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第三节物质的量第1课时物质的量的单位——摩尔一、物质的量、阿伏加德罗常数1.物质的量(1)物质的量及其单位①物质的量是表示含有_____________的集合体的物理量,用符号__表示。一定数目粒子n②物质的量的单位——摩尔【想一想】1molH、1molH+、1molH2的含义一样吗?为什么?能说1mol大米吗?提示:意义不同;尽管都是1摩尔微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1摩尔氢原子、1摩尔氢离子和1摩尔氢分子;mol后面只能是分子、原子等微观粒子,不能是大米、桌子等宏观物质。(2)国际单位制(SI)中的七个基本单位物理量_____质量_____电流热力学温度物质的量发光强度单(符号)米(m)__________秒(s)安[培](A)开[尔文](K)_____________坎[德拉](cd)长度时间千克(kg)摩[尔](mol)【情境·思考】唐僧师徒四人在学习了“物质的量”这一物理量并做了大量的相关练习后根据个人学习体会,对物质的量这一概念展开了热烈的讨论。以下是四人的谈话记录。你认为谁的观点是错误的?提示:物质的量是只能用来描述微观粒子多少的物理量,而质量是既可描述微观物质又可描述宏观物质多少的物理量,两者不可相互替代,所以孙悟空的描述是错误的。2.阿伏加德罗常数(1)国际上规定,1mol粒子集合体所含的粒子数约为__________。(2)阿伏加德罗常数是1mol任何粒子的粒子数,符号是__,单位是_____。6.02×1023NAmol-1(3)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系:n=____。ANN【巧判断】(1)物质的量可以理解为物质的微观粒子数目。()提示:×。物质的量是一个物理量,不是数目。(2)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。()提示:×。阿伏加德罗常数不仅仅是一个数据,还有单位:mol-1。二、摩尔质量【想一想】(1)微粒的摩尔质量就是1mol该微粒的质量,这种说法对吗?为什么?提示:不对。摩尔质量的单位是g·mol-1,物质的质量单位是g,二者的意义不同。(2)已知1个氧原子的质量约为2.657×10-23g,请计算O2的摩尔质量为多少?与O2的相对分子质量的关系是什么?提示:M(O2)=2.657×10-23g×6.02×1023mol-1×2=15.995g·mol-1×2=31.99g·mol-1,氧气摩尔质量以g·mol-1为单位,数值上与氧气相对分子质量相等。【巧判断】(1)10gH2O的摩尔质量与20gH2O的摩尔质量不相等。()提示:×。H2O的摩尔质量是18g·mol-1,与质量多少无关。(2)CO2的摩尔质量在数值上等于44。()提示:×。CO2的摩尔质量以g·mol-1为单位时在数值上等于44。(3)H2SO4的摩尔质量与1molH2SO4的质量在数值上相等。()提示:×。H2SO4的摩尔质量以g·mol-1为单位,1molH2SO4的质量以g为单位时在数值上相等。【情境·思考】这段时间身边很多人都感冒或咳嗽了,除了吃药输液,医生会叮嘱“多喝点热水!”某同学一天之内喝了约2L的水。这名同学喝的水的物质的量是多少?他喝了多少个水分子?提示:2L水的质量为2000g,因此水的物质的量为n=≈111.1mol,其中水分子的个数为111.1mol×6.02×1023mol-1≈6.7×1025。1m2000gM18gmolg知识点一物质的量有关概念理解【重点释疑】1.对基本概念的理解物质的量“物质的量”四个字是一个整体,不能添字、漏字或换字,如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等摩尔只能用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子、中子等,也可以是这些微粒的特定组合,如1molNaOH阿伏加德罗常数NA的基准是1mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023,表示微观粒子数目时,可以用NA来表示,也可以用6.02×1023mol-1表示,如1molO2中含有氧分子数为NA个或6.02×1023个摩尔质量(1)适用于任何微观粒子(2)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量(3)以g·mol-1为单位时数值上等于物质的相对原子(分子)质量(单位为1),等于1mol物质的质量(单位:g)2.物质的量、阿伏加德罗常数与6.02×1023之间的关系(1)物质的量是代表微观粒子的集合体。(2)6.02×1023也表示微观粒子的个数,它是一个近似值,如1molO2中含有NA个氧气分子,或者说约含6.02×1023个氧气分子。【易错提醒】物质的量应用时的注意点(1)“物质的量”是一个物理量,单位是摩尔,物质的量只能表示微观粒子数目的多少。(2)使用摩尔时,必须指明微粒的种类。如1molH2中含有2molH,含1molH的H2的物质的量为0.5mol。(3)对特定的微粒具有“加合”性。如1molCO中共含有2mol原子(其中含1molC、1molO),1molSO3中共含有4mol原子(其中含1molS、3molO)。【思考·讨论】(1)1mol氧的说法正确吗?为什么?提示:用摩尔时必须指明微粒的种类,1mol氧既可表示氧原子、氧分子还能表示氧离子,这里的氧指代不明确,所以1mol氧说法不正确。(2)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子吗?为什么?提示:不一定。物质不一定是由分子组成的,有些物质不含分子,如NaCl等。(3)2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍吗?为什么?提示:不是。物质的分子组成确定,其摩尔质量就是个确定的值。【案例示范】【典例】下列叙述错误的是()①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一;②1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子;③6.02×1023就是阿伏加德罗常数;④氢原子的摩尔质量是1g;⑤HCl的摩尔质量等于1molHCl分子的质量;⑥1molCO2中含有1mol碳和2mol氧;⑦0.012kg12C中含有12C的数目为1mol。