g A和32 g B恰好完全反应生成22 g C，生成D的质量为8 g＋32 g－22 g＝18 g，则mD/mA＝18g/8g＝9/4；16 g A与70 g B反应时，B过量，A完全反应，生成D的质量为16 g×9/4＝36 g，则M(D)＝36g/2mol＝18 g/mol。
【学习目标】
了解物质的量的单位——摩尔。
2．掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。
【要点梳理】 要点一、物质的量及其单位（摩尔）
【 物质的量】
化学实验中，取用的药品无论是单质还是化合物，都是可以用器具称量的。而物质间发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的，对此，不仅我们用肉眼直接看不到，也难以称量。国际科学家建议用“物质的量”将一定数目的原子、离子或分子等微观粒子与可称量物质联系起来，所以物质的量是联系宏观物质与微观粒子的一种物理量。
1、物质的量的定义及单位：
物质的量通常是表示物质所含微观粒子数目多少的物理量，符号通常为n。单位：“摩尔”简称“摩”，符号mol。
要点诠释：
“物质的量”四个字是一个整体，不可分割或插入其他字。它不具有字面含义，不能望文生义。将其理解为“物质的质量”或“物质的数量”，这些都是错误的。
2、物质的量的对象：
物质的量的计量对象是构成物质的微观粒子（如分子、原子、离子、电子、质子、中子等）或某些微观粒子的特定组合（如NaCl可看成Na+、Cl—的微粒组合，每摩尔NaCl晶体含1 mol Na+和1 mol Cl－。）等。因此在使用物质的量这一物理量时必须指明微粒的种类。例如：如1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。不能笼统地称1 mol氢，应该说1 mol氢原子(或分子或离子)。
物质的量不可用于计量宏观物质。如“1 mol铁钉”、“1 mol牛”等说法都是错误的。
3、国际单位制中的基本物理量：
物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。物质的量（符号为n），是国际单位制中的七个基本物理量之一，其单位为摩尔（符号为mol）。它与国际单位制中的其他六个基本物理量呈并列关系。“物质的量”与“摩尔”的关系，就像“长度”与“米”、“质量”与“千克”、“时间”与“秒”的关系一样，是基本物理量与其单位名称的关系。
物理量名称
单位名称
国际符号
长度
米
m
质量
千克
kg
时间
秒
s
电流强度
安[培]
A
热力学温度
开[尔文]
k
光强度
坎[德拉]
cd
物质的量
摩[尔]
mol
要点二、阿伏加德罗常数
1、阿伏加德罗常数的定义：
国际上规定，1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。把1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA，通常用6.02×1023 mol－1表示。
要点诠释：
①有人曾做过这样有趣的计算：如果把6.02×1023个直径为2.5cm的硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间240.8亿次。如果把 6.02×1023 粒米给全球60亿人吃，每人每天吃一斤，要吃14万年。可见用阿伏加德罗常数来描述的微观粒子是多么的渺小。
②阿伏加德罗常数是一个有单位（mol―1）的物理量，而不是一个数。其数值与0.012 kg 12C 中含有的碳原子数相等，而6.02×1023 mol―1是一个近似值。
③1 mol任何物质均含有阿伏加德罗常数个指定微粒。 2、物质的量（n）与微粒个数（N）、阿伏加德罗常数（NA）之间关系：
要点三、摩尔质量
1．摩尔质量定义：单位物质的量的物质所具有的质量。符号为M，单位为：g / mol（或g·mol―1）。
2、相对原子质量 ：
（1）、定义：以12C原子质量的1/12为标准，其它原子的质量跟它相比较所得到的比值，作为这种原子的相对原子质量。 （2）、两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系：
二者相等。因为任何一种原子的相对原子质量，都是以12C质量的1/12为标准所得的比值。所以，任何原子的质量之比，就等于它们的相对原子质量之比。
3、摩尔质量与相对原子质量（或相对分子质量）的关系：
摩尔质量以g·mol―1为单位时，在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。
要点诠释：推导过程
（1）推导一：计算并完成下表
微粒
相对原子质量
一个微粒真实质量
1mol物质含微粒数
1mol物质的质量（g）
摩尔质量
（g/mol）
C
12
1.993×10-26 kg
6.02×1023
12 g
12 g/mol
Fe
56
9.3×10-26 kg
6.02×1023
56 g
56 g/mol
S
32
5.31×10-26 kg
6.02×1023
32 g
32 g/mol
H2SO4
98
1.63×10-25 kg
6.02×1023
98 g
98 g/mol
由上述计算结果可知：1mol物质的质量以克为单位时，其数值等于其相对原子质量或相对分子质量。 （2）推导二：
， 由阿伏加德罗常数的定义知M (12C)=12 g·mol―1，所以M (X)也就是以g·mol―1为单位，数值上等于其相对原子质量。
说明：对于纯净物而言，其摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的物质的量不同而不同。如1 mol O2的质量为32 g，2 mol O2的质量为64 g，而O2的摩尔质量并不发生变化，还是32 g·mol―1。
要点四、物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的关系
