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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
1．了解物质的量、阿伏加德罗常数和微观粒子之间的相互转化关系。
2．了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的相互转化关系。
3．了解物质的量、物质的质量、微观粒子之间的关系在化学计算中的应用。
一、物质的量及其单位——摩尔
1．阿伏加德罗常数
(1)概念：0.012 kg 12C所含的碳原子数为 。
称为阿伏加德罗常数。
(2)表示符号及单位： 。
6.02×1023
6.02×1023 mol－1
NA、mol－1
2．物质的量
(1)概念：用 作为标准来衡量其他微粒集体所含微粒数目多少的物理量，用 表示。
(2)应用范围： ，如分子、原子、离子、质子、中子、电子等或一些特定组合。
(3)意义：把物质的 和 联系起来。
0.012kg12C中所含的原子数目
n
微观粒子
宏观数量
微观粒子的数量
3．物质的量的单位
(1)单位： ，简称 。
(2)符号： 。
(3)1 mol任何微粒都含有 个该微粒。
4．物质的量、阿伏加德罗常数与微粒数之间的关系 n＝ 。
摩尔
摩
mol
6.02×1023
1.为何使用物质的量时要注明微粒名称？
【提示】 物质的量实用对象是微观粒子，种类很多，如氯元素形成的氯分子(Cl2)、原子(Cl)、离子(Cl－)等。不注明易混淆所指物质微粒，故应注明微粒名称。
二、摩尔质量
1．概念： 的物质所具有的质量。
2．表示符号及单位： 。
3．与物质的量间的关系：n＝ 。
4．与相对原子质量(或相对分子质量)之间的关系
以g·mol－1为单位时，摩尔质量数值上 对应微粒的相对原子质量(或相对分子质量)。
单位物质的量
M、g·mol－1(kg·mol－1)
等于
2.(1)以g·mol－1为单位时，摩尔质量数值上为什么与对应微粒的相对原子质量(或分子质量)相等？
(2)能否通过计算确定任意原子的质量？
【提示】 以16O为例推导如下：
(1)①1个16O与1个12C原子质量之比为16∶12；
②1 mol 16O与1 mol 12C所含原子数都是6.02×1023个，则有：
＝ ＝ ；
③已知1 mol 12C的质量为12 g，所以1 mol 16O的质量为16 g，即M(O)＝16 g·mol－1。
(2)1个16O原子的质量为： ＝2.66×10－23g。
一、物质的量及其单位——摩尔
1．物质的量
(1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。
(2)“物质的量”四个字是一个物理量的专用名词，是个整体，不可分割、删减或增加其他字，也不能将其理解为“物质的质量”或“物质的数量”。
(3)“物质的量”描述的对象是构成物质的微观粒子(如分子、原子、离子、电子等)或某些微粒的特定组合(如SO42－、NaCl等)，不可计量宏观物质(如苹果、铁钉)。
2．摩尔
(1)在使用摩尔表示物质的量时，应该指明粒子的具体种类(一般用化学式标明)。例如说“1 mol氧”，是指1 mol氧原子，还是指1 mol氧分子，含义就不明确。
(2)粒子集体中可以是原子、分子，也可以是离子、电子等或这些粒子的特定组合。例如：1 mol F,0.5 mol CO2,1 000 mol CO32－，a mol e－，1.5 mol Na2CO3·10H2O等。
( 1)在使用摩尔时，对于微粒的特定组合可以不限于整数，可以是分数，也可以根据化学反应的需要将分子、原子、离子等基本单位再分割或再组合成分数或倍数。
(2)NA数值巨大，物质的量应用于宏观物质没有实际意义。
下列叙述中，正确的是( )
A．相同质量的H2和Cl2相比，H2的分子数多
B．0.5 mol氢的质量是0.5 g
C．摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
D．1 mol H2SO4中含有的氢原子数为6.02×1023
