物质的量(1)
重难点
题型
分值
重点
1. 理解摩尔(mol)是物质的量的基本单位,可用于进行简单的化学计算。
2. 了解物质的量的单位——摩尔(mol)、摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数的含义。
3. 能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
选择与填空
10-14分
难点
能根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
核心知识点一:
一、物质的量、阿伏加德罗常数
1. 物质的量
①物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,用符号n表示。
②物质的量的单位——摩尔
2. 应用物质的量具有的问题
①物质的量是一个整体,不可拆开
②物质的量仅用于计量微观粒子(分子、原子、离子、电子、中子、质子等),不适用于宏观物质。
③摩尔不是物理量,只是物质的量的这个物理量的单位。
④物质的量描叙的对象搜粒子的集体,但没有限定是何种粒子集体,因此,我们在使用摩尔表示物质的量时,要指明粒子(分子、原子、粒子、质子、电子等)的种类。
使用物质的量时要用化学式指明粒子种类或其组合,不用该粒子的中文名称,应表示为:1molH
⑤物质的量的数值可以是整数,也可以是小数。
思考:已知:一个碳原子的质量为1. 993 ×10?23g,求0. 012kg12C中所含的碳原子数?
3. 阿伏加德罗常数
(1)已知1个12C的实际质量为1.993 3×10-23 g,则12 g 12C所含碳原子个数约为6. 02×1023,碳原子的物质的量为1摩尔。
(2)阿伏加德罗常数的基准量为0. 012_kg_12C中所含的原子个数,近似值为6. 02×1023。
(3)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是NA,单位是mol-1。
(4)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
4. 阿伏加德罗常数的理解及应用
(1)阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,这里的粒子指同种粒子,如1 mol O2中的分子数为NA,而1 mol O2中的氧原子数为2NA。
(2)阿伏加德罗常数有单位(mol-1),是一个准确值,而6. 02×1023无单位,是一个纯数值。阿伏加德罗常数与6. 02×1023的关系就像π与3. 14的关系,6. 02×1023是阿伏加德罗常数的近似值,计算时通常使用这个近似值,而在叙述或定义“摩尔”的概念时要用“阿伏加德罗常数”来表示。
(3)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等),注意看清粒子的种类,常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。
二、摩尔质量
1. 摩尔质量
2. 摩尔质量概念的理解
(1)等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
(2)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。
3. 摩尔质量的归纳总结
(1)摩尔质量——“四性”
①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。
②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,其数值近似等于相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。
③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。
④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。
(2)物质的量的相关概念比较
概念
含义
注意事项
物质的量
衡量一定数目微观粒子集合体多少的物理量:n
①表示的是微观粒子的集合体多少,不是宏观物质的数量,是一个整体,不可拆分;
②“物质的量”是联系宏观物质和微观粒子的桥梁
摩尔
①物质的量的单位:mol;
②基准:0. 012 kg 12C所含的碳原子数为1 mol
①因其所代表的数量巨大,只能用来描述具体的微观粒子,表示宏观物质没意义;
②用“mol”衡量微观粒子时,必须用化学式指明粒子的种类,如“1 mol O”“2 mol O2”“1. 5 mol SO”
阿伏加德罗常数
1 mol微观粒子的粒子数,符号:NA
①NA是一个实验值,现取6. 02×1023作计算依据;
②NA的单位:mol-1
摩尔质量
①单位物质的量的物质所具有的质量;
②符号:M;
③单位:g/mol或g·mol-1
①适用于任何一种微观粒子;
②纯净物和混合物都有摩尔质量,混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量
