版新教材高中化学第1章第3节第1课时物质的量及其单位摩尔摩尔质量教案鲁科版.docx
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版新教材高中化学第1章第3节第1课时物质的量及其单位摩尔摩尔质量教案鲁科版
第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
学业要求
核心素养对接
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。
1.宏观辨识与微观探析:
认识物质的量是联系宏观物质和微观粒子的重要工具,能从宏观和微观相结合的视角分析和解决实际问题。
2.证据推理和模型认知:
在有关物质的量计算过程中,通过分析、推理等方法认识计算的方法,建立摩尔质量、物质的量、阿伏加德罗常数等题目的解答模型。
[知识梳理]
知识点一 物质的量的单位——摩尔
化学反应是原子、分子等粒子之间的反应,如何把微观的水分子的量和宏观的水的量联系起来?
完成下列知识点我相信你就会知道:
1.物质的量
七个基本物理量:
长度(m)、时间(s)、质量(kg)、热力学温度(K)、电流(A)、发光强度(cd)、物质的量(mol)
(1)概念:
表示含有一定数目粒子的集合体的基本物理量。
(2)符号及单位:
符号为n,单位为摩尔。
2.摩尔
3.阿伏加德罗常数
人为规定的一个数值,用以联系物质的量与微观粒子个数之间的定量关系,类似一打指“12”个,一双指“2”个
提醒:
阿伏加德罗常数是指1mol任何微粒所含的微粒数,这里的微粒是指同种“微粒”,如1molN2中的氮分子数为阿伏加德罗常数的值,1molN2中的氮原子数就不能为阿伏加德罗常数的值。
知识点二 摩尔质量
我们在用铁单质做化学实验时,不可能一个一个的查铁原子从而确定它的物质的量,我们只能通过测定铁的质量来确定它的量,那么如何把质量和物质的量联系在一起?
一种微粒的摩尔质量就是1mol该微粒的质量,这种说法不正确,因为摩尔质量的单位是g/mol,物质的质量单位是g,二者的意义不同
微判断
(1)物质的量可以理解为物质的微观粒子数目。
(×)
(2)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。
(×)
(3)1mol氧气中约含有6.02×1023个原子。
(×)
(4)1mol任何微粒所含有的微粒数相等。
(√)
(5)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。
(×)
(6)H2O的摩尔质量以g·mol-1为单位时在数值上等于18。
(√)
微训练
1.下列叙述错误的是( )
A.1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
B.0.012kg12C含有约6.02×1023个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类
D.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
答案 A
2.
(1)9gH2O的物质的量为________,含有的氢原子数为________。
(2)3.01×1023个H2SO4分子的物质的量为________,质量为__________。
(3)0.5molH2SO4分子中N(H)=________,N(O)=________。
(4)Fe的摩尔质量为56g/mol,则1个Fe原子质量为________(列式)。
答案
(1)0.5mol 6.02×1023(或NA)
(2)0.5mol 49g
(3)6.02×1023个 1.204×1024个
(4)
g
微思考
1.引入物质的量的意义是什么?
提示 平时化学方程式所表示的为化学物质按个数比的反应,而实验室常用的量具为托盘天平、量筒、滴定管等,如何把微观的微粒个数与宏观的质量、体积联系到一起,这就是引入物质的量,这个物理量的意义所在。
2.为什么以g/mol为单位时,摩尔质量在数值上与相对原子质量、相对分子质量相同?
提示 相对原子质量定义为以一个碳12原子质量的
作为标准,任何一种原子的平均原子质量跟1个碳12原子质量的
的比值,称为该原子的相对原子质量。
阿伏加德罗常数的定义是0.012kg碳12中包含的碳12的原子数量,从这两个定义就可以知道,以g/mol为单位时,某粒子的摩尔质量在数值上等于该粒子的相对原子质量、相对分子质量。
学习任务1 理解物质的量的基本概念
在日常生活和工作中我们经常用到一些小物品,比如曲别针。
在商店里曲别针不是按个出售的,而是按盒出售的,一盒100个,而构成物质的原子、分子和离子非常微小,用数宏观物质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,来描述微观粒子集体数目的多少。
双、盒、打、箱针对宏观物质,物质的量(摩尔)只能针对具体的微观粒子
1.“物质的量”这一物理量表示的是微粒的质量还是微粒的数目?
提示 “物质的量”是一个专有名词,描述的是一定数目微观粒子集合体数目的多少,可反映微粒的多少。
2.“1mol小米”,“1mol氯”的说法正确吗?
提示 错误。
物质的量不能表示宏观物质。
“1mol氯”指代不明。
3.阴、阳离子的摩尔质量在数值上也等于其相对原子质量吗?
