物质的量 模板教案(黄七欣).doc

知识点一：物质的量
导入:已知铁与硫在加热的情况下发生如下反应：Fe+SFeS，现有56g的铁，求理论上使56g铁恰好完全反应，需要硫的质量为多少，生成硫化亚铁的质量为多少。
Fe + S FeS
56 32 88 56份质量的铁与32份质量的硫恰好完全反应生成88份质量的硫化亚铁
56g 32g 88g 56g铁与32g硫恰好完全反应生成88g硫化亚铁

该反应方程式中的实质是每有1个铁原子参加反应时就消耗1个硫原子，生成1个硫化亚铁分子，这是微观角度上的意义，但是我们是根据什么关系列出上面关系的呢？上面的式子又是怎样得出来的呢！接下来就开始学习一个新的物理量——物质的量。正是由于有了物质的量，才能使我们把微观粒子和宏观可称量的质量联系起来，所以物质的量也称作是连接微观粒子和宏观物质的桥梁。
在日常生活、生产和科学研究中，人们常常根据需要使用不同的计量单位。例如，用千米、米、厘米、毫米等来计量长度；用年、月、日、时、分、秒等来计量时间；用千克、克、毫克等来计量质量。而在化学上，用摩尔作为计量分子、原子、离子、电子等微观粒子数目的单位。
（一）物质的量：表示构成物质的微观粒子多少的物理量，表示含有一定数目（阿伏伽德罗常数）粒子的集合
体，符号n，单位摩尔(mol)。 国际单位制的七个基本单位
物理量
单位名称
长度
米（m）
质量
千克（kg）
时间
秒（s）
电流
安[培]（A）
热力学温度
开[尔文]（K）
发光强度
坎[德拉]（cd）
物质的量
摩尔（mol）
1.物质的量
⑴物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一，它是一个物理量的名称，符号用“n”表示。
⑵摩尔是物质的量的单位，作为计量原子、分子或离子等微观粒子的物质的量的单位，简称摩，符号位mol。物质含有阿伏伽德罗常数个微粒，其物质的量就是1mol。
⑶“物质的量”是专用名词，是七个基本物理量之一，在口头或书面表达中四个字不可增减，把握其含义，不能理解成物质的质量或体积。
⑷“物质的量”一词不能用“摩尔数”来代替。虽然在数值上两者是相同的，但意义完全不同，前者是有量纲的量，有单位，而后者只是一个数，无单位。
⑸物质的量及其单位摩尔，只适用于表示微观粒子（分子、原子、离子、电子、中子、质子等微粒及这些微粒的某些特定组合，如SO42-等）。在使用摩尔时，必须指明量度的微观粒子的名称或者化学式。通常将粒子名称或符号写在物质的量名称或符号后面，例：1mol O2，1mol O。物质的量不适合于表示宏观概念，如：1mol氧元素，2mol大米等说法都是错误的。
2.摩尔——物质的量的单位，符号：mol。
⑴阿伏伽德罗常数：0.012kg 12C 中所含的碳原子数，在计算中通常使用6.02×1023这个近似值，它可以用符号 NA 来表示，其单位是mol-1。
已知一个碳原子的质量是1.933×10－23g，可以求算出阿伏加德罗常数
注意：阿伏伽德罗常数与相对原子质量一样，都是人为规定的物理量，如果“规定”发生改变，“物质的量”“摩尔质量”等量也随之改变。阿伏伽德罗常数的值等于0.012kg 12C 中所含的碳原子数目，是一个精确值，人们没有测得其真实值，不同的方法测定出的NA的数值略有不同，但近似值为6.02×1023。所以，常用来进行有关计算，但当进行概念表述时，只能用阿伏伽德罗常数的值来表示粒子的个数。
⑵使用对象：微观粒子及微观粒子的特定组合。
3.粒子数（N）、物质的量（n）与阿伏伽德罗常数（NA）的关系
N=n·NA 变式：n = N/NA
如：1mol F 中约含个6.02×1023 F；0.5molCO2中约含有0.5×6.02×1023个CO2；1.5 mol Na2CO3·10H2O中约含有1.5×6.02×1023个 Na2CO3·10H2O，即含有3×6.02×1023个 Na+、1.5×6.02×1023个CO32-、15×6.02×1023个H2O。
例题1：判断下列说法是否正确，并说明理由。
（1）1mol氧
　　（2）0.25molCO2。
　　（3）摩尔是7个基本物理量之一。
　　（4）1mol是6.02×1023个微粒的粒子集合体。
　　（5）0.5molH2含有3.01×1023个氢原子。
（6）3molNH3中含有3molN原子，9molH原子。
答案：
（1）错误。没有指明微粒的种类。改成1mol O，1mol O2，都是正确的。因此使用摩尔作单位时，所指粒子必须十分明确，且粒子的种类用化学式表示。
　 （2）正确。
　 （3）错误。物质的量是基本物理量之一。摩尔只是它的单位，不能把二者混为一谈。
　 （4）错误。6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值。二者不能简单等同。
　（5）错误。0.5molH2含有0.5×2＝1molH原子，6.02×1023×1＝6.02×1023个。
（6）正确。3molNH3中含有3×1＝3 mol N原子，3×3＝9molH原子。
练习1：（1）1molO中约含有___________个O；
　　（2）3molH2SO4中约含有__________个H2SO4，可电离出_________molH＋；
　　（3）4molO2含有____________molO原子，___________mol质子；
　　（4）10molNa+中约含有___________个Na＋。
知识点二：摩尔质量
前面学习了物质的量与微观粒子的数目的关系，物质的量作为连接微观粒子及宏观物质的桥梁已经完成一半，下面继续学习另外一半，下面我们看看1mol物质的质量到底有多大呢？我们先看下面的表格，看是否可以从这些数据中得出有用的结论。
粒子符号
物质的
相对原子（分子）量
每个粒子的质量
（g/个）
1摩尔物质含有的
粒子数（个）
1摩尔物质质量
（g）

