1-2-1-物质的量(教师版)-高一化学同步讲义(苏教2019必修第一册-).docx

第二单元 物质的化学计量
第1课时 物质的量
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课程标准
课标解读
1．知道物质的量、摩尔质量的单位及含义。
2．理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。
3．能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。
1．利用物质的量将宏观的物理量（质量）与微观中微粒的个数相联系，能量从宏观和微观相结合的角度分析与解决实际问题。（宏观辨识与微观探析）
2．能进行物质的质量、物质的量、微粒个数间的转换。（变化观念与平衡思想）
3．能通过物质的量、摩尔质量的公式定量说明物质的组成及其变化过程。（变化观念与平衡思想）
4．通过对物质的量的学习，培养严谨求实的科学态度，形成探索未知、崇尚真理的意识，能参与有关化学问题的实践活动，树立终身学习的意识。（科学态度与社会责任）

知识点01 物质的量
1．概念：
物质的量是七大基本物理量之一，是表示一定数目的微粒的集合体的物理量，用符号n表示，常用单位是mol。
2．意义：
它可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。
3．计量对象
物质的量计量对象是分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子及它们的特定组合。
【即学即练1】下列关于物质的量的说法中正确的是（ ）
A．物质的量就是物质的质量
B．物质的量是指物质中所含微粒的个数
C．阿伏加德罗常数个微粒就是1mol
D．物质的量只能计量微观粒子
答案：D
解析：A.物质的量和物质的质量都是七大基本物理量之一，是两个不同的概念，国务；B。物质的量是表示一定数目的微粒集合体，不是微粒的个数，错误；C. 阿伏加德罗常数个微粒是指微粒的数目，1mol表示微粒的集合体，两者表示的对象不一样，错误；D.物质的量只能计量微观粒子（分子、原子、离子、质子、中子、电子及它们的特定组合），正确。故选D。
【即学即练2】下列关于物质的量的表示正确的有__________
A．1mol质子 B．1mol原子 C．1mol小米手机
D．1molNaCl E．1mol氧元素 F．1molNa+
答案：ADF
解析：物质的量只能计量微观粒子（分子、原子、离子、质子、中子、电子）及它们的特定组合，在计量原子、离子和分子及它们的组合时，要指明具体微粒。其中B选项没有指明是哪一种原子，C选项，手机是宏观物质，E选项元素是一个宏观概念，不表示微粒。故选ADF。
知识点02 阿伏加德罗常数
1．定义
1mol某种微粒 集合体中所含的微粒数与0.012 kg12C中所含的原子数相等。
0.012 kg12C中所含的原子数称为阿伏加德罗常数，近似为6.02×1023mol－1。
阿伏加德罗常数符号是NA，单位是mol－1。
2．物质的量(n)与微粒数(N)阿伏加德罗常数(NA)之间的关系
n＝
【即学即练3】填空
(1)0.5molO2中的氧气分子数目是____________。
(2)1molNH3中的氢原子数目是_________。
(3)1.5molNa2CO3中Na+的数目是___________。
(4)1.204×1023个CH4分子的物质的量__________。
(5)6.02×1023个氧原子中所含的质子数目是___________。
答案：(1)0.5×6.02×1023=3.01×1023 （个）
(2)1个NH3中含有3个H原子，故1molNH3中的氢原子数目为3×6.02×1023=1.806×1024（个）
(3)1个Na2CO3中由2个Na+，1.5molNa2CO3中Na+为1.5mol×2=3mol，故Na+的数目为1.5×2×6.02×1023=1.806×1024 （个）
(4)由n=得，n(CH4)==0.2mol
(5)1个氧原子中含有8个质子，故质子数目为8×6.02×1023（个）=4.816×1024（个）
知识点03 摩尔质量
1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M，单位是g/mol或g·mol－1。
2．n、m、M之间的关系：M＝。
3．当物质的质量以克为单位时，其在数值上与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等
【即学即练4】下列说法中正确的是（ ）
A．摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子（原子）质量
B．2molH2O的摩尔质量是36g·mol-1
C．CO2的摩尔质量是44g
D．SO的摩尔质量是96g·mol-1
答案：D
解析：A.当质量以g为单位时，摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子（原子）质量，错误；B.摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，H2O的摩尔质量是18 g·mol-1，错误；C.摩尔质量的单位是g·mol-1，错误；D. SO的摩尔质量是96g·mol-1，正确。
知识点04 化学方程式中反应物和生成物的之间物质的量的关系
1．化学方程式中化学计量数的含义：
既表示反应物和生成物之间的微粒的数量关系，又表示反应物和生成物之间的物质的量关系。如：2H2+O22H2O表示2个H2分子与1个O2分子在点燃条件下生成2个 H2O分子，也表示2molH2和1molO2在点燃条件下完全反应，生成2molH2O。
2．物质的量在化学方程式计算中的应用
以H2与O2反应生成H2O为例：