计算关系式（公式）
主要应用
注意事项
在n、N和NA中，已知任意两项求第三项
①NA有单位：mol－1
②求n或N时，概念性问题用NA；数字性问题用6.02×1023 mol－1
①在M、n和m中，已知任意两项求第三项
②先求M，后求Mr
M的单位取g / mol时，m的单位取g；M的单位取kg / mol时，m的单位取kg
由上述分析，可知物质的量像桥梁一样将宏观物质的质量与微观粒子数联系起来：
要点诠释：
①在m、M、NA和N中，已知任意三项求第四项
②n是计算的核心和桥梁，从n恒等列代数方程式解决较复杂的问题
③与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
【典型例题】 类型一、物质的量及其单位（摩尔）
例1．与2mol MgCl2电离出的Cl-数目相同的是（ ）
A．2mol NaCl B．4mol KClO3
C．mol AlCl3 D．1.5mol CaCl2
【思路点拨】首先计算2molMgCl2电离出的Cl-数目，然后再计算四个选项中电离出的Cl-数目，找出数目相同的即可。需要注意的是KClO3并不能电离出Cl-。
【答案】C
【解析】 已知2mol MgCl2电离出的Cl-数目为4mol，A中2mol NaCl电离出的Cl-数目为2mol，C中mol AlCl3电离出的Cl-数目也为4mol，D中1.5mol CaCl2电离出的Cl-数目为3mol，而B中KClO3不能电离出Cl-，所以答案为C。
【总结升华】做这类题除了要求计算准确外，还需注意的是物质是否能电离出指定的离子。
举一反三：
【变式1】（2019 河北省冀州中学期中考）下列物质中含原子个数最多的是（ ）
A．0.4 mol O2 B．4 ℃ 时 5.4 mL 水
C．10 g 氖 D．6.02×1022 个 CO2 分子
【答案】B
【解析】A：0.4 mol O2 含 0.8 mol 氧原子；B：5.4 mL 水含 0.3 mol 水分子，0.9 mol原子；C：10 g 氖含有 0.5 mol 氖原子；D：6.02×1022 个 CO2 分子即 0.1 mol CO2，含0.3 mol 原子。
类型二、阿伏加德罗常数
例2．下列说法正确的是（ ） A．阿伏加德罗常数是人们规定的数，没有单位 B．0.012 kg 12C中所含有的碳原子数的精确值是6.02×1023 C．H2O的相对分子质量为18，1 mol水的质量也是18 D．1.5 mol NaCl晶体中含有Na+数为9.03×1023
【思路点拨】对于阿伏加德罗常数，要理解其概念以及来源；有关阿伏加德罗常数的计算，要善于利用物质的量作为桥梁过渡。
【答案】D 【解析】国际上规定，阿伏加德罗常数的值与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，单位是每摩，所以A选项不对；阿伏加德罗常数为6.0221367×1023 / mol，6.02×1023是它用于计算时约化后的值，故B不对；1 mol任何物质的质量，以克作单位时，在数值上等于其相对原子或相对分子质量，所以1 mol水的质量应是18 g而不是18，故C不对。
【总结升华】有关阿伏加德罗常数的概念，注意三个问题：（1）它是一个物理量，不是一个单纯的“数”；（2）通过阿伏加德罗常数为纽带可以进行物质的微粒数与物质的量的相互换算；（3）从阿伏加德罗常数的规定可以推出：1 mol任何粒子或物质的质量，以克为单位时，在数值上等于其相对原子或相对分子质量。
举一反三：
【变式1】下列有关阿伏加德罗常数（NA）的说法错误的是（ ） A．32 g O2所含的原子数目为NA B．0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5 NA C．1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA D．0.5 NA个氯气分子的物质的量是0.5 mol 【答案】A
例3．（2019 广州培正中学期中考）下列说法中不正确的是（ ）
A． 磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等
B． 6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14：1
C． 32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023
D． 常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11.2L
【思路点拨】：A、6.02×1023个磷酸分子为1mol，根据摩尔质量的概念分析；
B、物质的量相同的物质，质量比等于摩尔质量比；
C、计算氧气的物质的量，结合分子组成计算原理数目；
D、常温常压下气体的气体摩尔体积不等于22.4L/mol。
【答案】D 【解析】A、摩尔质量是指1mol物质的质量，6.02×1023个磷酸分子为1mol，则磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等，故A正确；
B、6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的物质的量都为1mol，质量分别为1mol×28g/mol=28g，1mol×2g/mol=2g，所以6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14：1，故B正确；
C、32g氧气的物质的量为1mol，1个氧气分子中含2个O原子，所以32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023，故C正确；
D、题干中未给出常温常压下气体的密度，不能确定常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积，故D错误。