12

6.02×1023
12

56

6.02×1023
56

98

6.02×1023
98

18

6.02×1023
18

23

6.02×1023
23

17

6.02×1023
17
　C的相对原子质量为12，1mol碳原子含有6.02×1023 个碳原子，1mol碳原子的质量为 6.02×1023个× 1.993×10-23g=12g。同理Fe的相对原子质量是56，1mol铁原子含 6.02×1023个铁原子，是56g。 H2SO4的相对分子质量是98，1mol硫酸含 6.02×1023个硫酸分子，是98g。 H2O的相对分子质量是18，1mol水含 6.02×1023个水分子，质量是18g。电子质量过于微小，因此失去或得到电子的质量可忽略不计，所以Na+的式量是23。
1mol钠离子含有 6.02×1023个钠离子，是23g。OH-的式量为17。1mol氢氧根离子含6.02×1023 个氢氧根离子，是17g。
［结论］①1mol任何原子的质量在数值上等于这种原子的相对原子质量。
　　　　②1mol任何分子的质量在数值上等于这种分子的相对分子质量。
　　　　③1mol任何离子的质量在数值上等于这种离子的式量。

（二）摩尔质量（单位： g/mol 或者 kg/mol，符号：M）
1.定义：单位物质的量的物质所具有的质量。

任何一种原子的相对原子质量，是以12C的1/12为标准所得的比值。所以，1 mol任何原子的质量比，就等于它们的相对原子质量比。由此我们可求出x值和y值：x = 16 g y = 32 g
2.摩尔质量与粒子的相对原子质量或相对分子质量（Mr）的关系：⑴1mol粒子的质量以克为单位时，在数值上都与该粒子的相对原子质量或者相对分子质量相等。即摩尔质量的单位为g/mol时，M = Mr g/mol。⑵1mol粒子的质量以千克为单位时，在数值上为该粒子的相对原子质量或者相对分子质量的1/1000。即摩尔质量的单位为kg/mol时，M = Mr ×10-3 kg/mol。⑶原子是由原子核和核外电子构成的，但是相对于原子核来说，电子的质量非常小，基本可以忽略不计，所以简单离子（如：Na+、Cl-）或者带电原子团（如：NH4+、SO42-）的摩尔质量等于构成它们的原子的相对原子量之和，所得到或者失去的电子的质量忽略不计。
例如Cl的相对原子质量为35.5,1mol Cl的质量为35.5g，Cl 的摩尔质量为 35.5g/mol；H2O 的相对分子质量为18,1mol H2O 的质量为18g，H2O 的摩尔质量为18 g/mol；Ca2+的相对原子质量为40，1mol Ca2+的质量为40g，Ca2+的摩尔质量为 40g/mol；CO32_的相对原子之和为60，1mol CO32_的质量为,60g，CO32_ 的摩尔质量为 60g/mol。（记住：摩尔质量是带有单位的，数值上等于其相对原子量或相对分子量。）

