物质的量 摩尔质量.docx
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物质的量摩尔质量
第二节 化学计量在实验中的应用
第1课时 物质的量 摩尔质量
[学习目标定位] 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。
一 物质的量及其单位——摩尔
1.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
单位名称及符号
米（m）
千克（kg）
秒（s）
安（A）
开（K）
摩（mol）
坎（cd）
2.物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量，用符号n表示。
“物质的量”四个字是一个整体概念，为专用名词，不可任意加减字，既不是物质的质量，也不是物质的数量。
3.物质的量的单位——摩尔
1.下列说法不正确的是（ ）
A.物质的量可以理解为物质的数量
B.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
C.摩尔是物质的量的单位
D.物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子
答案 A
二 阿伏加德罗常数、摩尔质量
1.根据表中已知条件进行计算，将结果填入表中空格内：
物质微粒
物质质量
1个微粒实际质量
所含微粒数目
12C
12g
1.9933×10－23g
6.020×1023
Fe
56g
9.301×10－23g
6.021×1023
O2
32g
5.315×10－23g
6.021×1023
通过上表计算结果，你能得出的结论是12g12C所含的原子个数约为6.02×1023（阿伏加德罗常数）；物质含有6.02×1023个微粒的物质的量为1摩尔。
2.试通过计算，填写下表：
物质微粒
1个微粒的实际质量（g）
6.02×1023个微粒的质量（g）
相对分子（或原子）质量
H2O
2.990×10－23
17.9998
18
Al
4.485×10－23
26.9997
27
通过上表计算结果，你能得出的结论是6.02×1023个微粒（1摩尔）的质量在数值上（近似）等于其相对分子（或原子）质量（摩尔质量）。
归纳总结
1.阿伏加德罗常数
（1）阿伏加德罗常数是0.012kg12C所含的原子个数，约为6.02×1023个，用符号NA表示。
（2）物质若含有阿伏加德罗常数（6.02×1023）个微粒，其物质的量为1mol。
（3）阿伏加德罗常数可表示为NA，约为6.02×1023mol－1，其单位是mol－1。
2.摩尔质量
（1）摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量；用符号M表示，单位是g·mol－1。
（2）上表中1mol各物质的质量各不相同，但在数值上分别（近似）等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
2.下列有关物质的量和摩尔质量的叙述，正确的是（ ）
A.水的摩尔质量是18g
B.0.012kg12C中约含有6.02×1023个碳原子
C.1mol水中约含有6.02×1023个氢原子
D.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
答案 B
解析 摩尔质量的单位是g·mol－1，A错误；碳是由原子构成的，根据规定，0.012kg12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，近似为6.02×1023mol－1，B正确；在1mol水中约含有2×6.02×1023个氢原子，错误；构成物质的基本粒子有分子、原子和离子等，并非任何物质都是由分子构成的，D错误。
易错警示 在运用物理量的过程中，务必要正确注明单位。
看清粒子的种类是解题的关键。
3.下列说法正确的是（ ）
A.1molH＋的质量是1g
B.H2的摩尔质量是2g
C.1molO2的质量是32g·mol－1
D.1molNa＋的质量是11g
答案 A
解析 1molH＋的质量是1mol×1g·mol－1＝1g，A正确；H2的摩尔质量是2g·mol－1，B不正确；1molO2的质量是1mol×32g·mol－1＝32g，C不正确；1molNa＋的质量是1mol×23g·mol－1＝23g，D不正确。
理解感悟
（1）质量的单位是g，摩尔质量的单位是g·mol－1，相对分子质量的单位是1，进行概念辨析时要注意这点。
摩尔质量在数值上等于它们的相对分子质量或相对原子质量。
