【新教材】2021-2022鲁科版化学必修一 同步学案 1.3.1物质的量及其单位

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第一章
走进化学科学
第3节　化学中常用的物理量——物质的量
第1课时　
物质的量　
摩尔质量
一、物质的量及其单位——摩尔
1．物质的量
（1）概念：是表示含有一定数目粒子的集体的物理量，是国际单位制中7个基本物理量之一。
（2）符号：n
（3）单位：mol
（4）物质的量的表示方法
如0.2
mol
H2，2
mol
Na＋，3
mol水分子。
【特别提醒】理解物质的量的相关概念要注意的四点
（1）
物质的量不能错误地认为是物质的质量或者物质的数量，其描述对象是微观粒子，如电子、质子、中子、原子、分子、离子、原子团等，不能用于描述宏观物体。
（2）使用摩尔做单位时，应用化学式指明粒子的种类，如1
mol
H表示1
mol
氢原子，1
mol
H2表示1
mol
氢分子(或氢气)，1
mol
H＋表示1
mol氢离子，但如果说“1
mol氢”就违反了使用准则，因为氢是元素的名称，不是微粒的名称，也不是微粒的符号或化学式。
2．物质的量的单位
概念：是物质的量的单位，简称摩。
符号：mol
（3）标准：以0.012kg
12C中所含的原子数目为标准的，也就是说，如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与0.012kg
12C中所含的碳原子数目相同，则它的物质的量为1mol
。
3．阿伏加德罗常数
（1）规定：1mol任何粒子的粒子数叫做阿佛加德罗常数。
（2）数值：近似值：6.02×1023
（3）用NA表示，单位是：mol-1。
4．物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数（符号为N）之间的关系
【特别注意】基本概念间的关系
【对点练习】
1．下列说法正确的是(　　)
A．摩尔是国际单位制中的一个基本物理量
B．摩尔是表示物质量的单位，每摩尔物质含有6.02×1023个分子
C．2
mol
H表示2
mol氢原子
D．1
mol氯含有6.02×1023个氯原子
2．下列关于阿伏加德罗常数(NA)的说法正确的是(　　)
A．阿伏加德罗常数是12
g碳中所含的碳原子数
B．阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C．阿伏加德罗常数约为6.02×1023
mol－1
D．0.2
mol水中含有的氢原子数为0.2NA
3．a
mol
H2SO4中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为(　　)
A.
mol－1
B.
mol－1
C.
mol－1
D.
mol－1
二、摩尔质量
1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量。
2．符号：M。
3．单位：
g·mol－1或kg·mol－1。
4．数值：以克为单位时，数值与该微粒的相对原子质量或相对分子质量相等。
物质微粒
1个微粒的
实际质量(g)
6.02×1023个
微粒的质量(g)
相对分子
(或原子)质量
H2O
2.990×10－23
17.999_8
18
Al
4.485×10－23
26.999_7
27
通过上表计算结果，你能得出的结论是6.02×1023个微粒(1_mol)的质量在数值上(近似)等于其相对分子(或原子)质量。
【特别提醒】对于具体的物质来说，摩尔质量是常数，不随物质的量的多少而改变，也不随物质的聚集状态改变。
5．物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的摩尔质量(M)之间的关系：n＝。
【规律总结】　
1.计算离子的摩尔质量时，可忽略电子的质量；摩尔质量、质量、阿伏加德罗常数等物理量使用时一定要注意各自的单位，摩尔质量只有以“g·mol－1”为单位时，在数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。不能认为摩尔质量就是物质的质量。
2．摩尔质量[或相对原子(分对分子质量)]的计算方法：
(1)根据摩尔质量与质量和物质的量关系计算，M＝。
(2)根据某一个原子或分子的质量(b
g)计算，M＝bNA
g·mol－1。
(3)根据摩尔质量与相对原子质量的关系计算,若某原子质量为b
g，则M＝
g·mol－1。
3.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的比较
摩尔质量(M)
相对原子质量
相对分子质量
概念
单位物质的量的物质所具有的质量
一个原子的实际质量与一个12C质量的相比所得的比值
各元素原子的相对原子质量之和
单位
g·mol－1或kg·mol－1
联系
摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量
