2024年高中化學新教材同步 必修第一冊 第2章　第3節(jié)　第1課時　物質的量　摩爾質量

第三節(jié)物質的量第1課時物質的量摩爾質量[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解物質的量及其單位、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質量的含義與應用，利用物質的量將宏觀物理量與微觀粒子的個數(shù)聯(lián)系起來，并能從宏觀和微觀結合的視角分析解決問題。2.能從物質的量的角度認識物質的組成及變化，建立物質的量、物質的質量和微觀粒子數(shù)之間計算的思維模型。一、物質的量的單位——摩爾1．物質的量(1)物質的量是表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的物理量，用符號n表示。(2)物質的量的單位——摩爾(3)表示方法及含義明確物質的量的規(guī)范表示如1molH指1mol氫原子，1molH2(氫氣)指1mol氫分子，不能說1mol氫，指代不明確。2．阿伏加德羅常數(shù)(NA)特別提醒阿伏加德羅常數(shù)的單位為mol－1。3．物質的量、阿伏加德羅常數(shù)與粒子數(shù)之間的關系(1)關系式：n＝eq\f(N,NA)。思考1通過下圖可進一步認識水的組成，并理解物質的量與微粒數(shù)目的關系？提示微粒的物質的量之比等于微粒的粒子數(shù)目之比。思考2運用物質的量與微粒數(shù)目的關系，分析下列問題。(1)1molCO2中有1molC和2molO,0.5molCO2中有0.5molC和1molO。0.25molCO2含有0.5mol氧原子。(2)1molNa2SO4中含有Na＋的數(shù)目是1.204×1024，與2molNaCl含有相同Na＋數(shù)目。(3)0.2molNH3與0.3molH2O中所含H原子數(shù)一樣多。若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，0.3molH2O中含3NA個電子。(2)結論：微粒之間的物質的量之比等于微粒的粒子數(shù)之比。1．判斷正誤(1)物質的量可以理解為物質的數(shù)量()(2)1mol任何粒子所含有的粒子數(shù)相等()(3)阿伏加德羅常數(shù)就是6.02×1023()(4)1mol水中含有2mol氫和1mol氧()答案(1)×(2)√(3)×(4)×2．下列敘述正確的是()A．摩爾是表示物質所含微粒數(shù)量以及物質質量的具有雙重意義的單位B．摩爾是國際單位制中7個基本物理量之一C．含有6.02×1023個氧原子的H3PO4的物質的量是0.25molD．2H既可以表示2個氫原子又可以表示2mol氫原子答案C解析物質的量是國際單位制中7個基本物理量之一，它表示含有一定數(shù)目粒子的集合體，其單位是摩爾，A、B項錯誤；1個H3PO4分子中含有4個O，即1molH3PO4中含有4molO，含有6.02×1023個氧原子的H3PO4的物質的量是0.25mol，C項正確；2H可以表示2個氫原子，但不能表示2mol氫原子，2mol氫原子應表示為2molH。物質的量的理解——“四化”二、摩爾質量1．摩爾質量2．物質的量(n)、質量(m)和摩爾質量(M)之間的關系n＝eq\f(m,M)，m＝n·M。思考1摩爾質量與相對分子質量(或相對原子質量)是否等同，為什么？提示不等同，摩爾質量與相對分子質量(或相對原子質量)是兩個不同的概念。當摩爾質量以“g·mol－1”為單位時，兩者在數(shù)值上相等，但前者單位是g·mol－1，后者單位是1，故兩者不等同。思考2結合下列問題，總結摩爾質量的計算方法。(1)已知氨氣的相對分子質量為17，則氨氣的摩爾質量為________。(2)1.28g某氣體含有的分子數(shù)目為1.204×1022，則該氣體的摩爾質量為________。(3)已知一個鐵原子的質量為bg，則鐵的摩爾質量為________(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。(4)已知一個碳原子(12C)的質量為ag,1個某分子的質量為bg，則該分子的摩爾質量為________。提示(1)17g·mol－1(2)64g·mol－1(3)bNAg·mol－1(4)eq\f(12b,a)g·mol－1前提條件公式任意狀態(tài)的任意物質M＝eq\f(m,n)(定義式)已知一個粒子的質量M＝m(粒子)×NA已知一個粒子的質量和一個12C原子的質量M＝eq\f(m粒子,\f(1,12)m12C)1．