（2）对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态的变化而变化。
三 关于物质的量的简单计算
1.3.01×1022个O2的物质的量是0.05mol；2molH2O所含的分子个数是1.204×1024个，所含氢原子的物质的量是4mol。
2.硫酸的摩尔质量是98g·mol－1,24.5g硫酸的物质的量是0.25mol，氧原子的物质的量是1mol。
3.氢氧化钠的摩尔质量是40g·mol－1,1.5mol氢氧化钠的质量是60g。
4.已知26.5g某化合物的物质的量为0.25mol，则该化合物的摩尔质量是106g·mol－1，相对分子质量是106。
归纳总结
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。
（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。
2.恒等关系式
由基本关系式n＝
和n＝
可得恒等关系式：
＝
。
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。
4.NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（ ）
A.2.3g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2NA
B.0.2NA个硫酸分子与19.6g磷酸含有相同的氧原子数
C.28g氮气所含的原子数为NA
D.NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8∶1
答案 B
解析 A中Na＋为＋1价，2.3g钠为0.1mol钠原子，失去的电子数为0.1NA，故A错误；B中19.6g磷酸即为0.2NA个磷酸分子（19.6g÷98g·mol－1＝0.2mol），等物质的量的硫酸（H2SO4）与磷酸（H3PO4）含有相同的氧原子数，故B正确；C中28g氮气（N2）即为1mol氮分子（28g÷28g·mol－1＝1mol），所以应含2NA个氮原子，故C错误；D中NA个氧分子质量为32g，NA个氢分子质量为2g，则其质量比为16∶1，故D错误。
理解感悟 本题体现的是以物质的量为中心的计算、NA与物质的量的关系并由此延伸到微粒个数、物质的质量，应熟练掌握它们的换算关系。
在分析判断时还要注意弄清用NA所表示的粒子的种类和所给物质的关系。
5.在14.2gNa2SO4中：
（1）含有的Na＋的数目是；
（2）含有的SO
的质量是；
（3）含氧原子的物质的量是。
答案
（1）1.204×1023
（2）9.6g （3）0.4mol
解析 由化学式Na2SO4可得如下关系式：
Na2SO4～2Na＋～SO
～4O
方法一 n（Na2SO4）＝
＝0.1mol
所以有：
（1）n（Na＋）＝2n（Na2SO4）＝0.2mol，
N（Na＋）＝0.2mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1023；
（2）n（SO
）＝n（Na2SO4）＝0.1mol，
m（SO
）＝0.1mol×96g·mol－1＝9.6g；
（3）n（O）＝4n（Na2SO4）＝0.4mol。
方法二 在关系式中，系数比等于粒子个数比，若都扩大6.02×1023倍，则化学计量数比就等于物质的量比：
Na2SO4 ～ 2Na＋ ～ SO
～ 4O
1mol2mol1mol4mol
而在一个关系式中，等量的某一物质，可用不同的单位来表示。
如2molNa＋，可用质量2×23g来表示，也可用离子个数2×6.02×1023来表示。
在计算时，为方便计算，通常是化学计量数反映的量与该物质（已知量或待求量）的题给单位相同。
如：
本题中已知量Na2SO4是14.2g，那么化学计量数反映的1mol的Na2SO4就用“142g”来计算；
（1）中求Na＋的个数，化学计量数反映的2molNa＋就用“2×6.02×1023”来计算；以此类推，有如下计算式：
Na2SO4 ～ 2Na＋ ～ SO
～ 4O
＝
＝
＝
解得：
N（Na＋）＝1.204×1023
m（SO
）＝9.6g
n（O）＝0.4mol。
理解感悟 针对不同粒子之间的量（如质量、物质的量、粒子个数）的换算，先用常规方法，再用关系式法计算，通过比较找出较好的方法。
一题多解，不仅可熟练知识，掌握解题技巧，还可提高思维能力和解决问题的能力。
通过摩尔质量、阿伏加德罗常数就可以顺利知道一定质量的物质中含有的微粒个数，物质的量起着桥梁的作用。
质量m
n
微粒数目N
1.下列说法中正确的是（ ）
A.摩尔是用来描述微观粒子的物理量
B.0.5molH2O中含有的原子数目为1.5NA
C.64g氧相当于2mol氧