提示 错误。
阴、阳离子摩尔质量以g/mol为单位时,数值上等于其相对原子质量或相对分子质量。
1.物质的量——“四化”
(1)专有化:
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)微观化:
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:
1mol苹果、1mol铁元素等说法都是错误的。
(3)具体化:
在使用物质的量表示物质时,必须具体指明粒子的种类。
如1molH2表示1摩尔氢分子,1molH表示1摩尔氢原子,1molH+表示1摩尔氢离子。
而1mol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)集体化:
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,也可以是小数。
例:
5molH2O、0.5molH2O。
2.摩尔质量——“三性”
(1)等同性:
摩尔质量只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等,其含义和单位是不同的。
(2)确定性:
对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。
(3)近似性:
由于电子的质量非常微小,所以粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量。
【例题1】 下列叙述中正确的是( )
A.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
B.1mol氢
C.1mol粒子集体所含的粒子数就是6.02×1023
D.摩尔是物质的量的单位,也是粒子数量的单位
解析 物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,其单位是摩尔,A正确,D错误;使用摩尔时必须指明具体的粒子,1mol氢的说法指代不明确,B错误;1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C含有的碳原子数相同,约是6.02×1023,C错误。
答案 A
变式训练1 下列说法正确的是( )
A.1mol氢约含有6.02×1023个微粒
B.H2的摩尔质量是2g
C.1molO2的质量是32g,含有的氧原子数为2NA
D.2NA个H2SO4的摩尔质量为196g·mol-1
解析 A项未指出1mol氢具体是什么微粒,无法确定其个数,如1molH2含1mol氢气分子,含2mol氢原子;B项摩尔质量的单位为g·mol-1;D项2NA个H2SO4的质量为196g,但其摩尔质量仍然为98g·mol-1。
答案 C
学习任务2 摩尔质量的含义
古时候有一个勇敢的小伙子想娶国王女儿——美丽的公主,国王出题刁难,其中的一个问题是:
10kg小米是多少粒?
小伙子很快就想到了解决这个问题的办法,顺利地娶到了公主。
提示 先称出5g小米,看一下有多少粒,就知道10kg小米有多少粒。
1.已知某物质的质量如何求其粒子数?
提示 首先根据摩尔质量求出其物质的量,然后根据阿伏加德罗常数转化为粒子数。
如求16gO2中含有的氧原子数的过程是n(O)=
×2=1mol,N(O)=1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023。
2.一种微粒的摩尔质量就是1mol该微粒的质量,这种说法对吗?
提示 不对;摩尔质量的单位是g/mol,质量的单位是g,两者的意义不同。
3.3.01×1022个H2O分子的物质的量是多少?
提示
=0.05mol。
摩尔质量的计算方法:
(1)M=m/n,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定,不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。
(3)Mr=m(一个原子)÷1/12m(12C),以g/mol为单位时,摩尔质量在数值上等于其相对原子质量,即一个原子的实际质量与一个12C原子质量的1/12的比值。
【例题2】 准确理解概念内涵才能准确把握概念本质。
下列有关1mol的含义叙述中错误的是( )
A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.16gO2约含有6.02×1023个氧原子
C.4mol水中含有8molH和4molO
D.1molNe中含有6.02×1024个电子
解析 有的物质是由分子构成的,如CO2、O2等,而有的物质不含分子,如金属单质、NaCl等,A错误;16gO2的物质的量为0.5mol,所含氧原子数为0.5mol×6.02×1023mol-1×2=6.02×1023,B正确;由水的组成可知C正确;1个Ne中含10个电子,故1molNe中含6.02×1024个电子,D正确。
答案 A
变式训练2 相等物质的量的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.①②③④B.②③
C.④⑤D.①②③④⑤
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。
答案 D
学习任务3 (核心素养)探究物质的量、物质的质量、微粒数目之间的计算关系
一、知识要点
1.物质的量、阿伏加德罗常数、物质的质量及粒子数之间的相关计算
=n=
二、核心素养
(1)
(2)M、NA→模型参数⇒提升学生的模型认知素养
【素养解题】
[典例示范] 下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是( )
A.44gCO2所含的原子数为NA
B.0.5molH2O含有的原子数目为1.5NA
C.1molH2O含有的H2O分子数目为NA
D.0.5NA个O2的物质的量是0.5mol
[有关NA的计算解题思维模型]
明确物理量
选计算公式
易错防范