【特别提醒】
（1）摩尔质量与相对分子(原子)质量是两个不同的概念，当摩尔质量以g/mol为单位时，二者在数值上相等，但前者有单位，后者是相对值，无单位。
（2）对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态的变化而变化。
【对点练习】
4．下列关于摩尔质量的描述或应用中，正确的是(　　)
A．1
mol
OH－的质量为17
g·mol－1
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23/(6.02×1023)
g
5．下列物质的物质的量最大的是(　　)
A．1
g
H2
B．11
g
CO2
C．8
g
O2
D．4.5
g
H2O
6．(1)写出下列微粒的摩尔质量：
Fe________，H2O________，H2SO4________；
(2)试计算：
①49
g
H2SO4的物质的量：________，
②2.5
mol
NaOH的质量：________，
③已知一个O2分子的质量为a
g，NA代表阿伏加德罗常数的值，则M(O2)＝________。
7．在14.2
g
Na2SO4中，
(1)含有的Na＋的数目是____________。
(2)含有的SO的质量是__________。
(3)含氧原子的物质的量是________。
8．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是(　　)
A．2.3
g钠由原子变成离子时，失去的电子数为
0.2NA
B．0.2NA个硫酸分子与19.6
g磷酸含有相同的氧原子数
C．28
g氮气所含的原子数为NA
D．NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
课堂检测
1．下列说法正确的是(　　)
A．物质的量是物质粒子的数量或计算物质质量的物理量
B．摩尔是用来描述物质所含微粒数目多少的基本物理量
C．含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1
mol
D．1
mol
H2中含2
mol电子
2．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中含有约6.02×1023个碳原子
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
3．若1
g
CO2中含有x个原子，则阿伏加德罗常数可表示为(　　)
A.
mol－1
B.
mol－1
C.
D.
mol－1
4．下列说法中，正确的是(　　)
A．1
mol
NaCl含有6.02×1023个NaCl分子
B．14
g
N2中含有3.01×1023个氮分子
C．6.02×1023称为阿伏加德罗常数
D．1
mol
H2O含有1
mol
H2分子和1
mol
O原子
5．吸食“摇头丸”会严重破坏中枢神经，“摇头丸”主要成分的化学式为C9H13N，请计算：
(1)“摇头丸”的摩尔质量为________。
(2)某毒枭被查获带有270
g
“摇头丸”，该毒枭所带的“摇头丸”的物质的量为________，所含原子数为________。
6．(1)1
mol下列物质①CH4　②H2O　③H2O2
④CH3OH，请用序号回答问题：
含2
mol
H的有________，含1
mol
C的有________。
(2)试计算：
①49
g
H2SO4的物质的量：________；
②2.5
mol
NaOH的质量：________；
③已知一个O2分子的质量为a
g，NA代表阿伏加德罗常数的值，则氧气的摩尔质量M(O2)＝________；
④若某原子的摩尔质量是M
g·mol－1，则一个该原子的真实质量是__________。
同步练习
1．下列对于“摩尔”的理解正确的是(　　)
A．1
mol任何物质所含有的原子数都相同
B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol
C．摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
D．国际上规定，0.012
kg
C中所含有的碳原子数目为1
mol
2．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
12C中含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数的值
C．含有阿伏加德罗常数个微粒的物质的量是1
mol
D．1
mol氯含有6.02×1023个氯分子
3．4
℃时，若20滴水恰好为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．20NA
B．NA/360
C．9NA/10
D．360/NA
4．若49
g