D.1mol任何物质都含有6.02×1023个原子
答案 B
解析 摩尔是物质的量的单位，而不是物理量，A不正确；0.5molH2O中含有1molH原子和0.5molO原子共1.5mol原子，即1.5NA，B正确；2mol氧未指明微粒种类，C不正确；1mol任何物质不一定含有6.02×1023个原子，如1molO2，D不正确。
2.下列说法正确的是（ ）
A.1mol氯含有6.02×1023个微粒
B.阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023
C.钠的摩尔质量等于它的相对原子质量
D.H2O的摩尔质量是18g
答案 B
解析 使用摩尔时没有指明微粒的名称，或为1molCl2约含6.02×1023个Cl2分子，或为1molCl约含6.02×1023个Cl原子，A错误；不要把摩尔质量与相对原子质量混同，应为钠的摩尔质量以g·mol－1为单位时在数值上等于它的相对原子质量，C错误；摩尔质量的单位为g·mol－1，H2O的摩尔质量是18g·mol－1，D错误。
3.下列说法不正确的是（ ）
A.硫酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等
B.6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的质量比等于7∶8
C.3.2gO2所含的原子数目约为0.2×6.02×1023
D.常温、常压下，0.5×6.02×1023个二氧化碳分子质量是44g
答案 D
解析 H2SO4的摩尔质量为98g·mol－1,6.02×1023个H3PO4分子的质量为98g，二者数值相等，A正确；6.02×1023个N2和6.02×1023个O2的质量比为二者的相对分子质量之比，即28∶32＝7∶8，B正确；3.2gO2物质的量为
＝0.1mol，含氧原子数约为0.1×2×6.02×1023，C正确；0.5×6.02×1023个CO2物质的量为0.5mol，质量为0.5mol×44g·mol－1＝22g，D不正确。
4.2015年10月，科学家屠呦呦因发现青蒿素和双氢青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。
双氢青蒿素的化学式为C15H24O5，相对分子质量为284。
下列关于双氢青蒿素的说法正确的是（ ）
A.NA个双氢青蒿素的质量为284g·mol－1
B.均为NA的C、H、O三种原子的质量比6∶1∶8
C.14.2g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA
D.含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1mol
答案 C
解析 质量的单位是g，不是g·mol－1，A错误；当摩尔质量的单位是g·mol－1时，均为NA个C、H、O三种原子的物质的量为1mol，分别乘以各自的摩尔质量12g·mol－1、1g·mol－1、16g·mol－1，得到质量比12∶1∶16，B错误；14.2g双氢青蒿素的物质的量是14.2g÷284g·mol－1＝0.05mol，由于在一个分子中含有的原子个数是44个，所以0.05mol双氢青蒿素中含有的原子的总数为2.2NA，C正确；一个双氢青蒿素的分子中含有15个碳，含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1mol÷15≈0.067mol，D错误。
5.
（1）请填写下表：
物质
摩尔质量
物质的量
质量
分子或离子数目
SO2
2mol
SO
6.02×1022
O2
8.0g
（2）O2和O3是氧元素的两种单质。
根据分子式回答：
等质量的O2和O3所含分子数之比为，原子个数比为。
（3）摩尔质量是指单位物质的量的物质所含有的质量。
①已知NH3的相对分子质量为17，则NH3的摩尔质量为。
②NA为阿伏加德罗常数，已知ag某气体中含分子数为b，则该气体的摩尔质量为。
③已知一个铁原子的质量为bg，则铁的摩尔质量为。
④1.28g某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为。
答案
（1）
物质
摩尔质量
物质的量
质量
分子或离子数目
SO2
64g·mol－1
128g
1.204×1024
SO
96g·mol－1
0.1mol
9.6g
O2
32g·mol－1
0.25mol
1.505×1023
（2）3∶2 1∶1
（3）①17g·mol－1 ②
g·mol－1
③bNAg·mol－1 ④64g·mol－1
解析
（1）M（SO2）＝64g·mol－1，
M（SO