3.摩尔质量的计算
⑴物质的量（n）、质量（m）与摩尔质量（M）之间的关系：M = m/n （或者m = n·M）
将物质的量（n）、质量（m）以及微粒数（N）通过阿伏伽德罗常数（NA）和摩尔质量（M）联系起来，得出下列关系：

⑵已知阿伏伽德罗常数（NA）和摩尔质量（M），则某一个粒子的质量（ma）为：ma = M/NA
⑶化学计量数与物质的量的关系
Fe + S FeS
相对分子量之比 56 32 88
化学计量数之比 1 1 1
粒子数之比 1 1 1
扩大6.02×1023倍 ×6.02×1023 ×6.02×1023 ×6.02×1023
物质的量之比 1 1 1
使用公式m=n·M，得到下列质量之比
质量之比 56g 32g 88g
由此可得：化学计量数之比等于物质的量之比。
例题2.NA表示阿伏伽德罗常数，下列说法中，正确的是 （ ）
A.2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1NA B.2g氢气中含有的原子数为NA
C.3.01×1023个氮分子中含有的原子数为NA D.17g氨气中含有的电子数为10NA
解析：此类题目为比较粒子数多少的类型，做该类题目，主要是找出所要求的粒子的物质的量，再进行比较。该题解题思路：Mg→Mg2+ ，每1个镁原子转变成镁离子时失2 e-， 所以A答案中失去的电子数为2×（2.4g/24 g•mol-1）NA=0.2NA，A错；H2为双原子分子，所以B答案中氢原子数为 2×（2g/2 g•mol-1）NA=2NA，B错；N2为双原子分子，所以C答案中氮原子数为 2×（3.01×1023/6.02×1023）NA=NA，C正确；1个NH2分子中的电子数为10，所以D答案中电子数为10×（17g/17 g•mol-1）NA=10NA，D正确。
练习2.下列物质分子数量最多的是（ ）
A．64gSO2 B．3.01×1023个N2 C．0.75mol H2SO4 D．标准状况下33.6 L Cl2
总结：质量相同的两种物质，其物质的量之比等于其摩尔质量之反比。
例题3.下列各项中，跟0.5molSO3中所含的氧原子数相同的是 （ ）
A. 0.5mol CO2 B. 32g SO2 C.1.5mol H2O D. 3.01×1023个SO42-
解析：该题主要训练公式的熟练转化，0.5molSO3中所含氧原子为0.5×3=1.5 mol，A中为0.5×2=1 mol；B中为（32g/64 g•mol-1） ×2=1 mol；C中为1.5 mol；D中为（3.01×1023/6.02×1023）×4=2；选C。
练习3.有两份质量相等的SO2和SO3，它们所含的（ ）
A．氧原子个数比为2：3 B．硫原子个数比为4：5
C．物质的量比为5：4 D．物质的量比为4：5
例题4.某固体仅由一种元素组成，其密度为5g/cm3，用X射线研究该固体的结果表明：在棱长为1×10-7cm3的立方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近 （ ）
A.32 B.65 C.120 D.150
解析：先求出20个原子的质量 m=ρV=5×（1×10-7）3=5×10-21（g），故1mol该原子质量为6.02×1023×（5×10-21÷20）=150（g），所以该元素的相对原子质量接近于150.
练习4.如果1g水中含有m 个氢原子，则阿伏加德罗常数为（ ）
A．m/9 B．9m C．2m D．m
拓展例题：在反应X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22:9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR。则在此反应中Y和M的质量之比为 （ ）
A. 16：9 B. 23:9 C. 32：9 D. 46:9
解析： X + 2Y = R + 2M
M（R） 2M（M）
4.4g m
由题意得M（R）：2M（M）=22:18=4.4g：m，解之得m=3.6g，根据质量守恒，m（Y）=4.4g+3.6g-1.6g=6.4g，所以Y与M的质量之比为：6.4g：3.6g=16:9
拓展练习：已知钠与水反应的方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，现将2.3g金属钠投入水中让其充分反应，要使每100个水分子中溶有1个Na+离子，求所需水的质量。