4g 32g 36g 2mol 1mol 2mol
【即学即练5】9.75 g锌与含______ mol HCl的盐酸刚好完全反应，放出______ mol H2，在溶液中有______ mol Zn2＋和______ mol Cl－。
答案：0.3　0.15　0.15　0.3
解析：n(Zn)＝＝0.15 mol，

n(HCl)＝＝0.3 mol，n(H2)＝＝0.15 mol，n(ZnCl2)＝＝0.15 mol。
能力拓展

考法01 对物质的量概念的理解
构成物质的原子、分子和离子非常微小，用数宏观物体的方式数微观粒子极其困难，也没有意义。因此科学家引入了“物质的量”这一基本物理量。
(1)物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。
(2)物质的量的单位是摩尔，只能用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。
例：1 mol苹果、1 mol铁元素等说法都是错误的。
(3)在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。
如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观微粒名称。
(4)物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可以是小数。
【典例1】下列说法错误的是(　　)
A．0.2 mol H2O2 B．1 mol HCl C．1.5 mol Fe D．0.3 mol 氮
答案：D
解析：H2O2和HCl都是由分子构成的，Fe是由原子构成的，所以三者都能用摩尔计量，D选项所指微粒不明确，D项错误。

考法02 阿伏加德罗常数
阿伏加德罗常数是一个物理量，基准是0.012 kg 12C中的碳原子个数，单位是mol-1，近似值为6.02×1023 mol-1。
【典例2】设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)
A．0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B．0.5 mol H2O中含有的原子数约为6.02×1023
C．1 mol O2中含有的分子数为NA
D．含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol
答案：B
解析：B．一个H2O分子含有3个原子，0.5 mol H2O含有1.5 mol原子，即含有的原子数为9.03×1023，故B说法错误，选择B。

考法03 物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算
1．n＝(n表示物质的量，N表示粒子数)。
其中NA的单位是mol－1，NA的近似值为6.02×1023 mol－1。
2．M＝(M为摩尔质量，m为物质的质量)。
若M的单位是g·mol－1时，则m的单位是g。
3．由关系式n＝和n＝可得：＝。
【典例3】143gNa2CO3·10H2O中所含Na+的物质的量是_____________，Na+数目是___________，所含水分子数目是_________________。
答案：1mol 6.02×1023 3.01×1024
解析：n(Na2CO3·10H2O)==0.5mol，n(Na+)=0.5mol×2=1mol，N(Na+)=1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023，N(H2O)=0.5mol×10×6.02×1023=3.01×1024

考法04 物质的量在化学方程式计算中的应用
(1)推导过程(以H2与O2反应生成H2O为例)
　　　　　 2H2 　＋　O2　2H2O
质量之比 4 g ∶32 g ∶36 g
计量数之比 2 ∶1 ∶2
微粒数之比 2 ∶1 ∶2
扩大NA倍 2NA ∶NA ∶2NA
物质的量之比 2 mol ∶1 mol ∶2 mol
(2)结论：化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于相应物质的微粒数之比，也等于物质的量之比。
(3)应用：根据化学方程式中物质的化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比，可以列比例式计算各反应物或生成物的物质的量。
【典例4】5.4 g M和16.0 g N恰好完全反应，生成0.2 mol X和10.2 g Y，则X的摩尔质量为(　　)
A．28 g·mol－1 B．56 g·mol－1 C．84 g·mol－1 D．112 g·mol－1
答案：B
解析：根据质量守恒定律可求出m(X)＝5.4 g＋16.0 g－10.2 g＝11.2 g，则M(X)＝＝56 g·mol－1。