）＝96g·mol－1，
2molSO2的质量为2mol×64g·mol－1＝128g，
2molSO2的分子数目为2mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1024，
6.02×1022个SO
的物质的量为
＝0.1mol，
0.1molSO
的质量为0.1mol×96g·mol－1＝9.6g。
（2）n（O2）∶n（O3）＝
∶
＝3∶2，则分子数之比为3∶2；N1（O）∶N2（O）＝（
×2）∶（
×3）＝1∶1。
（3）依据摩尔质量的定义式：
M＝
，结合物质的量（n）与NA的关系即可列出相关表达式，不要忘记单位。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组一 概念的理解
1.下列说法中正确的是（ ）
A.1mol氢约含有阿伏加德罗常数个氢
B.1molCaCl2含有1molCl－
C.1mol电子约含有6.02×1023个电子
D.1molH2O含有1molH2和1molO
答案 C
解析 A错误，未注明微粒的种类，氢是氢分子、氢原子还是氢离子不明确；B错误，1molCaCl2应含有2molCl－；D错误，由初中化学可知H2O中无H2，正确的表述为1molH2O含有2molH和1molO。
2.科学家发现一种化学式为H3的氢分子。
1molH3和1molH2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 1molH3和1molH2分子数均为NA，原子数分别为3NA和2NA，质子数分别为3NA和2NA，电子数分别为3NA和2NA，A正确。
3.设NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是（ ）
A.2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1NA
B.18g水中含有0.1NA个水分子
C.1mol氮气所含的电子数目为NA
D.17g氨气所含电子数目为10NA
答案 D
解析 2.4gMg的物质的量是0.1mol，变成镁离子时失去电子数目为0.2NA；18gH2O的物质的量是1mol，含有NA个水分子；1molN2含有14NA个电子。
4.下列叙述中正确的是（ ）
A.1mol任何物质都含有6.02×1023个离子
B.0.012kg12C中含有约6.02×1023个碳分子
C.1mol水中含有2mol氢和1mol氧
D.1molNe中含有6.02×1024个电子
答案 D
解析 因为有些物质是由分子组成（例如水、硫酸等），有些物质是由离子组成[例如NaCl、Ca（OH）2等]，还有些物质是由原子直接构成的（例如金刚石等），所以A错；碳是由原子构成的，所以B错；C中没有指明粒子的种类，所以C错；氖原子核外有10个电子，则1molNe含有10×6.02×1023个电子，所以D正确。
5.偏二甲肼（C2H8N2）是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。
下列叙述正确的是（ ）
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约为60g
C.1mol偏二甲肼的质量为60g·mol－1
D.6g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
答案 B
解析 偏二甲肼的摩尔质量应为60g·mol－1，A中单位不对；6.02×1023个偏二甲肼约为1mol，其质量约为60g，B正确；质量的单位应为g，C错误；6gC2H8N2的物质的量为
＝0.1mol，含有C2H8N2分子应为0.1NA，D错误。
题组二 n＝
＝
的应用
6.已知3.2g某气体中所含的分子数约为3.01×1022，此气体的摩尔质量为（ ）
A.64g·mol－1B.64mol
C.64gD.32g·mol－1
答案 A
解析 n＝
＝
＝0.05mol，M＝
＝
＝64g·mol－1，故选A项。
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
答案 B
解析 由关系式n＝
可知，NA＝
，amolH2SO4中含4amol氧原子，相当于b个氧原子。
因而可得正确结果为NA＝
mol－1。
8.铅笔芯的主要成分是石墨。
如果铅笔芯写一个字消耗的石墨质量约为1×10－3g。
那么一个铅笔字含有的碳原子数约为（ ）
A.5×1019个B.5×1022个
C.2.5×1022个D.2.5×1019个
答案 A
解析 n（C）＝
＝
mol，则含有碳原子个数为
mol×6.02×1023mol－1≈5×1019。