A项,mCO2为44g
B项,原子数目为1.5NA
C项,分子数目为NA
D项,0.5NA个O2
n=
n=
(1)M的值要计算准确,单位为g·mol-1
(2)要注意对应物质的化学式,明确对应研究对象的个数
答案 A
三、对点训练
1.下列叙述中正确的是( )
A.摩尔是表示物质所含微粒数量以及物质质量的具有双重意义的单位
B.摩尔是国际单位制中7个基本物理量之一
C.含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25mol
D.2H既可以表示2个氢原子又可以表示2mol氢原子
解析 物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,它表示含有一定数目粒子的集合体,其单位是摩尔,A、B项错误;1个H3PO4分子中含有4个O,即1molH3PO4中含有4molO,含有6.02×1023个氧原子的H3PO4的物质的量是0.25mol,C项正确;2H可以表示2个氢原子,但不能表示2mol氢原子,2mol氢原子应表示为2molH。
答案 C
2.下列关于摩尔质量的说法中正确的是( )
A.氢氧化钠的摩尔质量为40g
B.1摩尔氧原子的质量就是氧的相对原子质量
C.H2SO4的摩尔质量为96g·mol-1
D.1molCO2的质量以克为单位时,在数值上等于CO2的相对分子质量
解析 摩尔质量的单位是g·mol-1,1mol任何物质的质量以克为单位时,在数值上等于其相对分子或相对原子质量,A、B错误,D正确;H2SO4的摩尔质量为98g·mol-1,C错误。
答案 D
3.下列物质中,摩尔质量最大的是( )
A.10mLH2O B.0.8molH2SO4
C.54gAlD.1gCaCO3
解析 A、B、C、D中四种物质的摩尔质量分别为18g·mol-1、98g·mol-1、27g·mol-1、100g·mol-1,摩尔质量最大的是D项。
答案 D
4.0.5molO2中含有( )
A.1个氧原子B.1mol氧分子
C.NA个氧原子D.0.5个氧分子
解析 0.5molO2中含有0.5mol氧分子,氧分子数为
3.01×1023个(0.5NA个),含有的氧原子数为6.02×1023个(NA个)。
答案 C
5.在①、②、③、④处的横线上填上适当的内容。
解析 1molCO(NH2)2含有4molH、1molO,故2molCO(NH2)2含有8molH、2molO;分子数N=n×NA=2NA=2×6.02×1023=1.204×1024;CO(NH2)2的相对分子质量为60,故其质量m=n×M=2mol×60g·mol-1=120g。
答案 ①2NA或1.204×1024 ②120g ③2 ④8
[学考练]
1.下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.摩尔是七个基本物理量之一
B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023mol-1
C.1mol氢的质量是2g
D.1mol甲烷的质量与NA个甲烷分子的质量之和相等
解析 摩尔是物质的量的单位,A项错误;6.02×1023mol-1是阿伏加德罗常数的近似值,B项错误;C项“氢”指代不明,错误。
答案 D
2.下列表示错误的是( )
A.1molH2B.1molFe
C.1molNH
D.1mol小米
解析 物质的量不适用于表示宏观物质。
答案 D
3.用NA表示阿伏加德罗常数的值,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2NA
D.17g氨气中含有的电子数为10NA
解析 2.4gMg的物质的量为0.1mol,而1molMg变成Mg2+时失去2mol电子,所以2.4gMg应失去0.2NA个电子,故A项错误;H2为双原子分子,2g氢气即1molH2,应含有2molH,原子个数为2NA,故B项错误;N2为双原子分子,3.01×1023个氮气分子中所含原子数应为2×3.01×1023,即NA,故C项错误;D中17gNH3的物质的量为1mol,含有的电子数为10NA,D项正确。
答案 D
4.下列关于“物质的量”“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是( )
A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
B.“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
C.0.012kg12C中所含的碳原子数为NA
D.1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
解析 A选项二者的单位不同;B选项物质的量是基本物理量,不是单位;D选项1mol任何物质都含阿伏加德罗常数个该物质的微粒,但不一定是原子,如水。
答案 C
5.下列叙述正确的是( )
A.1mol任何物质的质量都等于该物质的相对分子质量
B.H的摩尔质量是1g·mol-1
C.1molH2O的质量是18g·mol-1
D.CO2的摩尔质量为44g
解析 A项质量和相对分子质量单位不一样,错误;C项1molH2O的质量是18g,错误;D项CO2的摩尔质量是44g·mol-1,错误。
答案 B
6.下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)说法错误的是( )
A.0.012kg12C含有的12C原子数是NA
B.NA个水分子的质量是18g/mol
C.1molO2中含有的氧分子数为NA
D.含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25mol
解析 NA个水分子的物质的量为1mol,其质量为18g。
答案 B
7.amolH2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为( )
A.
mol-1B.
mol-1
C.
mol-1D.