H2SO4含有的O原子数为x，则阿伏加德罗常数(NA)等于(　　)
A．x/4
B．x/2
C．x
D．2x
5．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)(　　)
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
6．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1.5NA
C．1
mol
H2O含有的H2O分子数目为NA
D．0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5
mol
7．下列各组物质中含氧原子的物质的量相同的是(　　)
A．0.3
mol
O2和0.3
mol
H2O
B．0.1
mol
H2SO4和3.6
g
H2O
C．0.1
mol
MgSO4·7H2O和0.1
mol
C12H22O11(蔗糖)
D．6.02×1023个CO2与0.1
mol
KMnO4
8．对相同质量的SO2和SO3来说，下列关系正确的是(　　)
A．含氧原子个数比为2∶3
B．含硫元素质量比为4∶5
C．含氧元素质量比为5∶6
D．含硫原子个数比为1∶1
9．设一个12C原子的质量为a
g，一个R原子的质量为b
g，阿伏加德罗常数为NA
mol－1，则R的相对原子质量可以表示为(　　)
A．12a/b
B．b/12a
C．bNA
D．aNA
10．下列物质中，物质的量最大的是________(填字母，下同)；含分子个数最多的是________；含原子个数最多的是________；质量最大的是________。
A．6
g
H2　B．0.5
mol
CO2　C．1.204×1024个HCl分子
D．98
g
H2SO4　E．92
g乙醇(C2H5OH)
F．4
℃时9
mL水[4
℃时水的密度：ρ(水)＝1
g·mL－1]
11.日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在5
K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O。试计算：该晶体的摩尔质量是______________；该晶体中所含的钴原子与氧原子的物质的量之比是__________；钴原子与氧原子的个数之比是__________；1
mol该晶体中含有的氧原子数目是__________(比值可以用小数表示)。
12．有一瓶氯化钠试剂的标签如下图所示，仔细观察标签，然后回答下列问题。
氯化钠标签
(1)该瓶未开封的试剂中含氯化钠的物质的量为______。
(2)从上述试剂瓶中取出0.5
g样品配成溶液，溶液中Na＋与Cl－总数为________。
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12C原子质量，试说明下列各式所表示的意义。
(1)__________________；
(2)__________________；
(3)__________________；
(4)__________________。
参考答案
对点练习
1.
答案　C
解析　A项，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，错误；B项，摩尔是物质的量的单位，物质的量是一个专用名词，不能任意删减，并且每摩尔物质含有的微粒不一定只有分子，也可能是原子或离子，错误；C项，2
mol
H表示2
mol氢原子，正确；D项，使用摩尔时没有指明微粒的名称，如1
mol氯气约含6.02×1023个氯气分子，或1
mol氯原子约含6.02×1023个氯原子。但不能说1
mol氯，错误。
2.
答案　C
解析　阿伏加德罗常数是0.012
kg
12C中所含有的原子数，A项未说明12
g碳原子为12C，错误；阿伏加德罗常数近似为6.02×1023
mol－1，单位为mol－1，B项错误，C项正确；0.2
mol水所含氢原子的物质的量＝0.2
mol×2＝0.4
mol，即0.4NA，D项错误。
3.
答案　D　[阿伏加德罗常数NA＝＝
mol－1。]
4.
答案　D
解析　1
mol
OH－的质量为m(OH－)＝n(OH－)·M(OH－)＝1
mol×17
g·mol－1＝17
g，A项错；摩尔质量是有单位的，其单位为g·mol－1，B项错；摩尔质量的单位为g·mol－1，而相对分子质量或相对原子质量的单位为1，所以两者不能构建等式关系，C项错；1
mol
Na的质量为23
g，故一个钠原子的质量约为
g，D项正确。
5.
答案　A　[n(H2)＝＝0.5
mol，n(CO2)＝＝0.25
mol，n(O2)＝＝0.25
mol，n(H2O)＝＝0.25
mol。]
6.
【答案】　(1)56
g·mol－1　18
g·mol－1　98
g·mol－1
(2)①0.5
mol　②100
g　③aNA
g·mol－1
7.