判斷正誤(1)氯化氫的摩爾質量是36.5g()(2)氮的摩爾質量是28g·mol－1()(3)CH4的摩爾質量和NA個CH4分子的質量相等()(4)2NA個CO2的摩爾質量為88g·mol－1()(5)Fe的摩爾質量為56g·mol－1，則1個Fe原子質量為eq\f(56,NA)g()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2．我國科學家屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素，它是一種用于治療瘧疾的藥物，2015年10月獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。下列有關青蒿素(化學式：C15H22O5)的敘述正確的是()A．青蒿素的摩爾質量為282B．6.02×1023個青蒿素分子的質量約為282gC．1mol青蒿素的質量為282g·mol－1D．282g青蒿素中含有15個碳原子答案B解析青蒿素的摩爾質量應該為282g·mol－1，故A錯誤；6.02×1023個青蒿素分子的物質的量約為1mol，其質量約為282g·mol－1×1mol＝282g，故B正確、C錯誤；282g青蒿素的物質的量為1mol,1mol青蒿素中含有15mol碳原子，故D錯誤。1．(2023·重慶合川中學高一月考)下列有關說法中正確的是()A．原子、電子、質子、凳子等都可用物質的量來描述B．1mol任何物質都含有阿伏加德羅常數(shù)個原子C．1molCO2中含1mol碳和2mol氧D．“物質的量”表示含有一定數(shù)目粒子的集合體，是七個基本物理量之一答案D解析凳子是宏觀物質，不可用物質的量來描述，A錯誤；1molCO2中含1mol碳原子和2mol氧原子，C錯誤。2．(2022·青島校級月考)碳中和指控制一段時間內溫室氣體排放總量，實現(xiàn)CO2“零排放”。CO2的摩爾質量為()A．12 B．44g·mol－1C．12g·mol－1 D．44答案B解析CO2的摩爾質量為(12＋16×2)g·mol－1＝44g·mol－1。3．下雪時，常用融雪劑清理路面。醋酸鉀(CH3COOK)是常用的融雪劑，但對道路、混凝土構件、橋梁設施等有害，對植物生長也有影響，目前正在研究環(huán)保高效的融雪劑。下列關于CH3COOK的敘述正確的是()A．CH3COOK的相對分子質量為98g·mol－1B．CH3COOK的摩爾質量為98gC．1molCH3COOK含有1.806×1024個HD．1molCH3COOK含有2mol氧答案C解析CH3COOK的相對分子質量為98，故A錯誤；摩爾質量的單位為g·mol－1，在數(shù)值上等于該物質的相對分子質量，故B錯誤；CH3COOK中含3個H原子，故1molCH3COOK含有3molH原子即1.806×1024個H，故C正確；指代不明，沒指明是氧原子還是氧氣分子，故D錯誤。4．計算填空：(1)2molNO2中含________mol氮原子，________(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下同)個氧原子，________個質子，質量是________g。(2)40.5g某金屬氯化物RCl2含有0.6mol氯離子，則金屬R的摩爾質量為________。(3)已知0.4mol的CO和CO2的混合氣體共14.4g，則①CO的質量為________。②混合氣體的平均摩爾質量為________。答案(1)24NA46NA92(2)64g·mol－1(3)①5.6g②36g·mol－1題組一物質的量及其單位1．下列對摩爾(mol)的有關說法不正確的是()A．摩爾是一個單位而非物理量B．氧氣的摩爾質量就是其相對分子質量C．物質的量是連接宏觀量和微觀量的橋梁D．0.5mol氦氣約含有3.01×1023個原子答案B解析物質的量是國際單位制中七個基本物理量之一，摩爾是物質的量的單位，不是物理量，故A正確；當氧氣的摩爾質量以g·mol－1為單位時，其數(shù)值等于其相對分子質量，故B錯誤；物質的量是連接宏觀量和微觀量的橋梁，故C正確；氦氣是單原子分子，0.5mol氦氣約含有原子的數(shù)目為0.5mol×6.02×1023mol－1＝3.01×1023，故D正確。2．相等物質的量的CO和CO2相比較，下列有關敘述正確的是()①它們所含的分子數(shù)目之比為1∶1②它們所含的O原子數(shù)目之比為1∶2③它們所含的原子總數(shù)目之比為2∶3④它們所含的C原子數(shù)目之比為1∶1⑤它們所含的電子數(shù)目之比為7∶11A．①②③④ B．②③C．④⑤ D．①②③④⑤答案D解析CO、CO2的物質的量相同，所含分子數(shù)目相同，①正確；二者所含O原子數(shù)目之比等于其分子中所含O原子個數(shù)比，②正確；同理可知③④正確；1個CO分子中所含電子數(shù)為14，而1個CO2分子中所含電子數(shù)為22，故等物質的量的CO、CO2所含電子數(shù)目之比為14∶22＝7∶11，⑤正確。