【总结升华】在熟练运用阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律的基础上，要注意粒子的种类。
举一反三：
【变式1】用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）
A．0.5 mol Al与足量盐酸反应生成的H2分子数为NA
B．0.2 mol H2O所含的H原子数为0.2 NA
C．0.1 mol CH4所含的电子数为NA
D．46 g NO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA
【答案】C
【解析】 Al与盐酸反应时，根据化学方程式可知2 mol Al完全反应可生成3 mol H2，则0.5 mol Al完全反应可生成0.75 mol H2，即H2分子数为0.75 NA，A错误。1 mol H2O中含H原子数为2 NA，0.2 mol H2O中含H原子数为0.4 NA，B错误。1 mol CH4含10 mol电子，故0.1 mol CH4所含电子数为NA，C正确。NO2和N2O4的平均摩尔质量介于46 g·mol―1至92 g·mol―1之间，故46 g两者的混合物，其物质的量小于1 mol，D错误。
【变式2】用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法中，正确的是( )
A．2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1 NA
B．2 g氢气中含有的原子数为NA
C．3.01×1023个氮分子中含有的原子数为2 NA
D．17 g氨气中含有的电子数为10 NA
【答案】D
【解析】2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol，而1 mol Mg变成Mg2＋时失去2 mol电子，2.4 g Mg应失去0.1×2 mol电子，即为0.2 NA，A错误；2 g氢气为1 mol H2，含有2 mol H，原子个数为2 NA，B错误；N2为双原子分子，3.01×1023个氮分子中所含原子数为2×3.01×1023，即NA，C错误；D中17 g NH3的物质的量为1 mol，含有的电子数为10 NA，正确．
类型三：摩尔质量
例4．（2019 延安市黄陵中学期中考）下列说法正确的是( )
A．H2的摩尔质量是2 g
B．1 mol H2O的质量是18 g/mol
C．64 g氧气的摩尔质量是32 g/mol
D．2 g H2含1 mol H
【思路点拨】摩尔质量是有单位的，质量、摩尔质量、物质的量三种之间的关系为：物质的量=质量/摩尔质量。
【答案】C
【解析】摩尔质量的单位是g/mol，在质量以g为单位时，摩尔质量在数值上与其相对分子质量相等，故A项错误，C项正确；1 mol H2O的质量是18 g，B项错误；D项中2 g H2的物质的量是1 mol，含有2 mol H，D项错误。
【总结升华】注意摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位为g / mol。
举一反三：
【变式1】下列说法中正确的是（ ） A．铁的摩尔质量就是铁的相对原子质量 B．CO32－的摩尔质量是60g/mol C．1molO2的质量是32g/mol D．CO2的摩尔质量是44g 【答案】B
【变式2】2.16 gX2O5中含有0.1 mol氧原子，则X的相对原子质量为( ) A．28 B．28g/mol C．14 D．14g/mol 【答案】C
【变式3】（2019 北京东城期末考）下列关于SO2的叙述中，正确的是（ ）
A. SO2的摩尔质量是64 g
B. 1mol SO2中含氧原子数约为6.02×1023
C. 常温常压下，1 mol SO2的体积为22.4L
D. 常温常压下，64 g SO2的物质的量为1 mol
【答案】D
【解析】A、摩尔质量的单位是g/mol
B、1mol SO2中含二氧化硫分子数约为6.02×1023，则氧原子数约为2×6.02×1023
C、题干中未给出常温常压下SO2的密度，所以不能求出体积
D、根据n=即可求出64 g SO2的物质的量为1 mol
例5.在 X+2Y==R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22∶9，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R。则参加反应的Y与生成的M的质量之比为（ ）
A．16∶9 B．23∶9 C．32∶9 D．46∶9
【思路点拨】本题依据质量守恒关系列式解题，只要“守恒法”使用得当，可收到解题步骤简捷、快速、准确之功效。
【答案】A
【解析】由反应：
X + 2Y == R + 2M
Mr (R) 2Mr (M)
4.4 g m
由题意得Mr (R)∶2Mr (M)=22∶18=4.4 g∶m，解之得m=3.6 g，根据质量守恒定律，参加反应的Y的质量为4.4 g+3.6 g―1.6 g=6.4 g，所以参加反应的Y与生成的M的质量之比为6.4 g∶3.6 g=16∶9。
【总结升华】本题考查学生对物质的量、摩尔质量、质量以及质量守恒定律的理解和运用。“守恒法”解题是指在解题过程中利用化学反应或化学现象中的一些守恒关系来解决化学问题的一种独特的解题方法。
举一反三：
【变式1】20 g A物质和14 g B物质恰好完全反应，生成8.8 g C物质、3.6 g D物质和0.2 mol E物质，则E物质的摩尔质量为( )
A．100 g/mol B．108 g/mol
C．55 g/mol D．96 g/mol
【答案】B
【解析】由质量守恒定律m(E)＝20 g＋14 g－8.8 g－3.6 g＝21.6 g，M(E)＝＝108 g/mol.
