必修一║物质的量 摩尔质量

【学习目标】

1、能说出物质的量及阿伏加德罗常数和摩尔质量的含义

2、能运用物质的量、摩尔质量之间的相互关系进行简单计算

【主干知识梳理】

一、物质的量

1、意义：国际单位制中7个基本物理量之一，它表示含有含有一定数目粒子的集合体，是构成物质微观粒子多少的物理量

2、符号：n

3、物质的量的单位：摩尔，简称摩，符号为mol

4、计量对象：微观粒子，包括：分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等

5、计量标准：1 mol任何粒子集合体所含粒子数目与0.012 kg¹²C中所含的原子数相同，约为6.02×10²³。

【微点拨】

①用“摩尔”可以计量所有的微观粒子，但不能表示宏观物质，如：不能说“1 mol大米”

②使用物质的量时，一定要用化学式或文字指明微粒的种类，表述要确切。

如：“1 mol O”表示1 mol氧原子，“1 mol O₂”表示1 mol氧分子，“1 mol O^2－”表示1 mol氧离子，而不能说“1 mol氧”。因为“氧”是元素名称，是宏观物质名称，而不是微粒名称

③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

④微粒个数的数值只能是正整数，而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，也可是小数如：5 mol H₂O、0.5 mol CO₂

⑤国际单位制(SI)中的七个基本单位

物理量	长度	质量	时间	电流	热力学温度	物质的量	发光强度
单位(符号)	米(m)	千克(kg)	秒(s)	安(A)	开(K)	摩(mol)	坎(cd)

【即学即练1】

1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)物质的量可以理解为物质的数量(　　)

(2)物质的量表示物质所含指定粒子集体数目的多少(　　)

(3)物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子(　　)

(4)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一(　　)

(5)物质的量是衡量物质数量的基本物理量(　　)

(6)摩尔是用来描述微观粒子的物理量(　　)

(7)1 mol铅笔(　　)

(8)2 mol氧(　　)

(9)4 mol H₂(　　)

(10)5mol H⁺ (   )

2、下列关于物质的量的说法中正确的是(　　)

A．物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一 B．物质的量实质上就是物质的质量

C．物质的量是一种物理量的单位      

D．摩尔既是物质的量的单位，又是粒子数量的单位

1、(1)× (2)√   (3)√   (4)×   (5)×　(6)×   (7)×　(8)×　(9)√　(10)×

2、A

二、物质的量单位——摩尔(mol)

1、摩尔：物质的量单位

2、符号：mol

3、1摩尔计量标准：12g ¹²C中所含有的碳原子约为6.02×10²³个，若一定量的粒子集体所含有的粒子数与12g ¹²C

中所含有的粒子数相等，我们就说它为1 mol

4、1mol任何粒子约含有6.02×10²³个粒子

如：①1mol O约含有6.02×10²³个氧原子

②1mol H^＋约含有6.02×10²³个氢离子

③1mol H₂O约含有6.02×10²³个水分子，约含有1.204×10²⁴个氢原子，约含有6.02×10²³个氧原子，含有2 mol氢原子，1 mol氧原子

④2 mol Na₂CO₃中含有4 mol Na^＋，2 mol CO₃^2—

【即学即练2】

1、填空

(1)1mol硫酸约含有         个H₂SO₄，约含有          个H，约含有         个O

(2)1.5mol CaCl₂中含       molCa^2＋，       molCl^—

(3)2 mol CO₂中含有       mol C 和       mol O ，约含有       个CO₂

(4)       mol H₂O中所含有的氧原子数与1.5mol CO₂中含有的氧原子数相同

2、下列叙述正确的是(　　)

A．每摩尔物质约含有6.02×10²³个粒子         B．摩尔是七个基本物理量之一

C．摩尔是物质的质量单位        D．摩尔是物质的数量单位

1、(1)6.02×10²³      1.204×10²⁴        2.408×10²⁴(2)1.5 3

(3)2 4   1.204×10²⁴

(4)3

2、A　

三、阿伏加德罗常数

1、定义：国际上规定，1mol粒子集体所含有的粒子数与12g ¹²C中所含有的碳原子数相同，约为6.02×10²³个，我们又把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数就是12g ¹²C中所含有的碳原子数

2、符号：N_A

3、单位：mol^－1    (每摩尔)

4、阿伏加德罗常数——“三量”

(1)基准量：0.012 kg¹²C中所含的碳原子数。

(2)准确量：是一个物理量，1mol任何粒子含阿伏加德罗常数个粒子，用N_A表示，单位是mol^－1。

(3)近似量：6.02×10²³ mol^－1。

5、物质的量与粒子数的关系：n＝NA(N)，其中n表示物质的量，N_A表示阿伏加德罗常数，N表示粒子数

【规律】粒子数之比等于物质的量的之比，即N₁：N₂ =n₁：n₂ 

【微点拨】

①N_A指1 mol任何微粒的微粒数，一定要明确指出是何种微粒

如：1 mol CH₄含有的分子数为N_A，原子总数为5N_A

②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N_A，而1 mol O₂中的氧原子数为2N_A

③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

④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

【即学即练3】

1、下列说法中错误的是(　　)