A.①②③B.②③④C.②③④⑥D.全部【解析】选D。①中,摩尔不是物理量,是物质的量的单位;②中,物质不一定是由单个原子构成的,可能是由离子或多原子构成的;③中,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1;④中,H的摩尔质量为1g·mol-1;⑤中,摩尔质量与质量单位不同;⑥中,1mol碳和2mol氧均未指明粒子种类;⑦中,0.012kg12C的物质的量为1mol,数目为NA或约为6.02×1023。【母题追问】(1)1molCO2中含有的质子数或电子数是多少?提示:一个CO2含有6+8×2=22个质子,对于CO2分子,质子数=电子数,则1molCO2中含有的质子数或电子数是1×22×NA=22NA。(2)0.5molHCl与多少克CH4含有的氢原子数相同?提示:0.5molHCl含有氢原子数0.5NA,含有0.5NA个氢原子的CH4的物质的量为=0.125mol,质量为0.125mol×16g·mol-1=2g。0.54【规律方法】(1)物质的量的桥梁作用科学上采用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。宏观量(如质量,看得见,可称量)微观粒子的集合体微观粒子(分子、原子、离子等肉眼看不见,难以计量)18gH2O1molH2O6.02×1023个H2O2gH16gO2molH1molO2×6.02×1023个H6.02×1023个O(2)使用物质的量、摩尔质量时易犯的错误①用物质的量描述宏观物质。②描述的对象不明确。如1mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1molN2表示1mol氮分子,1molN表示1mol氮原子。③换算错误。如1molCH4中含有4molH,而不是1molH。④将摩尔质量与质量的单位混淆。⑤误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。【迁移·应用】1.(2019·福州高一检测)下列说法正确的是()世纪金榜导学号A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子B.1molS中含有4mol氧C.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量D.1mol氢原子和1mol氢离子所含的质子数相同24O【解析】选D。构成物质的微粒有离子、分子、原子等多种,A项错误;1molS中含有4mol氧原子,B项错误;当物质的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子(原子)质量,C项错误;1mol氢原子和1mol氢离子中均含有1mol质子,D项正确。24O2.下列哪种物质所含原子数与0.3molH2O2所含原子数相等()A.0.6molCaOB.0.2molH2SO4C.0.15molH3PO4D.0.4molMgCl2【解析】选C。0.3molH2O2所含原子的物质的量是0.3mol×4=1.2mol。A项,CaO是由Ca2+、O2-构成的,不含原子,错误;B项,0.2molH2SO4所含原子的物质的量是0.2mol×7=1.4mol,错误;C项,0.15molH3PO4所含原子的物质的量是0.15mol×8=1.2mol,正确;D项,MgCl2是由Mg2+和Cl-构成的,不含原子,错误。3.下列关于摩尔质量的描述或应用中正确的是()A.1molOH-的质量是17B.二氧化碳的摩尔质量是44gC.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量D.一个钠原子质量等于2323g6.0210【解析】选D。1molOH-的质量为m(OH-)=n(OH-)·M(OH-)=1mol×17g·mol-1=17g,A错误;摩尔质量的单位为g·mol-1,B错误;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错误;1molNa的质量为23g,故1个钠原子的质量为g,D正确。23236.0210【补偿训练】下列关于物质的量的叙述,正确的是()A.1mol任何物质都含有6.02×1023个原子B.0.2molCO和0.1molCO2所含氧原子的个数比是1∶2C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧D.1molH约含有6.02×1023个电子【解析】选D。因为有些物质是由分子构成的(如水、硫酸等),有些物质是由离子构成的[如NaCl、Ca(OH)2等],还有些物质是由原子直接构成的(如金刚石等),A错误;0.2molCO含有0.2mol氧原子,0.1molCO2也含有0.2mol氧原子,故所含氧原子的个数比为1∶1,B错误;使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类,C中没有用化学式表示水的组成,氢、氧的含义也不具体,C错误;氢原子核外有1个电子,则1molH应含有1×6.02×1023个电子,D正确。【素养提升】曹冲称象的故事大家耳熟能详,讲的是孙权给曹操送来了一头大象,曹操想知道这象的重量,询问属下,都不能说出称象的办法。曹冲说:“把象放到大船上,在水面所达到的地方做上记号,再让船装载其他东西,当水面也达到记号的时候,称一下这些东西,那么比较下就能知道了。”(1)曹冲在称象时的主导思想是什么?(2)已知托盘天平的最小刻度为0.1克,你能用它称量一粒大米的质量吗?你的主导思想又是什么?(3)如何把微观的不可见的粒子与宏观的可称量的物质之间联系起来?提示:(1)曹冲在称象时的主导思想是化整为零,化大为小。(2)用托盘天平称量一粒大米的质量的主导思想是积小成大,聚微为宏。(3)国际科学界用物质的量来表示含有一定数目的粒子的集合体,用它来联系微观的不可见的粒子和宏观的可称量物。知识点二物质的量、物质的质量、粒子数目之间的关系【重点释疑】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。ANN(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。mn2.恒等关系式由n=和n=。可得恒等关系式:=n=。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。ANNmMANNmM3.摩尔质量的计算方法(1)已知任意