例6．计算4.9 g H2SO4中含有的氧原子数。
【思路点拨】由硫酸的质量，可以求算出硫酸的物质的量，进一步可以求算出硫酸的分子数，最后可以求算出氧原子的微粒数。
【答案】1.204×1023 【解析】据n=m / M可求出硫酸的物质的量： n (H2SO4)=4.9 g / 98 g·mol―1=0.05 mol 据n=N / NA可求出硫酸的分子数： N=n NA=0.05 mol×6.02×1023 / mol=3.01×1022 1个硫酸分子中含有4个氧原子，则4.9 g H2SO4中含氧原子数为1.204×1023。 【总结升华】通过物质的量的桥梁作用，找准已知和求解之间如何“架桥”，理顺解题的思路，各种误区将不复存在。在计算过程中要特别注意粒子的变化。
举一反三：
【变式1】1.204×1023个二氧化碳分子的质量是多少？
【答案】8.8 g 【解析】1.204×1023个二氧化碳分子的物质的量为：
（1.204×1023）÷（6.02×1023 mol—1）=0.2 mol
0.2 mol二氧化碳分子的质量为：44 g·mol―1×0.2 mol=8.8 g
【巩固练习】
一．选择题（每小题只有1个选项符合题意）
1. （2019 江苏省盐城四中期中考）下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是（ ）。
A．阿伏加德罗常数是12 g 14C中所含的碳原子数
B．阿伏加德罗常数是0.012 kg 12C中所含的质子数
C．阿伏加德罗常数是6.02×1023 mol－1
D．阿伏加德罗常数的符号为NA，近似值为6.02×1023 mol－1
2．同质量的下列气体中，所含原子数最少的是（ ）。
A．CH4 B．CO2
C．H2S D．N2
3.相同质量的氧气和臭氧中，其氧原子个数前者与后者的关系为（ ）。
A．大于 B．小于 C．等于 D．不能确定
4．下列叙述中，错误的是( )
A．阿伏加德罗常数的符号为NA，其近似值为6.02×1023 mol－1
B．等物质的量的O2与O3，所含氧原子数相同
C．在0.5 mol Na2SO4中，含有的Na＋数约是6.02×1023
D．摩尔是物质的量的单位
5．4℃时，若20滴水恰好1 mL，那么1滴水中所含的水分子数约为(NA表示阿伏加德罗常数的值) （ ）。
A．20 NA B．NA/360
C．9 NA/10 D．360/NA
6．（2019 浙江省白云高级中学期中考）下列说法正确的是（ ）。
A． NaOH的摩尔质量是40g
B． 1mol H2的质量与它的相对分子质量相等
C． 1mol H2O的质量为18g/mol
D． 氧气的摩尔质量在数值上等于它的相对分子质量
7.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中约含6.02×1023个C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
8. （2019 四川资阳一中期中考）NA表示阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是：（ ）。
A.18g水所含电子数为NA
B.14 g CO和N2的混合气体所含分子数为NA
C.16 g O2和O3的混合气体所含原子数为NA
D.58.5 g NaCl所含的离子数为NA
9．1 g N2含a个分子，则阿伏加德罗常数的数值可表示为（ ）。
A． 1/28a B．a C．28a D． 1/14a
10. 20g某元素中含有0.5NA个原子，则该元素的相对原子质量为（ ）。
A．2 B．4 C．40 D．20
11.O2、SO2、SO3三者的质量比为2：4：5时，它们的物质的量之比为（ ）。
A． 2：4：5 B．1：2：3 C．1：1：1 D．2：2：3
12.（2019 浙江省湖州中学期中考）科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是a g，12C的原子质量是b g，NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法不正确的是（ ）。
A．该原子的摩尔质量是a NA
B．W g该原子的物质的量一定是
C．W g该原子中含有个该原子
D．由已知信息可得：
