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第二课时 物质的量
1．了解物质的量的单位——摩尔。
2．了解阿伏加德罗常数，并能运用NA进行计算。
3．了解摩尔质量的含义，并能运用M＝ 进行计算。
一、物质的量及其单位
1．物质的量
国际单位制中7个基本物理量之一，它表示含有 的集合体，符号为 。
2．物质的量的单位——摩尔
(1)标准：1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子相同，约为 。
(2)符号： 。
(3)计量对象： 、 、 、原子团、电子、质子、中子等所有 。
一定数目粒子
n
6.02×1023
原子
分子
离子
微观粒子
mol
3．阿伏加德罗常数
把 叫做阿伏加德罗常数，通常用 表示，符号为 。
4．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系 n＝
6.02×1023mol－1
NA
1 mol任何粒子的粒子数
1.1 mol H,1 mol H＋，1 mol H2的含义一样吗？
【提示】 意义不同，尽管都是1摩尔微粒，但微粒种类不同，分别表示1摩尔氢原子，1摩尔氢离子和1摩尔氢气分子。
二、摩尔质量
1．概念： 的物质所具有的质量。符号： 。单位：
或 。
2．物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)的关系
n＝
单位物质的量
M
g/mol
g·mol－1
2.一种微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量的说法对吗？
【提示】 不对，摩尔质量的单位是g/mol，物质质量的单位是g，只有在摩尔质量以g/mol为单位，质量以g为单位时，二者才在数值上相等。
三、化学反应中各物质间物质的量的关系
化学方程式表示了反应物和生成物之间物质的量的关系。
结论：化学方程式中化学计量数之比等于 也等于 。
各物质的物质的量之比
微粒数之比
一、物质的量及其单位
物质的量概念中提到的“粒子”指什么？“物质的量”能理解为“物质的多少”吗？
[师生互动]
【提示】 “粒子”可以指原子、分子、离子，也可以指质子、中子、电子，还可以是这些粒子的特定组合(如原子团SO42－)。“物质的量”不能理解为“物质的多少”，也不能理解为“物质的质量多少”或“物质粒子数的多少”，它表示的是“粒子集体”的多少。
如何用摩尔表示物质的量？举例说明。
[师生互动]
【提示】
必须具体指明物质“微粒”的名称或符号或化学式。比如“1 mol氢”的说法是错误的。
每摩尔物质含有的微粒个数是多少？物质的量相同的任何物质所含的粒子的数目是否相同？
[学生交流]
【提示】 首先，“所含的粒子”指的是构成物质的“特定组成”，如1 mol CO2含有阿伏加德罗常数个二氧化碳分子，不是指二氧化碳分子内的氧原子、电子等。其次，“阿伏加德罗常数”在数值上约等于6.02×1023，可表示为6.02×1023 mol－1。因此，可以说“每摩尔物质约含有6.02×1023个微粒”或者说“每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒”。
最后，我们可以得出这样的结论：物质的量相同的任何物质所含粒子的数目相同，同样，含有相同粒子数目的物质其物质的量也相同。
下列关于物质的量的叙述中，错误的是( )
A．1 mol任何物质中都含有6.02×1023个分子
B．0.012 kg 12C中约含有6.02×1023个碳原子
C．1 mol H2O中含有2 mol氢和1 mol氧
D．1 mol Ne约含有6.02×1024个电子
【解析】 A项错在“都含有6.02×1023个分子”上，其一，物质不一定都是分子构成的；其二，应该是“约含有”。C项错在“含有2 mol氢和1 mol氧”上，H2O分子中含有氢原子和氧原子，该项没有表达清楚氢原子和氧原子。
【答案】 AC