基础达标：
1.NH4HCO3的相对分子质量为_________，它的摩尔质量为___________。
2. 2molCO2的质量是_______，所含的分子数目约为___________，所含原子的数目约为_____________。
3. Fe2(SO4)3的摩尔质量是 ；20g硫酸铁物质的量是 ___ mol ，其中，Fe3+ mol ，SO42- _mol ，S mol，O的质量是 g。
4._______mol的CO2 中含有3g碳，________mol的CO2 中含有0.25mol的氧原子，________mol的CO2 中含有3.01×1024个CO2 分子，它的质量为________g。
5.下列说法中正确的是 （ ）
A. 1mol O 的质量是32 g/mol B. OH-的摩尔质量是17
C. 1mol H2O的质量是18g/mol D. CO2的摩尔质量是44g/mol
6.质量相同的N2O4和NO2，下列说法正确的是 （ ）
A. 氮元素的质量比是1:2 B. 氮原子的物质的量之比是1:1
C. N2O4和NO2的分子个数之比是1:1 D. 氮原子个数之比是 2:1
7.O2、SO2、SO3三者的质量之比为2:4:5时，它们的物质的量之比为 （ ）
A. 2：4：5 B. 1：2：3 C. 1：1：1 D. 2：2：3
8.比较3mol N2 和3mol CO 中的下列物理量：①分子的物质的量；②原子的物质的量；③质量；④电子数；⑤质子数。其中相同的是 （ ）
A.①②③⑤ B.①③④⑤ C.①②③④⑤ D.①④⑤
9.已知16g A和20g B恰好完全反应生成mg C和4.5g D，在相同的条件下，15g B和8g A反应生成 0.125mol C，则C 的摩尔质量为 （ ）
A. 126 B. 94.5g/mol C. 126g/mol D. 189g/mol
能力提升：
1.已知钾的氧化物有K2O2和KO2，在由这两种氧化物组成的混合物中，钾与氧的质量比为13：8，求混合物中K2O2与KO2的物质的量之比为 。
2.下列物质分子数量最多的是（ ）
A．64gSO2 B．3.01×1023个N2 C．0.75mol H2SO4 D．标准状况下33.6 L Cl2
3.欲使每10个水分子中含有1个Na+ 则90g 水中应投入钠的质量为（ ）
A . 10.5g B．11.5g C．21g D．23g
4.质量相同的两种物质N2和NO2，它们的物质的量之比为（ ），所含原子个数比为 （ ）。
A. 1：1 B. 23：14 C. 14：23 D. 23：21
5.CuO、Cu2O的混合物中含Cu 88%，则混合物中含CuO和Cu2O的物质的量之比为 （ ）
A. 1:5 B. 3:2 C. 1:4 D. 5:1
6.有三种正盐的混合液中，含有0.2mol Na+、0.25mol Mg2+、0.4mol Cl-，则SO42-为______mol。
7. 8.4gN2与9.6g某单质Rx所含的原子个数相同，且分子个数之比为3:2，则R的相对原子质量为_______，x值为__________。
8.据“网易新闻中心”报道，2003年12月13日，湖北大冶市金牛镇小泉村发生了群体中毒事件，三名儿童在送往医院途中死亡，另两名儿童至今日仍在医院治疗。经诊断，两儿童为灭鼠药“毒鼠强”急性中毒。此前的10月30日，湖北枣阳发生了三十四人的集体毒鼠强中毒事件；而震惊全国的湖北利川“十·二一”毒鼠强投毒案，曾造成三十五人中毒、十人死亡。毒鼠强的毒害是严重的，国家已禁止使用该药来消灭老鼠。 那么什么是毒鼠强？它是一种含有C、H、O、N、S的有机物，其摩尔质量为240g·mol-1 ，其中所含碳元素的质量分数为20％，所含氢元素的质量分数为3.3％，所含氧元素的质量分数为26.7％，所含氮元素的质量分数为23.3％，所含硫元素的质量分数为26.7％。 根据以上各元素在其中所含的质量分数，试求各元素的物质的量之比及其化学式。