9.相等物质的量的CO和CO2的下列比较中正确的是（ ）
①所含的分子数目之比为1∶1
②所含的氧原子数目之比为1∶1
③所含的原子总数目之比为2∶3
④所含的碳原子数目之比为1∶1
A.①②B.②③
C.①②④D.①③④
答案 D
解析 CO和CO2的物质的量相同，则含有的CO和CO2的分子数目也相同，则①正确；又因CO和CO2分子中的氧原子数分别为1和2，则物质的量相同的CO和CO2所含的氧原子数目之比为1∶2，②错误；CO和CO2的分子中原子总数之比为2∶3，③正确；物质的量相同的CO和CO2，碳原子数目之比是1∶1，④正确。
10.下列物质中，与0.3molH2O含有相同氢原子数的物质是（ ）
A.18.9gHNO3
B.3.612×1023个HCl分子
C.0.1molH3PO4
D.0.2NA个CH4分子
答案 B
解析 0.3molH2O含氢原子0.6mol。
A中硝酸的物质的量为0.3mol，含氢原子为0.3mol；B中HCl的物质的量为0.6mol，含氢原子为0.6mol；C中含氢原子为0.3mol；D中CH4的物质的量为0.2mol，含氢原子为0.8mol。
[能力提升题]
11.填写下列空白：
（1）3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为；SO2气体的质量为。
（2）常温常压下，92g的NO2气体含有的原子数为（用NA表示阿伏加德罗常数的值）。
（3）NO和O2可发生反应：
2NO＋O2===2NO2，现有amolNO和bmolO2充分反应后氮原子与氧原子的个数比为。
答案
（1）6.02×1023 32g
（2）6NA （3）a∶（a＋2b）
解析
（1）1个SO2分子含有2个氧原子，则3.01×1023个SO2分子含有氧原子个数为3.01×1023×2＝6.02×1023；该SO2气体的物质的量n＝
＝0.5mol，其质量m＝0.5mol×64g·mol－1＝32g。
（2）92g的NO2气体含有的原子的物质的量为92g÷46g·mol－1×3＝6mol。
故所含原子个数为6NA。
（3）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）。
12.
（1）1个12C的质量是akg,1个Na的质量是bkg，Na的摩尔质量是（用含a、b的表达式表示）。
（2）铝的相对原子质量为27，则其摩尔质量为。
若阿伏加德罗常数取6.02×1023mol－1，则可估算一个铝原子的质量约为g。
（3）下列各种物质中所含原子个数最多的是（填字母）。
A.0.4mol氧气B.4℃时5.4mL水
C.10gNeD.5.6gCO
答案
（1）12b/ag·mol－1
（2）27g·mol－1 4.49×10－23
（3）B
解析
（1）一个原子的实际质量与12C质量的1/12相比所得的数值是相对原子质量，因此钠的相对原子质量是bkg/（akg/12）＝12b/a，而摩尔质量在数值上等于其相对原子质量，故Na的摩尔质量是12b/ag·mol－1。
（2）铝的摩尔质量是27g·mol－1，亦即6.02×1023个铝原子的质量是27g，故1mol铝原子的质量为27g，故一个铝原子的质量为27g÷（6.02×1023）≈4.49×10－23g。
（3）A项中：
n（O）＝0.4mol×2＝0.8mol；
B项中：
n（原子）＝
×3＝0.9mol；
C项中：
n（Ne）＝
＝0.5mol；
D项中：
n（原子）＝
×2＝0.4mol。
13.已知12.4gNa2R含Na＋0.4mol，则Na2R的摩尔质量为，R的相对原子质量为。
含R的质量为1.6g的Na2R，其物质的量为。
答案 62g·mol－1 16 0.1mol
解析 1molNa2R中含有Na＋2mol，R2－1mol，故含有0.4molNa＋的Na2R的物质的量应为0.2mol。
那么M（Na2R）＝
＝
＝62g·mol－1，
M（R）＝62g·mol－1－2×23g·mol－1＝16g·mol－1，故1.6gR的物质的量为n（R）＝
＝0.1mol，所以n（Na2R）＝n（R）＝0.1mol。
14.有一瓶氯化钠试剂的标签如下，仔细观察如图所示的标签，然后回答下列问题：
（1）该瓶未开封的试剂中含氯化钠的物质的量约为。
（2）从上述试剂瓶中取出0.5g样品配成溶液，溶液中Na＋与Cl－总数为。
答案
（1）8.2mol
（2）1×1022
解析
（1）500g×96%÷58.5g·mol－1≈8.2mol。
（2）0.5g×96%÷58.5g·mol－1×2×6.02×1023mol－1≈1×1022。
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