分层提分

题组A 基础过关练
1．下列说法中正确的是(　　)
A．物质的量可以理解为物质的质量
B．物质的量就是物质的粒子数目
C．物质的量的单位——摩尔只适用于分子
D．物质的量可用n表示，1 mol粒子的数目约为6.02×1023
答案：D
解析：A.物质的量和物质的量是两个不同的物理量，错误；B.物质的量是指一定数目的微粒的集合体，不是物质粒子的数目，错误；C.物质的量的单位适用于微观粒子（分子、原子、离子、质子、中子、电子）及它们的特定组合，错误；D.物质的量的符号是n，1mol粒子的数目约为6.02×1023，正确，故选D。
2．下列对于“摩尔”的说法和理解正确的是(　　)
A．摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B．摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
C．国际上规定，0.012 kg碳原子所含有的碳原子数目为1 mol
D．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol
答案：D
3．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　　)
A．0.012 kg 12C含有的12C原子数是NA
B．1 mol水中约含有6.02×1023个水分子
C．1 mol任何物质都含有NA个分子
D．0.5NA个氢分子的物质的量是0.5 mol
答案：C
解析：A.根据阿伏加德罗常数的定义，0.012 kg 12C含有的12C原子数即阿伏加德罗常数，正确；C.构成物质的微粒不一定是分子，也可能是离子、原子等，错误；D.根据阿伏加德罗常数的定义，0.5NA个氢分子的物质的量是0.5 mol，正确。
4．科学家发现一种化学式为H3的氢分子，则1 mol H3和1 mol H2具有相同的(　　)
A．分子数 B．原子数 C．质子数 D．电子数
答案：A
解析：H3和H2都是由分子构成，两者都是1mol，故分子数相等， 原子数、质子数和电子数之比均为3∶2，故选A。
5．下列叙述中正确的是(　　)
A．摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质约含有6.02×1023个分子
B．1 mol氧的质量为16 g
C．0.5 mol He约含有6.02×1023个电子
D．2H既可表示2个氢原子，又可表示2 mol氢分子
答案　C
6．下列关于物质的量及粒子数的叙述，正确的是(　　)
A．1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B．0.5 mol 氮气和一氧化碳的混合气体所含原子数约为6.02×1023
C．1 mol 二氧化碳中含有1 mol碳和2 mol氧
D．1 mol H含有6.02×1024个质子
答案：B
解析：A.1 mol物质约含有的6.02×1023个粒子，不一定为分子，也可能是原子或离子等，错误；B.0.5 mol氮气和一氧化碳(二者都为双原子分子)的混合气体所含原子数约为6.02×1023，正确；C.1 mol 二氧化碳中含有1 mol碳原子和2 mol氧原子，错误；1 mol 氢原子约含有6.02×1023个质子，错误。故选B。
7．在0.25molNa2SO4中，含有的氧原子个数约是( )
A．1 B．0.25 C．6.02×1023 D．5×1023
答案：C
解析：n(O)=0.25mol×4=1mol，氧原子个数为1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023个。
8．含3.01×1023个分子的H2SO4的质量为(　　)
A．4.9 g B．49 g C．9.8 g D．98 g
答案：B
解析：n(H2SO4)＝ ＝0.5 mol，m(H2SO4)＝98 g·mol－1×0.5 mol＝49 g。
9．下列各组物质中，组成物质粒子的物质的量最多的是( )
A．0.4molO2 B．4℃时5.4mL水（水的密度为1g·cm-3）
C．10g氖气 D．6.02×1023个氢气分子
答案：D
解析：分别计算选项中各物质的物质的量，在比较大小：B选项，n(H2O)=5.4mL×1g⋅cm-318g⋅mol-1=0.3mol；C选项，n(Ne)=10g/20g·mol-1=0.5mol；D选项，n(H2)=1mol。故选D。
10．(1)2 mol H2O中含 mol H， mol O。
(2)2 mol O2与1 mol H2SO4所含O (填“相等”或“不相等”)。
(3)1 mol OH－含 个原子， 个质子， 个电子。
答案：(1)4　2
2)相等
(3)1.204×1024　5.418×1024　6.02×1024
11．(1)9.03×1023个CH4中，含 mol碳原子， mol氢原子， mol质子， mol电子。与 个NH3含有相同数目的氢原子。
(2)CH4的摩尔质量为 。
答案：(1)1.5　6　15　15　1.204×1024 (2)16 g·mol－1
解析：(1)n(CH4)＝＝＝1.5 mol。所以含有1.5 mol碳原子，6 mol氢原子；由于每个CH4分子中含有10个质子和10个电子，所以含质子、电子的物质的量均为15 mol。2 mol NH3中含有6 mol H，2 mol NH3的个数为1.204×1024。
12．填空：
（1）某金属氯化物MCl2 40.5g，含有0.600 molCl-，则该化合物的摩尔质量为_________。
（2）0.3mol氨气和0.4mol二氧化碳的质量 （填“相等”或“不相等”，下同），所含分子数 ，所含原子数 。
（3）_______gCO2气体与9gH2O所含分子数大致相等。
答案：（1）135g·mol-1 （2）不相等 不相等 相等 3）22
解析：（1）由1MnCl2~2Cl-，n(MCl2)=0.300mol，因此M(MCl2)=40.5g/0.300mol=135g·mol-1。