【名师解析】 由于H2的摩尔质量比Cl2的摩尔质量小，对于相同质量的H2和Cl2，H2的物质的量大，则所含的H2的分子数就多，故A项正确；由于氢为元素名称，未指明是氢原子、氢分子还是氢离子，所以质量无法求算，故B项错误；摩尔是物质的量的单位，不是一种物理量，故C项错误；由于1 mol H2SO4中含有氢原子的物质的量为2 mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，则1 mol H2SO4中含有氢原子数为2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1024，故D项错误。
【答案】 A
1.下列表示方法中，正确的是( )
A．0.1 mol谷子
B．0.5 mol氧
C．1 mol H2O中含有6.02×1023个原子
D．1.6 mol H＋
【解析】 物质的量不能描述宏观物质，A项错误；B项未指明微粒名称，是错误的；1 mol H2O中应含有1 mol H2O分子，含有3 mol原子(包括2 mol H和1 mol O)，共6.02×1023×3个原子，C项错误。
【答案】 D
二、物质的量、物质的质量、微粒个数之间的换算
(1)N与m的换算中，n起桥梁作用。
(2)分清物质的量描述的微粒名称，然后根据微粒的组成再确定其他微粒的物质的量，如1 mol H2SO4表示H2SO4分子的物质的量为1 mol，根据H2SO4分子的组成，则H原子的物质的量为2 mol。
若50滴水正好是m g，则1滴水所含的分子数是( )
A．m×50×18×6.02×1023 B. ×6.02×1023
C. ×6.02×1023 D.
【思路点拨】 先确定1滴水的质量→再确定1滴水的物质的量→最后确定1滴水中分子个数。
【随堂笔记】 1滴水的质量为＝ g
1滴水的物质的量n(H2O)＝ mol
1滴水中含H2O分子数N(H2O)＝ mol×6.02×1023mol－1
＝ ×6.02×1023
【答案】 B
2.含a个氧原子的硫酸中：
(1)H2SO4分子的个数为________；
(2)H2SO4的物质的量为________；
(3)H2SO4的质量为________。
【解析】 (1)由H2SO4分子的组成知，N(H2SO4)＝ N(O)＝ ×a＝
(2)n(H2SO4)＝
或n(H2SO4)＝ mol
(3)m(H2SO4)＝n(H2SO4)·M(H2SO4)
＝ ×98 g·mol－1＝ g·mol－1
或m(H2SO4)＝n(H2SO4)·M(H2SO4)
＝ mol×98 g·mol－1＝4.1×10－23a g
【答案】 (1) (2) (或 mol)
(3) g·mol－1(或4.1×10－23 g)
1．下列几种说法中正确的是( )
A．摩尔是化学上常用的一个物理量
B．某物质含有6.02×1023个粒子，含有这个数目粒子的物质一定是1 mol
C．1摩尔氢气分子可以表示为1 mol H2
D．硫酸的摩尔质量为98 g
【解析】 A错误，摩尔是国际单位制中7个基本单位之一，不是物理量，它是物质的量的单位；B错误，某物质含6.02×1023个粒子，该粒子的物质的量为1 mol，但该物质的物质的量不一定是1 mol，如含6.02×1023个氢原子水中，含1 mol H，但水的物质的量则为0.5 mol；D错误，摩尔质量的单位是g·mol－1。
【答案】 C
2．下列说法中正确的是( )
A．硫酸的摩尔质量是98 g
B．2 mol OH－的质量是34 g
C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D．一个碳原子的实际质量约等于12/(6.02×1023)g
【解析】 硫酸的相对分子质量是98，它的摩尔质量是98 g·mol－1，所以A不正确，原子得到或失去电子后变成离子，由于电子的质量非常小，可忽略不计，所以1 mol OH－的质量为17 g，则2 mol OH－的质量为34 g，B正确；铁的相对原子质量是56，则铁的摩尔质量是56 g·mol－1，而不是等于它的相对原子质量(相对原子质量的单位是1，通常不写)；一个12C原子的质量为 g，但其他碳原子的质量不等于该数值，D项不正确。
【答案】 B
3．下列物质中含分子数最多的是( )
A．1.204×1023个CO2分子 B．0.6 mol CO
C．32 g SO2 D．1.6 g H2
【解析】 n(CO2)＝ ＝0.2 mol
n(CO)＝0.6 mol
n(SO2)＝ ＝0.5 mol
n(H2)＝ ＝0.8 mol。
【答案】 D