【规律小结】 该题考查了对物质的量与阿伏加德罗常数的理解。使用摩尔时，应注明微粒名称，不能模棱两可，同时也要注意阿伏加德罗常数的单位是mol－1。
1.下列叙述中正确的是( )
A．1 mol任何纯净物都含有相同的原子数
B．1 mol O2中约含有6.02×1023个氧气分子
C．1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子
D．阿伏加德罗常数就是6.02×1023
【解析】 A项错，例如1 mol CO2与1 mol CO含有的分子数相同，原子数不同；C项错，1 mol “氢”指的是原子还是离子、分子？不明确；D项错，阿伏加德罗常数是一个有单位的物理量约为6.02×1023mol－1。
【答案】 B
二、摩尔质量
摩尔质量就是学过的“相对原子质量”或“相对分子质量”吗？
[师生互动]
【提示】 相对分子质量或相对原子质量的单位为1，而摩尔质量的单位为g·mol－1，只是数值上相等而己。
摩尔质量随物质的量的增多而增大吗？
[学生交流]
【提示】 由“摩尔质量”的定义可以看出，摩尔质量是一个定值，不会因物质的量的改变而改变。
下列说法正确的是( )
A．硫酸的摩尔质量是98 g
B．18 g水中含有水分子数为NA
C．O2的摩尔质量等于其相对分子质量
D．1 mol CO的质量为28 g·mol－1
【解析】 本题主要考查物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数、摩尔质量、相对分子质量等概念之间的相互联系及注意事项。摩尔质量的单位是g/mol，A项错误；18 g水的物质的量为1 mol，其分子数为NA，B项正确；摩尔质量的单位是g/mol，相对分子质量单位为“1”，二者只是在数值上相等，故C项错误；质量的单位是g,1 mol CO的质量为28 g，而不是28 g/mol，D项错误。
【答案】 B
2.经实验测定，在4 ℃时，水的密度最大，为1 g·mol－1，试计算，4 ℃时1 L水中含有的水分子数为______，每个水分子的质量为________。
【解析】 1 L水的质量为
m＝1 L×1 000 mL·L－1×1 g·mL－1＝1 000 g
1 L水的物质的量
n＝ ＝55.6 mol
1 L水中含有的水分子数为
N＝55.6 mol×6.02×1023mol－1＝3.34×1025
每个水分子的质量为： ＝2.99×10－23g
或为 ＝2.99×10－23g
【答案】 3.34×1025 2.99×10－23g
三、化学反应中各物质间物质的量的关系
完成下列给定的化学方程式，并说明反应物和生成物之间物质的量的关系：
(1)氢氧化钠和硫酸反应
__________________________。
(2)氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气
__________________________。
(3)过氧化氢(H2O2)分解生成水和氧气
__________________________。
[学生交流]
【提示】 (1)2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
2 mol 1 mol 1 mol 2 mol
(2)2KClO3 2KCl＋3O2↑
2 mol 2 mol 3 mol
(3)2H2O2 2H2O＋O2↑
2 mol 2 mol 1 mol
【深入探究】 按上述反应原理生成等物质的量的O2消耗哪种化合物的物质的量大？
【提示】 H2O2。每生成1 mol O2需要H2O2为2 mol，而消耗KClO3只有 mol。
一、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
n＝ 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6.02×1023mol－1
M＝ 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