3．(2022·昆明高一期末)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()A．等物質的量的N2和CO所含分子數(shù)均為NAB．1molNa與O2在一定條件下完全反應生成Na2O和Na2O2的混合物時轉移電子數(shù)為NAC．0.1molNa2O2中含有的陰離子的數(shù)目為0.2NAD．1mol氧的質量為16g答案B解析等物質的量的N2和CO所含分子數(shù)相等，但不一定是NA，故A錯誤；按得失電子守恒，1molNa與氧氣完全反應生成Na2O和Na2O2的混合物，轉移的電子數(shù)目為NA，故B正確；氧指代不明，應為1mol氧原子的質量為16g，故D錯誤。題組二摩爾質量4．下列關于摩爾質量的說法正確的是()A．摩爾質量表示單位物質的量的物質所具有的質量B．1molH2SO4的質量與H2SO4的摩爾質量相同C．摩爾質量與該物質的相對分子質量或相對原子質量相等D．某物質的物質的量越多，對應的摩爾質量越大答案A解析為單位時，摩爾質量的數(shù)值與該物質的相對分子質量或相對原子質量相等，錯誤；D項，摩爾質量不隨物質的量的多少發(fā)生變化，錯誤。5．下列關于物質的量、摩爾質量的敘述正確的是()A．0.012kg12C中含有約6.02×1023個碳原子B．1molOH－的質量為17g·mol－1C．氫氧化鈉的摩爾質量是40gD．2mol水的摩爾質量是1mol水的摩爾質量的2倍答案A解析0.012kg12C中含有1mol碳原子，約6.02×1023個碳原子，故A正確；氫氧化鈉的摩爾質量為40g·mol－1,40g為1mol氫氧化鈉的質量，故C錯誤；水的摩爾質量為18g·mol－1，與水的物質的量多少無關，故D錯誤。6．(2022·湖南衡陽高一期末)下列關于物質的量和摩爾質量的敘述正確的是()A．氨氣的摩爾質量是17gB．0.5molO2中約含有3.01×1023個氧分子C．1mol氫中含有2mol氫原子和2mol電子D．1mol任何純凈物都含有相同的原子數(shù)答案B解析氨氣的摩爾質量是17g·mol－1，故A錯誤；1molO2中約含有6.02×1023個氧分子，則0.5molO2中約含有3.01×1023個氧分子，故B正確；沒有指明是氫原子還是氫分子，故C錯誤；由于純凈物中含有的原子數(shù)不一定相同，則1mol純凈物中含有的原子數(shù)不一定相同，故D錯誤。題組三與eq\f(m,M)＝n＝eq\f(N,NA)有關的綜合計算7．25g膽礬(CuSO4·5H2O)固體的物質的量為()A．0.16mol B．0.05molC．0.08mol D．0.10mol答案D解析25g膽礬(CuSO4·5H2O)固體的物質的量n＝eq\f(m,M)＝eq\f(25g,250g·mol－1)＝0.1mol，故D符合題意。8．(2022·安徽合肥一中高一期末)一個氯原子的質量為ag，一個12C的質量是bg，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()A．氯元素的相對原子質量為eq\f(12a,b)B．氯元素的摩爾質量為aNAg·mol－1C．mg該氯原子的物質的量為eq\f(m,aNA)molD．ng該氯原子所含的電子數(shù)為eq\f(17n,aNA)答案C解析eq\f(12a,b)是氯原子的相對原子質量，不是氯元素的相對原子質量，故A錯誤；aNAg·mol－1是氯原子的摩爾質量，不是氯元素的摩爾質量，故B錯誤；mg該氯原子的個數(shù)為eq\f(mg,ag)＝eq\f(m,a)，則該氯原子的物質的量為eq\f(m,aNA)mol，故C正確；ng該氯原子所含的電子數(shù)為eq\f(ng,ag)×17＝eq\f(17n,a)，故D錯誤。9．已知1.505×1023個X氣體分子的質量為8g，則X氣體的摩爾質量是()A．16g B．32gC．64g·mol－1 D．32g·mol－1答案D解析氣體的物質的量n＝eq\f(1.505×1023,6.02×1023mol－1)＝0.25mol，氣體的摩爾質量M＝eq\f(m,n)＝eq\f(8g,0.25mol)＝32g·mol－1。10.意大利羅馬大學的FulvioCacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子，N4分子的結構如圖所示，下列說法正確的是()A．N4屬于一種新型化合物B．N4與N2的摩爾質量相等C．等質量的N4與N2所含原子的個數(shù)比為1∶1D．