4．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A．28 g氮气含有的原子数为NA
B．4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.1NA
C．1 mol O2分子的质量等于1 mol氧原子的质量
D．24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等
【解析】 A选项，28 g氮气含有N2分子 ＝1 mol，即2 mol氮原子；B选项，4 g金属钙为 ＝0.1 mol，Ca―→Ca2＋＋2e－，故4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.2NA；C选项，1 mol O2分子的质量是32 g,1 mol氧原子的质量是16 g。
【答案】 D
5．0.5 mol H2O中含有多少个水分子？多少个氢原子？9.03×1023个CO2中含有多少摩尔的氧原子？
【解析】 水是由水分子构成的，1 mol水中含1 mol水分子，即6.02×1023个水分子。根据N＝n·NA，可求出0.5 mol H2O中含有N(H2O)＝0.5 mol×6.02×1023mol－1＝3.01×1023，N(H)＝2N(H2O)＝2×3.01×1023＝6.02×1023。9.03×1023个CO2的物质的量可根据n＝ 求得：n(CO2)＝(9.03×1023)÷(6.02×1023mol－1)＝1.5 mol，则n(O)＝2n(CO2)＝2×1.5 mol＝3 mol。
【答案】 N(H2O)＝3.01×1023；N(H)＝6.02×1023；n(O)＝3 mol。第3节 第1课时 物质的量及其单位——摩尔
一、选择题
1．摩尔是表示( )
A．物质质量的单位 B．物质的量
C．物质的量的单位 D．6.02×1023个微粒
【解析】 物质质量的单位是克或千克，物质的量是一个基本物理量，其单位是摩尔。
【答案】 C
2．下列表示方法中不正确的是( )
A．1 mol H B．1 mol Ar2
C．1 mol FeCl3 D．1 mol铁
【解析】 氩气是稀有气体，是单原子分子，不存在Ar2分子，故B项不正确；
C项均符合摩尔使用的规范要求，均正确；D项：由于铁只表示Fe原子这
一微粒，故该项正确，再比如1 mol H2O也可记作1 mol水，因为水是由分子构成的。
【答案】 B
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．1 mol O2中约含有6.02×1023个氧分子
C．1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子
D．1 mol任何纯净物都含有相同的原子数
【解析】 摩尔质量的单位是g·mol－1，A选项错误；氧气是由氧气分子构成的，
1 mol O2中约含有6.02×1023个氧分子，B选项正确；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具体种类，1 mol氢表示法错误，没有具体
指明是氢原子还是氢分子，C选项错误；纯净物并不都是由原子组成的，D选项错误。
【答案】 B
4．下列说法正确的是( )
A．硫酸的摩尔质量是98 g
B．1 mol CO32－质量是60 g
C．1 mol N2质量是28 g·mol－1
D．氩气的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量
【解析】 摩尔质量的单位是g·mol－1，在数值上与该微粒的相对原子质量或相对分
子质量相等，所以硫酸的摩尔质量为98 g·mol－1，A选项错误；由于CO32－的摩尔质量
为60 g·mol－1，所以m(CO32－)＝1 mol×60 g·mol－1＝60 g，B选项正确；质量的单位
是g， 不是g·mol－1，C选项错误；氩气为单原子分子，所以其摩尔质量以g·mol－1
为单位时，在数值上与该原子的相对原子质量相等，但由于未明确单位，D选项不正确。
【答案】 B
5．0.8 g某物质含有3.01×1022个分子，该物质的相对分子质量约为( )
A．8 B．16 C．64 D．160
【解析】 因为n＝N/NA＝3.01×1022/6.02×1023mol－2＝5×10－2mol，