A．物质的量是表示含有一定数目粒子的集体 B．使用摩尔作单位时必须指明微粒的名称

C．1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子 D．0.012 kg ¹²C约含有6.02×10²³个碳原子

2、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．4b(a) mol^－1     B．4a(b) mol^－1           C．b(a) mol^－1          D．a(b) mol^－1

四、1mol微粒的质量：1mol不同物质中所含的粒子数是相同的，都约为6.02×10²³个，但由于不同粒子的质量不同，1mol不同物质的质量也不同

【思考与讨论】	计算1mol O的质量为    g
【计算过程】	已知：1mol粒子集体所含有的粒子数与12g 12C中所含有的碳原 子数相同，约为6.02×1023个 6.02×1023个12C的质量为12g1mol 12C的质量为12 g 又知：1个12C和1个O的质量比为12:16 6.02×1023个12C和6.02×1023个O的质量比为12:16 1 mol 12C和1 mol O的质量比为12:16 1mol O的质量为16 g

【方法突破】用同样的方法可以推出1mol H的质量、1mol CO₂质量、1molCa^2＋质量

计算1mol 下列微粒的质量
1mol N的质量为    g		1mol Fe的质量为    g
【结论】	1mol任何原子的质量在数值上等于其相对原子质量
1mol CO2的质量为    g		1mol H2SO4的质量为    g
【结论】	1mol任何分子的质量在数值上等于其相对分子质量
1mol Ca2＋的质量为    g		1mol S2－的质量为    g
【结论】	1mol任何简单离子的质量在数值上等于组成该离子的原子的相对原子质量
1mol NH4＋的质量为    g		1mol SO42－的质量为    g
【结论】	1mol原子团的质量在数值上等于组成该原子团的化学式的相对分子质量
1mol任何粒子的质量都是以克为单位，在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量

五、摩尔质量

1、定义：单位物质的量的物质所具有的质量，叫做摩尔质量

2、符号：M

3、单位：g·mol^－1或g/mol

4、公式：n＝m/M，其中n表示物质的量，m表示物质的质量，M表示摩尔质量

5、数值：物质的摩尔质量是以g·mol^－1为单位，在数值上等于该微粒的相对分子(或原子)质量

6．摩尔质量的计算方法

(3)M＝m(粒子)·N_A。

(5)M₁＝D×M₂(D为相对密度)

注意：(1)质量的单位是g，摩尔质量的单位是g/mol，相对原子(分子)质量的单位是1，进行概念辨析时要注意相应的单位。

(2)对具体的物质而言，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的变化而变化，也不随物质状态的变化而变化。

【微点拨】

①质量的单位是g，摩尔质量的单位是g/mol，相对原子(分子)质量的单位是1，摩尔质量在数值上与相对分子质量相等

②对具体的物质而言，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的变化而变化，也不随物质状态的变化而变化

【典例】　下列说法正确的是(　　)

A．NaOH的摩尔质量为40 g

B．1 mol O₂的质量与它的相对分子质量相等

C．1 mol OH^－的质量为17 g·mol^－1

D．氖气的摩尔质量(单位为g·mol^－1)在数值上等于它的相对原子质量

[思路启迪]　注意区分摩尔质量(M)与1 mol物质的质量(m)以及物质的相对分子质量(M_r)的关系：即数值近似相等但单位不同。

[解析]　摩尔质量单位是g·mol^－1，A错误；质量与相对原子质量单位不同，B错误；质量单位为g，C错误；物质的摩尔质量以g·mol^－1为单位时，在数值上与它的相对分子质量或相对原子质量相等，D正确。

[答案]　D

六、以物质的量为核心的定量计算

【典例】　下列有关阿伏加德罗常数(N_A)的说法错误的是(　　)

A．32 g O₂所含的原子数目为N_A

B．0.5 mol H₂O含有的原子数目为1.5N_A

C．1 mol H₂O含有的H₂O分子数目为N_A

D．0.5N_A个氯气分子的物质的量是0.5 mol

[思路启迪]　解答有关微粒数目比较类题目时要留心“陷阱”，要在认真审题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较，尤其要注意物质的组成及计算的对象，正确解答。

[解析]　32 g O₂为1 mol，氧原子数为2N_A，A错误；0.5 mol H₂O中原子数为0.5×3×N_A，B正确；1 mol H₂O中含有H₂O分子数为N_A，C正确；0.5N_A个Cl₂分子的物质的量为0.5 mol，D正确。

[答案]　A

规律总结

根据两公式行计算时，首先要找到其核心物理量——物质的量，其次根据题目要求解其他物理量。