mol-1
解析 amolH2SO4中氧原子的物质的量为4amol,NA=
=
mol-1。
答案 D
8.有15gA物质与10.5gB物质恰好完全反应,生成7.2gC物质、1.8gD物质和0.3molE物质。
则E的摩尔质量是( )
A.27.5g·mol-1B.55g·mol-1
C.100g·mol-1D.111g·mol-1
解析 根据质量守恒,生成的0.3molE的质量为15g+10.5g-7.2g-1.8g=16.5g,则E的摩尔质量为
=55g·mol-1。
答案 B
9.已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22,在反应X+2Y===2Q+R中,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4gR,则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为( )
A.46∶9B.32∶9
C.23∶9D.16∶9
解析 设Q、R的摩尔质量分别是9a、22a,根据化学方程式及1.6gX生成4.4gR,可以求得X的摩尔质量是8a,由质量守恒定律可得Y的摩尔质量是16a,所以参与反应的Y和生成物Q的质量之比为其摩尔质量之比。
答案 D
10.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大能量,可作为航天运载火箭的推动力。
下列叙述中正确的是( )
A.偏二甲肼的摩尔质量为60g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60g
C.1mol偏二甲肼的质量为60g/mol
D.6g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
解析 偏二甲肼的摩尔质量为60g/mol;1mol这种物质的质量为60g;6g偏二甲肼含有0.1NA个偏二甲肼分子。
答案 B
11.根据国际单位制及物质的量回答下列问题:
(1)下列物质不能用摩尔做单位的是________。
A.食盐B.纯碱C.烧碱D.小米
(2)下列关于“物质的量”及其单位“摩尔”的理解中正确的是________。
A.摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.物质的量既可以衡量微观粒子的数量,也可以衡量宏观物质
D.国际上规定,0.012kg碳原子所含有的碳原子数目为1摩
(3)下列属于物理量的是________。
A.千克B.物质的量
C.电流D.秒
(4)请你列举三种能够用物质的量来衡量的微粒:
________________________。
解析
(1)物质的量不能用来描述宏观的物质,如大米、土豆等,这个物理量描述的应该是微观的物质,如原子、分子、离子等,以及由特定的离子、原子构成的纯净物,如NaCl、Na2CO3等。
(2)物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一,其单位是摩尔(mol)。
物质的量作为一种物理量描述的是微观物质。
国际上规定,0.012kg12C这种碳原子所含有的碳原子数目约为6.02×1023。
(3)应用物理量时要注意物理量与其单位的区别,千克是质量这个物理量的单位,物质的量的单位是摩尔,电流的单位是安培,秒是时间这个物理量的单位。
(4)物质的量可以描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等。
答案
(1)D
(2)B (3)BC (4)原子、分子、离子、电子、中子、质子等(三个即可)
12.下列6种物质:
①H2 ②C2H4 ③H2O ④PH3 ⑤CHCl3 ⑥H2SO4
(1)当它们含有的分子数相同时,含原子数目最少的是________(填序号,下同)。
(2)当它们含有的分子数相同时,含氢原子数目最少的是________。
(3)当它们含有的原子数相同时,含分子数目最多的是________。
(4)当它们含有的氢原子数相同时,含原子数目最少的是________。
(5)当它们含有的氢原子数相同时,含分子数目相同的是________。
解析 分析时要注意是“原子”还是“分子”,是“最多”还是“最少”,如
(1)分子个数相同时,含原子数目分别为2N(H2),6N(C2H4),3N(H2O),4N(PH3),5N(CHCl3),7N(H2SO4),则含原子最少的是H2,同理可得其他各小题的答案。
答案
(1)①
(2)⑤ (3)① (4)① (5)①③⑥
13.
(1)2molCO2中含有________molC和________molO,含有________个CO2分子。
(2)1molH2SO4中含有________molH,________molS,________molO,共含有________mol原子。
(3)1molCaCl2中含________molCa2+,________molCl-,共________mol离子。
(4)________molH2O中含有的氧原子数与1.5molCO2中含有的氧原子数相同。
(5)3.01×1023个O2的物质的量是_____________________________,
与其物质的量相等的臭氧(O3)中含氧原子________个。
解析 根据物质的量、微粒数以及物质质量之间的关系列式计算。
答案
(1)2 4 2NA
(2)2 1 4 7 (3)1 2 3 (4)3 (5)0.5mol 1.5NA
14.在下面的横线上填上适当的内容。
(1)6.02×1023个Na+约含________molNa+,其质量为________g。
(2)4.5molCH4约含有________个CH4,其质量为________g。
(3)3.01×1023个SO
约含________molSO
,其质量为________g;49gH2SO4约含有________个H,共含有________个原子。
解析
(1)6.02×1023个Na+的物质的量为:
n=N/NA=(6.02×1023)/(6.02×1023mol-1)=1mol,对应的质量为:
m=n·M=1mol×23g·mol-1=23g。
(2)4.5molCH4的个数为:
N=n·NA=4.5mol×6.02×1023mol-1=2.709×1024,其质量为:
m=n·M=4.5mol×16g·mol-1=72g。
(3)3.01×1023个SO
的物