M＝m/n＝0.8 g/5×10－2 mol＝16 g·mol－1，Mr＝16。
【答案】 B
6．设NA代表阿伏加德罗常数的值。对2 mol CO2下列说法不正确的是(多选)( )
A．所含的C、O共6 mol B．所含的C、O共6NA
C．所含的电子共22 mol D．所含的电子共44NA
【解析】 每个CO2分子含C、O共3个，每摩尔CO2含C、O共3 mol,2 mol CO2
含C、O共6 mol，故A项正确；1 mol微粒所含的微粒数目与阿伏加德罗常数(NA)
的数值相等，故B项也正确；每个C含有6个电子，每个O含有8个电子，每个
CO2共含有电子22个电子，1 mol CO2共含有电子22 mol,2 mol CO2共含有电子
44 mol(也是44NA)，故C项不正确，D项正确。
【答案】 C
7． x g H2O中含有y个氢原子，则阿伏加德罗常数为( )
A．9x/y mol－1 B．9y/x mol－1
C．x/y mol－1 D．9y/x mol－1
【解析】 根据阿伏加德罗常数的意义：1 mol物质所含的粒子数，先求出x g H2O
的物质的量，进而确定所含氢原子的物质的量，即可求出阿伏加德罗常数。根据
n＝m/M得，x g H2O的物质的量为：n(H2O)＝x/18 mol。因为1 mol H2O中含有2 mol
H，则x g H2O中含氢原子的物质的量为n＝x/9 mol。根据NA＝y/n，阿伏加德罗常数
NA为：9y/x mol－1。
【答案】 B
8．比较1.0 mol N2和1.0 mol CO的下列物理量：①质量 ②分子数 ③原子总数 ④质子
总数，其中相同的是( )
A．② B．①② C．①②③ D．①②③④
【解析】 由于N2和CO的摩尔质量相同，每个分子中原子数相同(都是2)，每个分
子中质子数相同(都是14)，所以等物质的量的N2和CO，它们的质量、分子数、原子
总数和质子总数都相同。
【答案】 D
9．O2、SO2、SO3三者的质量比为2∶4∶5，它们的物质的量之比为( )
A．2∶4∶5 B．1∶2∶3 C．1∶1∶1 D．2∶3∶3
【解析】 设m(O2)＝2m，则m(SO2)＝4m，m(SO3)＝5m
所以n(O2)＝
n(SO2)＝
n(SO3)＝
n(O2)∶n(SO2)∶n(SO3)＝∶∶＝1∶1∶1。
【答案】 C
10．(宁夏高考)a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参加
反应 的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )
A．1∶7 B．7∶1 C．7∶8 D．8∶7
【解析】 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
1 mol 64 g
a/64 mol a g
与CuSO4反应的铁的物质的量为a/64 mol，与H2SO4反应的铁的物质的量为a/56 mol－a/64 mol＝a/(7×8×8)mol，a/64∶ a/(7×8×8)＝7∶1。
【答案】 B
二、非选择题
11．(1)1 mol CO2中含有________mol C和________mol O；
(2)1.80 mol CO2中含有________个CO2分子，________个C原子，________个O原子；
(3)3.60 mol CO2中所含CO2分子数与________个H2O分子数目相等，8.40×1026个
O3 分子的物质的量是________。
【解析】 (1)1 mol CO2分子中含有1 mol C和2 mol O。
(2)由n＝，可知1.80 mol CO2中含有CO2分子个数为：
N(CO2)＝n(CO2)·NA＝1.80 mol×6.02×1023 mol－1
＝1.08×1024
1．80 mol×6.02×1023 mol－1个CO2分子中含有1.80 mol×6.02×1023 mol－1个C原
子和 1.80 mol×6.02×1023 mol－1×2＝2.17×1024个O原子。
(3)3.60 mol CO2与3.60 mol H2O含有相同的分子数：
N(H2O)＝n(H2O)·NA＝3.60 mol×6.02×1023 mol－1＝2.17×1024。
8．40×1026个O3分子的物质的量为：
n(O3)＝＝＝1.40×103 mol。