①在m、M、NA和N中，已知任意三项求第四项
②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题 与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
高中化学计算主要是以物质的量为中心的计算，学习中要养成把其他物理量转化为物质的量这一思维模式，如已知物质的质量，求其粒子数，首先根据摩尔质量求出其物质的量，然后根据阿伏加德罗常数转化为粒子数。
二、摩尔质量与化学式量(相对原子质量、相对分子质量)之间的关系
摩尔质量是指含阿伏加德罗常数个结构微粒的总质量，它的单位如果用g/mol，则摩尔质量与微粒的式量(相对分子质量、相对原子质量等)在数值上相等。但化学式量的单位为“1”，使用时要注意两者的区别与联系。
(1)无论是单质、化合物还是混合物，当以g·mol－1做单位时1 mol物质的质量在数值上就等于其相对分子质量(或平均相对分子质量)
(2)对于阴、阳离子，一般电子质量可忽略。故其摩尔质量在数值上等于其相对原子质量或离子的相对式量。
1．下列说法正确的是( )
A．物质的量是一个基本物质量，表示物质所含粒子的多少
B．1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子
C．1 mol H2O的质量等于NA个H2O分子质量的总和(NA表示阿伏加德罗常数)
D．摩尔表示物质的量的数量单位
【解析】 A项“物质的量是一个基本物理量”是对的，但物质的量不是表示物质所含“粒子的多少”，而是表示物质所含“一定数目的粒子集体”的多少。B项，在用物质的量表示物质的多少时，必须用“数字＋单位(mol)＋化学式”的形式来表示，“1 mol氢”表示方法错误。C项，1 mol H2O中含NA个H2O分子，1 mol H2O的质量就等于NA个H2O分子质量的总和，结论正确。D项，摩尔是物质的量的单位，不是数量单位。故正确答案为C。
【答案】 C
2．下列物质中所含原子数目最多的是( )
A．49 g H2SO4 B．6.02×1023个NH3分子
C．49 g H3PO4 D．4 ℃时，36 mL水
【解析】 A中为3.5 mol，B为4 mol，C为4 mol，D为6 mol。
【答案】 D
3．147 g H2SO4的物质的量是________；0.5 mol H2SO4的质量是________g，其中含有________ mol H，含有________mol O；2 mol H2SO4中含有硫酸分子数为__________个，含氢原子数为________个。
【解析】 解答本题可先按各量之间的关系：即n = ，然后代入具体数据进行计算。
根据n＝ ＝1.5 mol；
0．5 mol H2SO4质量为49 g, 其中含2×0.5 mol H；4×0.5 mol O；按N＝n·NA,2 mol H2SO4中有H2SO4分子数为2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1024，同理可得氢原子数。
【答案】 1.5 mol 49 1 2 1.204×1024 2.408×1024专题一 第一单元
第二课时 物质的量
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一、选择题
1．下列说法中，正确的是( )
A．1 mol氢的质量是 2 g
B．含0.5 mol硫酸的溶液中，H2SO4分子的数目是3.01×1023个
C．28 g CO与32 g O2所含质子数相等
D．6.02×1023个氧原子的质量是16 g
【解析】 A项“1 mol 氢”指的不是具体物质，硫酸溶于水以H＋、SO42－形式存在于溶液中，不存在H2SO4分子，A、B项错误。28 g CO与32 g O2物质的量相同，但每个CO和O2中所含的质子数分别是14和16，所以二者虽然分子数相同但所含质子数不同，C项错误，D项正确。
【答案】 D
2．若m g H2含n个H2分子，则阿伏加德罗常数的数值可以表示为( )