答案　(1)1.204×1023　(2)9.6
g　(3)0.4
mol
解析　由化学式Na2SO4可得如下关系式：
Na2SO4～2Na＋～SO～4O
方法一　n(Na2SO4)＝＝0.1
mol
所以有：
(1)n(Na＋)＝2n(Na2SO4)＝0.2
mol，
N(Na＋)＝0.2
mol×6.02×1023
mol－1＝1.204×1023。
(2)n(SO)＝n(Na2SO4)＝0.1
mol，
m(SO)＝0.1
mol×96
g·mol－1＝9.6
g。
(3)n(O)＝4n(Na2SO4)＝0.4
mol。
方法二　在关系式中，系数比等于粒子个数比，若都扩大6.02×1023
倍，则系数比就等于物质的量比：
Na2SO4　　～　　2Na＋　　～　　SO　～　4O
1
mol
2
mol
1
mol
4
mol
而在一个关系式中，等量的某一物质，可用不同的单位来表达。如2
mol
Na＋可用质量2×23
g来表达，也可用离子个数2×6.02×1023来表达。在计算时，为计算方便，通常是系数反映的量与该物质(已知量或待求量)的题给单位相同。如：本题中已知量Na2SO4是14.2
g，那么系数反映的1
mol的Na2SO4就用“142
g”来计算；(1)中求Na＋的个数，系数反映的2
mol
Na＋就用“2×6.02×1023”来计算；以此类推，有如下计算式：
Na2SO4　　～　　2Na＋　　～　　SO　～　4O
＝＝＝
解得：N(Na＋)＝1.204×1023
m(SO)＝9.6
g
n(O)＝0.4
mol。
方法规律　1.物质的量是物质的质量和微粒数目之间计算的桥梁，物质的质量与微粒数目相互计算时都是先转换成物质的量，再进一步计算。
2．物质的化学式表示构成微粒之间物质的量的关系。如H2SO4～2H～S～4O。
8.
答案　B
解析　A项，钠原子最外层一个电子，2.3
g钠为0.1
mol钠原子，失去的电子数为0.1NA，错误；B项，19.6
g磷酸即为0.2NA个磷酸分子(19.6
g÷98
g·mol－1＝0.2
mol)，等物质的量的硫酸(H2SO4)与磷酸(H3PO4)含有相同的氧原子数，正确；C项，28
g氮气(N2)即为1
mol氮分子(28
g÷28
g·mol－1＝1
mol)，应含2NA个氮原子，错误；D项，NA个氧分子质量为32
g，NA个氢分子质量为2
g，则其质量比为16∶1，错误。
方法规律　(1)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
H2O中含有的分子数为NA，氢原子数为2NA，原子总数为3NA。
(2)稀有气体为单原子分子。
课堂检测
1.
答案　D
解析　物质的量是一个固定概念，专有名词，是用来描述微观粒子数量的物理量，不是物质的数量或质量，A项错误；摩尔是物质的量的单位，不是物理量，B项错误；含有6.02×1023个粒子的集合体不一定计量为1
mol，如含6.02×1023个O的O2的物质的量为0.5
mol，C项错误；每个H2中含有2个电子，故6.02×1023个H2中含有2×6.02×1023个电子，即1
mol
H2中含有2
mol电子。
2.
答案　B
解析　A项，摩尔质量的单位是g·mol－1，错误；B项，碳是由原子构成的，根据规定，0.012
kg
12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，近似为6.02×1023mol－1，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种类，而不使用该粒子的中文名称，C项，表示水的组成时，氢、氧的含义也不具体，错误；D项，构成物质的基本粒子有分子、原子和离子，并非任何物质都是由分子构成的，错误。
3.
答案　D
解析　1
g
CO2的物质的量为＝
mol，1
mol
CO2中含有3
mol原子，即3NA个。
mol
CO2中含有
mol原子。即×NA＝x，NA＝
mol－1。
4.
答案　B
解析　NaCl属离子化合物，不存在分子，A项错误；14
g
N2的物质的量为0.5
mol，含有的氮分子数为0.5
mol×6.02×1023mol－1＝3.01×1023，B项正确；通常把6.02×1023
mol－1称为阿伏加德罗常数，C项错误；H2O是由原子组成的，1
mol
H2O含有2
mol
H原子和1
mol
O原子，D项错误。
5.
答案　(1)135
g·mol－1　(2)2
mol　46NA
解析　(1)C9H13N的相对分子质量为12×9＋1×13＋14×1＝135，所以其摩尔质量为135
g·mol－1。
(2)n＝＝＝2
mol，N(原子)＝46NA
6.