【答案】 (1)1 2 (2)1.08×1024 1.08×1024 2.17×1024
(3)2.17×1024 1.40×103 mol
12．含有相同氧原子数的二氧化硫与三氧化硫其物质的量之比为________，质量
比为 ________，分子数之比为________，硫原子个数比为________。
【解析】 要使SO2与SO3的氧原子数相同，根据最小公倍数可知，两者的个数比
应为3∶2，所以物质的量之比为3∶2；根据n＝m/M关系式，两者质量之
比为3×64∶2×80＝6∶5；分子数之比即物质的量之比；每个分子里含硫原子数
相同，所以硫原子个数之比也是3∶2。
【答案】 3∶2 6∶5 3∶2 3∶2
13．某气体的摩尔质量为M g·mol－1，分子数目为N，质量是m g，阿伏加德罗常数
为NA，m(C)为一个12C的质量，试说明下列各式所表示的意义。
(1)：_______________________________________________________。
(2)：_____________________________________________________。
(3)：_______________________________________________________________。
(4)：_______________________________________________________________。
【答案】 (1)该气体的物质的量 (2)该气体一个分子的质量
(3)该气体一个分子的质量 (4)该气体的相对分子质量
14．在一定条件下16 g A和22 g B恰好反应生成C和4.5 g D，在相同条件下，8 g A和
15 g B反应可生成D和0.125 mol C。从上述事实可推知C的相对分子质量为________。
【解析】 根据质量守恒定律，当16 g A与22 g B恰好反应生成4.5 g D的同时，
生成C的质量应为33.5 g；则当8 g A和15 g B反应时，显然B是过量的，A与C
的质量关系应是16 g∶ 33.5 g＝8 g∶x，x＝16.75 g，故M＝＝＝134 g·mol－1。
【答案】 134
15．为了测定钠的相对原子质量，将装置放在电子天平上，读出的数据：254.843 g。加
入一小块钠后读数为：258.293 g，加入水后每隔相同时间读得电子天平的数据如下表：(不考虑煤油的挥发)
读数次数 质量/g
装置＋水＋煤油＋试样 第1次 258.191
第2次 258.183
第3次 258.150
第4次 258.143
第5次 258.143
第6次
回答以下问题：
(1)写出钠与水反应的化学方程式____________________。
(2)计算钠的相对原子质量必须用到的数据是__________。
不必做第6次读数的原因____________________________。
(3)去掉干燥管后所测的钠的相对原子质量可能________(填“偏大”、“偏小”
或“不影响”)。
(4)求得钠的相对原子质量是________。
(5)某同学认为电子天平虽然精确度高，但操作不方便。他根据所学知识设计如下
实验：称取a g金属钠投入到CuSO4溶液中，待反应不再发生时过滤并洗涤晾干
沉淀，称得沉淀质量为b g，则Na的相对原子质量可表示为________。
【解析】 (4)m(Na)＝258.293 g－254.843 g＝3.450 g
m(H2)＝258.293 g－258.143 g＝0.15 g
由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2Mr 2
3.450 g 0.15 g
列比例式解得Mr＝23.000
由上述计算过程知，若去掉干燥管后，有少量水蒸气随H2逸出，造成m(H2)偏大，Mr偏小。
(5)由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，
得关系式：
2Na ～ Cu(OH)2
2Mr 98
a g b g
列比例式解得Mr＝。
【答案】 (1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(2)氢气的质量 第4、5次数据相同，说明反应已停止
(3)偏小 (4)23.000 (5)