题组B 能力提升练
1．a mol硫酸中含有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
答案：B 解析：由题意，a mol×4×NA=b，得NA= mol－1。
2．等物质的量的CO和CO2相比较，下列有关叙述中正确的是(　　)
①它们所含的分子数目之比为1∶1
②它们所含的O数目之比为1∶2
③它们所含的原子总数目之比为2∶3
④它们所含的C数目之比为1∶1
⑤它们所含的电子数目之比为7∶11
A．①②③④ B．②③
C．④⑤ D．①②③④⑤
答案：D
解析：CO、CO2的物质的量相同，所含分子数目相同，①正确；二者所含O数目之比，等于其分子中所含O个数比，②正确；同理可知③、④正确；CO分子中所含电子数为14，而CO2分子中所含电子数为22，故等物质的量的CO、CO2所含电子数目之比为＝7∶11，⑤正确。
3．空气中的自由电子附着在分子或原子上形成的空气负离子(也叫阴离子)被称为“空气维生素”。O就是一种空气负离子，其摩尔质量为(　　)
A．32 g B．33 g C．32 g·mol－1 D．33 g·mol－1
答案：C
4．若N个氢分子的质量是m g，则阿伏加德罗常数是(　　)
A. mol－1 B. mol－1 C．2N mol－1 D．2m mol－1
答案：A
解析：由N＝×NA可知，阿伏加德罗常数NA＝ mol－1。
5．若某原子的摩尔质量为M g·mol－1，则一个该原子的质量是(　　)
A．M g B. g C. g D. g
答案：C
解析：由摩尔质量的数值可知，1 mol该原子的质量为M g，1 mol该原子含6.02×1023个原子，则一个原子的质量为 g。
6．在一定条件下，21.6gA单质与1.20molCl2完全反应，生成0.800molAClx，则x=_________，A的摩尔质量为________________。
答案：3 27g·mol-1
解析：2A + xCl2 = 2AClx
2mol xmol 2mol
n(A) 1.20mol 0.800mol
解得：x=3 n(A)=0.800mol M(A)=21.6g/0.800mol=27g·mol-1。
7．(1)等质量的氧气和臭氧(O3)物质的量之比为________，所含氧原子数之比为____
(2)NO和O2可发生反应：2NO＋O2===2NO2，现有a mol NO和b mol O2充分反应后氮原子与氧原子的个数比为________。
答案：(1)3∶2 　1∶1　 (2)a∶(a＋2b)
解析：(1)氧气和臭氧都是由氧原子构成的分子，所以当二者质量相等时，氧原子的物质的量是相等的。
(2)化学反应中原子进行了重新组合，但是原子的个数和种类没有改变。反应后氮原子与氧原子的个数比等于反应前氮原子与氧原子的个数比，即a∶(a＋2b)。
配料：氯化钠（NaCl）、碘酸钾（KIO3）
含碘量：20~40mg·kg-1
保质期：18个月
食用方法：勿长时间炖炒
储藏方法：避热、避光、防潮
8．下表是某地市场中销售的一种“加碘食盐”包装袋上的部分文字说明：
（1）加碘盐不能长时间炖炒，且应避热、避光保存，你认为可能的原因是_________________。
（2）实验分析发现，某批加碘盐中KIO3的含量为52mg·kg-1。计算每千克加碘盐中KIO3的物质的量和碘的质量。
（3）若成人每天需摄入0.15~0.20mg碘才能满足人体健康需要，通过计算说明成人平均每天食用6.0g这种加碘盐能否获得需要的碘。
答案：（1）KIO3在热或光作用下会分解。
（2）2.4×10-4mol 3.1×10-2g（31mg）
（3）6.0g食盐中含碘0.186mg，可以获得需要的碘。
解析：（2）每kg加碘盐中，KIO3的质量为52mg。n(KIO3)=52×10-3g/214g·mol-1= 2.4×10-4mol，m(I)=52mg×127/214=31mg
（3）由（2）可知，每kg加碘盐中含碘31mg，6.0g加碘盐中含碘31mg×6/1000=0.186mg，在0.15~0.20mg范围内，可以获得需要的碘。