三、关于物质的量的简单计算
1. 基本关系式
(1)n=(n表示物质的量,N表示粒子数)。关系式中NA的单位是mol-1。
(2)M=(M为摩尔质量,m为物质的质量)。
在M、n和m中,已知任意两项求第三项;若M的单位是g·mol-1时,则m的单位是g。
2. 恒等关系式
由基本关系式n=和n=可得恒等关系式:=。在N、NA、m、M中,已知任意三项可求第四项。一般情况下,NA、M是已知的,则N与m可互求。
核心知识点二:
一、气体摩尔体积
1. 气体摩尔体积
2. 标准状况下气体体积的计算
(1)计算关系
①气体的物质的量n=mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22. 4ρg·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
(2)归纳总结
①标准状况下的气体摩尔体积
②计算公式
n===(标准状况)
(3)使用“22. 4 L·mol-1”要“三看”
①看所处条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22. 4 L。
②看物质状态:必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质。
③看数值单位:单位是L·mol-1,而不是L;数值“22. 4”为近似值。
核心知识点一:
NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A. 1molH2O含有10NA个电子
B. 2. 5molHe含有5NA个质子
C. 6. 02×1022个H2SO4在溶液中可电离出NA个H+
D. 1molFe与盐酸完全反应,可以失去2NA个电子
【答案】C
【解析】A. 1个H2O含有10个电子,1molH2O含有10NA个电子
B. 1个He含有2个质子,2. 5molHe含有5NA个质子
C. 1个H2SO4在溶液中可电离出2个H+,6. 02×1022个H2SO4在溶液中可电离出0. 2NA个H+
D. 1个lFe与盐酸完全反应,可以失去2个电子,1molFe与盐酸完全反应,可以失去2NA个电子
【考点】关于物质的量、阿伏加德罗常数的应用
已知m克二氧化硫气体中所含有的分子数约为3. 01×1022,则m为( )
A. 3. 2g B. 6. 4g C. 9. 6g D. 无法计算
【答案】A
【解析】n=N/NA,所以n=0. 05mol;m=n×M=0. 05mol×64g/mol=3. 2g
【考点】物质的量与阿伏伽德罗常数、摩尔质量的相关计算
核心知识点二:
下列说法正确的是( )
A. 32 g O2占有的体积约为22. 4 L
B. 22. 4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮分子
C. 在标准状况下,22. 4 L水的质量约为18g
D. 22g二氧化碳与标准状况下11. 2LHCl含有相同的分子数
【答案】D
【解析】A. 不是在标况下
B. 不在标况下
C. 在标准状况下,水为液体
D. 22g二氧化碳是0. 5mol,与标准状况下11. 2LHCl物质的量也是0. 5mol
【考点】气体的摩尔体积
同温同压下,在两个容积相同的容器中,一个盛有C2H4气体,另一个盛有N2和CO的混合气体。两容器内的气体一定具有相同的( )
①分子数②密度③质量④质子数⑤原子数⑥电子数
A. ①③④ B. ①②⑤ C. ③④⑥ D. ①②③
【答案】D
【解析】①在同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,C2H4与N2和CO的总分子数目相同,正确;②N2和CO的相对分子质量都是28,故混合气体平均相对分子质量为28,C2H4的相对分子质量为28,同温同压下,气体密度之比等于相对分子质量之比,故两容器内气体的密度相等,正确;③N2、CO和C2H4的摩尔质量都是28g/mol,C2H4的物质的量与N2、CO的总物质的量相等时,质量一定相等,正确。④N2、CO分子中的质子数均为14,C2H4分子中的质子数是16,故C2H4分子数目与N2、CO的总分子数相等时,质子数一定不相等,错误;⑤N2、CO是双原子分子,C2H4是6原子分子,故C2H4分子数目与N2、CO的总分子数相等时,原子数一定不相等,错误。⑥N2、CO中的电子数为均为14,
C2H4分子中的电子数是16,故C2H4分子数目与N2、CO的总分子数相等时,电子数一定不相等,错误。
【考点】气体摩尔体积使用的注意事项
在标准状况下:①6. 72LCH4,② 3. 01×1023个HCl分子,③13. 6gH2S,④0. 2molNH3。下列对这四种气体的关系从大到小表达不正确的是( )
A. 体积:②>③>①>④
B. 密度:②>③>④>①
C. 质量:②>③>④>①
D. 氢原子的个数:①>④>③>②
【答案】D
【解析】①n(CH4)=0. 3mol,②n(HCl)=0. 5mol,③n(H2S)=0. 4mol,④0. 2molNH3。
A对,相同状况下,气体的物质的量越大,则体积越大,故体积大小为②>③>①>④