13.NA表示阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是（ ）。
A．64 g氧气中含氧分子数为2NA
B．1.7 g OH－中所含的电子数为NA
C．49 g硫酸中所含氧原子数为2NA
D．58.5 g氯化钠中所含的离子数为NA
二、填空题：
1．(1)0.3 mol NH3分子中所含原子数与________个H2O分子中所含原子数相等。
(2)含有0.4 mol Al3＋的Al2(SO4)3溶液中所含SO42-的物质的量是________。
2．已知8 g A能与32 g B恰好完全反应，生成22 g C和一定量D，现将16 g A与70 g B的混合物充分反应后，生成2 mol D和一定量的C，则D的摩尔质量为多少？
【答案与解析】
一．选择题
1. 【答案】D
【解析】A．阿伏加德罗常数是12 g 12C中所含的碳原子数，故A错误；
B．阿伏加德罗常数是0.012 kg 12C中所含的原子数，故B错误；
C．阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023 mol－1，故C错误；
D．阿伏加德罗常数的符号为NA，6.02×1023 mol－1为阿伏伽德罗常数的近似值，故D正确。
2．【答案】B
【解析】质量相同时，不同物质之间的物质的量之比等于其摩尔质量的倒数之比，故本题中相对分子质量越小的物质，其分子数越多。原子数的多少还需要考虑分子中的原子总数，在已知分子数之比的基础上，再分别乘以各原子数，即能比较原子数的多少。
3.【答案】C
4．【答案】B
【解析】等物质的量的O2和O3，所含氧原子的物质的量之比为2∶3，个数比也为2∶3. 5.【答案】B
【解析】在4℃时1 mL水的质量为1 g，其物质的量为1/18mol，含水分子数NA/18个．故1滴水中含水分子数为NA/360。
6.【答案】D
【解析】A、氢氧化钠的摩尔质量为40g/mol，质量的单位是g，故A错误；
B、1mol氢气的质量是2g，氢气的相对分子量为2，二者单位不同，所以不相等，故B错误；
C、质量单位是g，1mol水的质量是18g，故C错误；
D、摩尔质量以g/mol为单位时，摩尔质量在数值上等于它的相对分子质量，故D正确。
7.【答案】B
8．【答案】C
【解析】A、18g水的物质的量为1mol，水分子为10电子微粒，所以含电子数为10NA，故A错误；
B、14 g CO和N2的混合气体物质的量为0.5mol，所含分子数为0.5NA，故B错误；
C、16 g O2和O3的混合气体中氧原子的物质的量为1mol，所含氧原子数为NA ，故C正确。
D、58.5 g NaCl的物质的量为1摩尔，所含的阴、阳离子总数为2NA，故D错误。
9．【答案】C
【解析】 由 ，则NA=28a。
10.【答案】C
【解析】相对原子质量和NA个该原子的质量（摩尔质量）在数值上相等。
11.【答案】C
【解析】质量比除以摩尔质量比等于物质的量比。
12. 【答案】A
【解析】A．摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量，单位是g·mol－1，一个原子的质量是a g，则1 mol的质量即NA个原子的质量为a NA g，所以摩尔质量应为a NA g·mol－1，故A错误；
B．物质的量，或物质的量，W g该原子的物质的量一定是，故B正确；
C．一个原子的质量是a g，W g该原子中原子个数个，故C正确；
D．1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数，以12 g 12C中所含碳原子数定义为阿伏伽德罗常数，应为，故D正确。
13.【答案】D
【解析】58.5 g NaCl的物质的量为1 mol，其中含离子总数为2 mol即2 NA。
二、填空题：
1．【答案】(1)2.408×1023 (2)0.6 mol
2.【答案】18 g/mol
【解析】化学反应必须遵循质量守恒定律。8 g A和32 g B恰好完全反应生成22 g C，生成D的质量为8 g＋32 g－22 g＝18 g，则mD/mA＝18g/8g＝9/4；16 g A与70 g B反应时，B过量，A完全反应，生成D的质量为16 g×9/4＝36 g，则M(D)＝36g/2mol＝18 g/mol。