等質量的N4與N2所含分子的個數(shù)比為2∶1答案C解析N4屬于單質，A錯誤；N4與N2的摩爾質量分別為56g·mol－1和28g·mol－1，B錯誤；等質量的N4與N2的物質的量之比為1∶2，所含分子的個數(shù)比為1∶2，所含原子的個數(shù)比為1∶1，C正確、D錯誤。11．設NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是()A．2.4g金屬鎂變成鎂離子時失去的電子數(shù)目為0.1NAB．在1molNa2SO4中Na＋數(shù)約為6.02×1023C．1mol氮氣所含的電子數(shù)目為NAD．17g氨氣所含電子數(shù)目為10NA答案D解析2.4gMg的物質的量是eq\f(2.4g,24g·mol－1)＝0.1mol,0.1molMg變成鎂離子時失去的電子數(shù)目為0.2NA，A錯誤；在1molNa2SO4中Na＋數(shù)約為1.204×1024，B錯誤；1個N2分子中含有14個電子，故1molN2含有14NA個電子，C錯誤；17g氨氣的物質的量為eq\f(17g,17g·mol－1)＝1mol,1個NH3分子中含有10個電子，故1molNH3所含電子數(shù)目為10NA，D正確。12．(2022·北京高一月考)已知：①在某發(fā)煙硫酸(H2SO4·SO3)中，I2和I2O5反應生成I2(SO4)3。②I2(SO4)3溶于水生成I2和I2O4。下列說法正確的是()A．該發(fā)煙硫酸的摩爾質量為178B．反應①中還原劑與氧化劑的物質的量之比為3∶2C．反應②中氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶3D．若反應②中消耗2molI2(SO4)3，則轉移電子3mol答案D解析發(fā)煙硫酸(H2SO4·SO3)的摩爾質量是178g·mol－1，故A錯誤；I2中碘為0價，I2O5中碘為＋5價，得到＋3價的碘化合物I2(SO4)3，則化學方程式為4I2＋6I2O5＋15H2SO4·SO3=10I2(SO4)3＋15H2O，還原劑I2與氧化劑I2O5的物質的量之比為2∶3，故B錯誤；I2(SO4)3溶于水生成I2和I2O4，另外還應生成H2SO4，根據(jù)反應物與產物中I元素的化合價可推知I2與I2O4的物質的量之比為1∶3，則化學方程式：4I2(SO4)3＋12H2O=I2＋3I2O4＋12H2SO4,4I2(SO4)3～I2～6e－，所以消耗2molI2(SO4)3，則轉移3mol電子，故C錯誤、D正確。13．(2022·河北廊坊第七中學高一月考)完成下列計算：(1)硫原子的摩爾質量是______________。(2)0.5molH2SO4的質量是______________g，含______________個分子，含___________mol氧原子，能和______________molNaOH完全反應。(3)含0.4molCl－的氯化鎂是______________mol，質量是__________g，它跟_________g氯化鈉含有相同數(shù)目的Cl－。(4)0.3molNH3和0.4molCO2的質量之比為__________，所含原子數(shù)之比為______________。(5)已知4.8g某混合氣體含分子數(shù)為0.15NA，該氣體的平均摩爾質量為______________。答案(1)32g·mol－1(2)490.5NA21(3)0.21923.4(4)51∶1761∶1(5)32g·mol－1解析(4)0.3molNH3和0.4molCO2的質量之比為0.3×17∶0.4×44＝51∶176，所含原子數(shù)之比為0.3×4∶0.4×3＝1∶1。(5)該混合氣體的物質的量為eq\f(0.15NA,NAmol－1)＝0.15mol，平均摩爾質量為eq\f(m,n)＝eq\f(4.8g,0.15mol)＝32g·mol－1。14．下表是某地市場上銷售的一種“加碘食鹽”包裝袋上的部分文字說明：配料：氯化鈉(NaCl)、碘酸鉀(KIO3)含碘量：20～40mg·kg－1保質期：18個月食用方法：勿長時間燉炒儲藏方法：避熱、避光、防潮(1)加碘鹽不能長時間燉炒，且應避熱、避光保存，你認為可能的原因是______________。(2)實驗分析發(fā)現(xiàn)，某批加碘鹽中KIO3的含量為52mg·kg－1。計算每千克加碘鹽中KIO3的物質的量為____________和碘的質量為____________。(3)若成人每天需攝入0.15～0.20mg碘才能滿足人體健康需要，通過計算說明成人平均每天食用6.0g這種加碘鹽能否獲得需要的碘______________(填“能”或“不能”)。答案(1)KIO3在熱或光作用下會分解(2)2.4×10－4mol3.1×10－2g(31mg)(3)能解