B对,相同状况下,气体摩尔体积相同,根据密度与其摩尔质量成正比,故密度大小为密度:②>③>④>①
C对,①m(CH4)=4. 8g,②m(HCl)=18. 25g,③m(H2S)=13. 6g,④m(NH3)=3. 4g。
故质量:②>③>④>①
D错,①n(H)=1. 2mol,②n(H)=0. 5mol,③n(H)=0. 8mol,④n(H)=0. 6mol。
氢原子的个数:①>③>④>②
(答题时间:25分钟)
一、选择题:本题包括12小题,每小题4分,共48分。
1. 下列叙述正确的是( )
①2 mol铁原子 ②1 mol Fe3+ ③0. 5 mol氧
④0. 5 mol 氮气 ⑤氨的摩尔质量是17 g
A. ①③④ B. ①②④⑤ C. ①②④ D. 都正确
2. 1. 6 g某物质中含有6. 02×1022个分子,则该物质的相对分子质量为( )
A. 16 B. 64 C. 32 D. 96
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
4. 相同质量的SO2和SO3,它们之间的关系是( )
A. 所含硫原子的物质的量之比为1∶1
B. 氧原子的物质的量之比为3∶2
C. 氧元素的质量比为5∶6
D. 硫元素的质量比为4∶5
5. 在标准状况下,与32 g O2的体积相等的N2( )
A. 质量为14 g
B. 分子数为6. 02×1024
C. 体积为22. 4 L
D. 物质的量为2 mol
6. 相同条件下,等物质的量的两种气体一定满足( )
A. 体积均为22. 4 L
B. 具有相同的体积
C. 是双原子组成的分子
D. 所含原子数目相同
7. 有以下物质:
①6 g H2 ②0. 5 mol CO2 ③1. 204×1024个HCl分子 ④147 g H2SO4 ⑤4 ℃时27 mL水
(1)它们的物质的量最大的是________。(填序号,下同)
(2)所含分子数最多的是________。
(3)所含原子数最多的是________。
(4)质量最小的是________。
8. 在标准状况下,有33 g二氧化碳、0. 5 mol氢气和5. 6 L氮气三种气体。
(1)其中物质的量最大的是________,质量最小的是________;
(2)物质所含分子数目最多的是________,所含原子数目最少的是________;
(3)物质所占体积最大的是________,这三种气体的体积比为________。
1. 答案:C
【解析】使用摩尔时必须指明微粒的名称,①、②、④正确,③中指代不明确,⑤摩尔质量的单位是“g/mol”,故选C。
2. 答案:A
【解析】物质的摩尔质量在以g·mol-1为单位时,在数值上等于它的相对分子(或原子)质量,因而只要求出该物质的摩尔质量即可。由题可知该物质的物质的量n=0. 1 mol,所以M===16 g·mol-1。所以相对分子质量为16。
3. 答案:D
【解析】n(CO2)===0. 2 mol;
n(CO)=0. 6 mol;
n(SO2)==0. 5 mol;
n(H2)==0. 8 mol。
4. 答案:C
【解析】相同质量的SO2和SO3的物质的量之比为∶=5∶4,则硫原子的物质的量之比为5∶4,硫元素的质量之比也为5∶4,故A、D两项错误;氧原子的物质的量之比为(5×2)∶(4×3)=5∶6,质量之比亦为5∶6,故C项正确,B项错误。
5. 答案:C
【解析】:n(O2)==1 mol,V(O2)=22. 4 L,因此n(N2)=1 mol,m(N2)=28 g,N(N2)=6. 02×1023,V(N2)=22. 4 L。
6. 答案:B
【解析】相同条件(同温、同压)下,相同体积的气体具有相同的分子数(即相同的物质的量),则具有相同物质的量的气体必具有相同的体积。
7. 答案:(1)① (2)① (3)④ (4)①
【解析】各物质的物质的量分别为:n(H2)==3 mol,n(CO2)=0. 5 mol,n(HCl)==2 mol,n(H2SO4)==1. 5 mol,n(H2O)==1. 5 mol。故①物质的量最大,分子数最多;①~⑤中原子的物质的量依次为6 mol、1. 5 mol、4 mol、10. 5 mol、4. 5 mol,故④中原子数最多;各物质的质量依次为m(H2)=6 g,m(CO2)=0. 5 mol×44 g·mol-1=22 g,m(HCl)=2 mol×36. 5 g·mol-1=73 g,m(H2SO4)=147 g,m(H2O)=27 g,故①的质量最小。
8. 答案:(1)CO2 H2
(2)CO2 N2
(3)CO2 V(CO2)∶V(H2)∶V(N2)=3∶2∶1
【解析】(1)n(CO2)==0. 75 mol,
n(N2)==0. 25 mol,
m(H2)=0. 5 mol×2 g·mol-1=1 g,
m(N2)=0. 25 mol×28 g·mol-1=7 g。
(2)物质的量最大的气体分子数最多;CO2、H2、N2中原子的物质的量依次为0. 75 mol×3=2. 25 mol、0. 5 mol×2=1 mol、0. 25 mol×2=0. 5 mol。
(3)物质的量最大的气体体积最大;V(CO2)∶V(H2)∶V(N2)=n(CO2)∶n(H2)∶n(N2)=0. 75∶0. 5∶0. 25=3∶2∶1。