题组C 培优拔尖练
1．在无土栽培中，配制1 L含0.5 mol NH4Cl、0.16 mol KCl、0.24 mol K2SO4的某营养液，若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体配制，则需此三种固体的物质的量分别为(　　)
A．0.40 mol、0.50 mol、0.12 mol
B．0.66 mol、0.50 mol、0.24 mol
C．0.64 mol、0.50 mol、0.24 mol
D．0.64 mol、0.02 mol、0.24 mol
答案：D
解析：由题意可知，两份营养液中各离子的物质的量相等。
原营养液中，n(NH4+)=0.5mol，n(K+)=(0.16+0.24×2)mol=0.64mol，n(Cl-)=(0.5+0.16)=0.66mol，n(SO42-)=0.24mol。
设现配料中，设KCl为xmol，NH4Cl为ymol，(NH4)2SO4为zmol，则：
n(NH4+)=y+2Z=0.5mol，n(K+)=x=0.64mol，n(Cl-)=x+y=0.66mol，n(SO42-)=z=0.24mol
解得：x=0.64mol y=0.02mol z=0.24mol
2．9.4 g K2X中含有0.2 mol K+，下列说法错误的是
A．K2X的摩尔质量为94g·mol-1
B．X的相对原子质量为16
C．9.4 gK2X中含1.6gX
D．9.4 g K2X所带负电荷数为0.2 mol
答案：D
解析：A．K2X的摩尔质量为9.4g0.1mol=94 g/mol，故A正确；B．X的相对原子质量为94－39×2＝16，故B正确；C．9.4 g K2X中含X的质量m(X)＝n(X)·M(X)＝0.1 mol×16 g/mol＝1.6 g，故C正确；D．K2X不带负电荷，故D错误；答案为D。
3．ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到ag铜，则参加反应的CuSO4与H2SO4的个数之比为（ ）
A．1：7 B．7：1 C．7：8 D．8：7
答案：B
解析：得到Cu的质量与Fe的质量相等，说明Fe与硫酸铜反应中固体增重等于与硫酸反应的Fe的质量，设与硫酸反应的Fe的质量为56g，则：
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu 固体增重
1mol 64g-56g=8g
n 56g
故n(CuSO4)=1mol×56g/8g=7mol，又反应Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，56g 铁参与反应对应1mol H2SO4，故参加反应的硫酸铜与硫酸的物质的量之比为7mol:1mol=7:1，答案为B。
4．(双选)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是(　　)
A．2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.2 NA
B．2 g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2 NA
D．17 g氨气中含有的电子数为10 NA
答案：AD
解析：2.4 g镁的物质的量为0.1 mol，变成镁离子失去0.2 mol电子，所以2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.2 NA，A正确； 2 g氢气中含有的原子数为2 NA，B错误；3.01×1023个氮气分子中含有的原子数为NA，C错误；每个氨分子含有10个电子，17 g氨气中含有的电子数为10 NA，D正确。
5．氯化钠是一种重要的化工原料，电解氯化钠溶液可制得氯气、氢氧化钠等物质，发生的化学反应如下：
2NaCl + 2H2O Cl2 ↑+ H2 ↑+ 2NaOH
现取一定质量的氯化钠溶液进行电解，当氯化钠完全反应时，停止通电。生成氯气的质量与时间的关系如右图所示。请计算：
（1）参加反应的氯化钠是多少克？
（2）生成氢气多少克？生成NaOH多少mol？

答案：（1）11.7g （2）0.2g 0.2mol
解析：2NaCl + 2H2O Cl2 ↑+ H2 ↑+ 2NaOH
2×58.5g 1mol 2g 2mol
m(NaCl) 0.1mol n(H2) n(NaOH)
解得：m(NaCl)=11.7g m(H2)=0.2g n(NaOH)=0.2mol