A. B.
C．n D．2n
【解析】 m g H2的物质的量为：n(H2)＝mol，则NA＝＝。
【答案】 B
3．某气体物质的质量为6.4 g，含有6.02×1022个分子，则该气体的相对分子质量是( )
A．64 B．32
C．96 D．124
【解析】 由n＝得，n＝，即：n＝0.1 mol，又由n＝得，M＝＝＝64 g·mol－1。
【答案】 A
4．下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是( )
A．6.02×1023叫做阿伏加德罗常数
B．12 g碳－12含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
C．含有阿伏加德罗常数个微粒的物质是1摩尔
D．1摩尔氯含有6.02×1023个氯分子
【解析】 摩尔的基准是0.012 kg 12C所含碳原子数，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1，而不是6.02×1023。用摩尔来表示粒子时应指明具体微粒。如1 mol Fe、1 mol H＋、1 mol e－等，不能说1摩尔氯。
【答案】 BC
5．将4 g NaOH溶于水中，若要使每100个H2O分子中含有1个Na＋，则需要水的物质的量是( )
A．0.1 mol B．1 mol
C．10 mol D．100 mol
【解析】 n(NaOH)＝＝0.1 mol，由于n＝，所以要使每100个H2O分子中含有1个Na＋，则100 mol H2O中含1 mol Na＋，有n(H2O)∶n(NaOH)＝100 mol∶1 mol, n(H2O)＝＝＝10 mol。
【答案】 C
6．对于1.204×1024个H2，下列说法不正确的是( )
A．它可与1 mol O2完全反应(点燃)
B．它是4 mol H
C．它与16 g CH4所含的H的数目相同
D．它与2NA个H2SO4所含的H的数目相同
【解析】 1.204×1024个H2的物质的量为2 mol,2 mol H2含4 mol H，但2 mol H2不是4 mol H。由2H2＋O22H2O可知，2个H2与1个O2完全反应，则2 mol H2与1 mol O2完全反应。CH4的相对分子质量是16，摩尔质量是16 g/mol,16 g CH4是1 mol，它含有4 mol H。2NA个H2SO4是2 mol,2 mol H2与2 mol H2SO4含有相同数目的H。
【答案】 B
7．1 mol H2O(l)、H2O(g)、H2O(s)中，所含分子数( )
A．相等 B．H2O(l)最多
C．H2O(g)最多 D．H2O(s)最多
【答案】 A
8．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．水的摩尔质量是氢气的摩尔质量的9倍
【解析】 A项错，摩尔质量的单位是g·mol－1；B项错，一种物质的摩尔质量是固定不变的，C项错，物质的摩尔质量在数值上可以与相对原子(或分子)质量相等，但二者单位不同。
【答案】 D
二、非选择题
9．有以下四种物质：①22 g二氧化碳 ②8 g氢气 ③1.204×1024个氮气分子 ④4 ℃时18 mL水 它们所含分子数最多的是______，所含原子数最多的是______，质量最大的是______，所含电子数最多的是______(填序号)。
【解析】 各种分子的物质的量是：
①n(CO2)＝＝0.5 mol
②n(H2)＝＝4 mol ③n(N2)＝2 mol
④n(H2O)＝＝1 mol
【答案】 ② ② ③ ③
10．(1)6.02×1023个水分子的物质的量是____mol。
(2)2 mol H2O中含________mol H和________mol O，含有________个水分子。
(3)________mol CO2中含有氧原子数跟1.806×1024个H2O分子含有的氧原子数相同。
(4)0.3 mol NH3分子中所含质子数为____g H2O分子中所含质子数相等。
【答案】 (1)1 (2)4 2 1.204×1024 (3)1.5 (4)5.4
11．12.4 g Na2R含Na＋0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。
【解析】 1 mol Na2R中含有Na＋ 2 mol，R2－ 1 mol，故含有0.4 mol Na＋的Na2R的物质的量应为0.2 mol。那么M(Na2R)＝＝＝62 g·mol－1
M(R)＝62 g·mol－1－2×23 g·mol－1＝16 g·mol－1
故1.6 g R的物质的量为n(R)＝＝0.1 mol
所以n(Na2R)＝n(R)＝0.1 mol
【答案】 62 g·mol－1 16 0.1 mol
12．(能力提高)有一种氯化钠与氯化钾的混合物，它所含钾与钠的物质的量之比为3∶1，求：
(1)混合物中氯化钾的质量分数。
(2)含1 mol Cl－的混合物的质量。
【解析】 由题意知混合物中NaCl和KCl的物质的量之比为1∶3，假设含有1 mol NaCl，则有3 mol KCl，则混合物的总质量为：58.5 g/mol×1 mol＋74.5 g/mol×3 mol＝282 g。
(1)w(KCl)＝×100%≈79.3%。
(2)含1 mol Cl－即NaCl、KCl共1 mol，所以其质量为g＝70.5 g。
【答案】 (1)79.3% (2)70.5 g