答案　(1)②③　①④　(2)①0.5
mol　②100
g
③aNA
g·mol－1　④
g
解析　(2)③当质量以g为单位，摩尔质量以g·mol－1作单位时，摩尔质量与相对原子质量及1
mol原子的质量在数值上相等，氧气的摩尔质量M(O2)＝aNA
g·mol－1；④1
mol该原子的质量为M
g，而1
mol原子的数目为6.02×1023
个，故一个原子的质量为
g。
同步练习
1.
答案　B
解析　因不同物质分子中所含有的原子个数不尽相同，所以A选项错误；物质的量是一个物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量把宏观物质与微观粒子联系起来；0.012
kg
12C中所含有的碳原子数目是阿伏加德罗常数的数值，B选项正确，C、D两项错误。
2.
答案　B
解析　阿伏加德罗常数的数值是12
g
12C中含有的碳原子数。6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值。1
mol氯没有指明微粒的种类。故选项A、C、D不正确，选项B正确。
3.
答案　B
解析　在4
℃时1
mL水的质量为1
g，其物质的量为
mol，含水分子数个，故1滴水中含水分子数为。
4.
答案　B
解析　×4NA＝x，NA＝。
5.
答案　D
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－2e－―→Ca2＋，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。
6.
答案　A
解析　32
g氧气是1
mol,1
mol氧气中含有2
mol氧原子，所以氧原子数为2NA；1个水分子中含有3个原子，所以0.5
mol水分子中含有1.5
mol原子，含有的原子个数为1.5NA；1
mol
H2O含有的水分子数目为NA；0.5NA个氯气分子的物质的量就是0.5
mol。
7.
答案　C
解析　A项，n(O)分别为0.6
mol和0.3
mol；B项，0.1
mol
H2SO4中，n(O)＝0.4
mol,3.6
g
H2O中n(O)＝×1＝0.2
mol；C项，0.1
mol
MgSO4·7H2O中，n(O)为1.1
mol,0.1
mol
C12H22O11中，n(O)也为1.1
mol；D项，6.02×1023个CO2中，n(O)＝×2＝2
mol,0.1
mol
KMnO4中n(O)＝0.4
mol。
8.
答案　C
解析　设质量都为m
g，则n(SO2)＝
mol，
n(SO3)＝
mol，再求S原子、O原子物质的量和质量的关系。
9.
答案　C
解析　Ar(R)＝＝，M(R)＝b
g·NA
mol－1＝bNA
g·mol－1，Ar(R)＝bNA，C项正确。
10.
答案　A　A　E　D
解析　列表计算各项物质的相关物理量。
质量/g
物质的量/mol
分子个数
原子个数
H2
6
3
3NA
6NA
CO2
22
0.5
0.5NA
1.5NA
HCl
73
2
2NA
4NA
H2SO4
98
1
NA
7NA
C2H5OH
92
2
2NA
18NA
H2O
9
0.5
0.5NA
1.5NA
11.
答案　122.45
g·mol－1　1∶3.3　1∶3.3　1.99×1024
解析　由晶体的化学式Na0.35CoO2·1.3H2O可得该晶体的摩尔质量为122.45
g·mol－1，钴原子与氧原子的物质的量之比为1∶3.3，其个数之比也是1∶3.3，1
mol
该晶体中含有的氧原子数目是3.3
mol×6.02×1023
mol－1≈1.99×1024。
12.
答案　(1)8.2
mol　(2)9.9×1021
解析　(1)500
g×96%÷58.5
g·mol－1≈8.2
mol。
(2)0.5
g×96%÷58.5
g·mol－1×2×6.02×1023
mol－1≈9.9×1021。
13.
答案　(1)气体的物质的量　(2)一个分子的质量
(3)一个分子的质量　(4)气体的相对分子质量
解析　(1)因为每摩尔物质含阿伏加德罗常数个微粒，所以表示该气体的物质的量。
(2)每摩尔物质所具有的质量与每摩尔物质所具有的微粒个数比值，表示该气体一个分子的质量。
(3)气体的质量与气体的个数相比，表示该气体一个分子的质量。
(4)该气体一个分子的质量与一个12C原子质量的1/12相比，得到的是该气体的相对分子质量。