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物质的量

物质的量

分类:高一化学教案   更新:2013/1/26   来源:网友提供

物质的量

gO、NaCl分别表示了氧气、水、二氧化碳、氧化镁、氯化钠的组成。有的化学式仅能表示有关物质的组成,如NaCl。也有的化学式不仅能表示这种物质的组成,同时也能表示这种物质的分子的组成,这种化学式也叫做分子式,如H2O既是水的化学式,也是水的分子式。化学式中各原子的相对原子质量的总和就是式量。若化学式
gO、NaCl分别表示了氧气、水、二氧化碳、氧化镁、氯化钠的组成。有的化学式仅能表示有关物质的组成,如NaCl。也有的化学式不仅能表示这种物质的组成,同时也能表示这种物质的分子的组成,这种化学式也叫做分子式,如H2O既是水的化学式,也是水的分子式。
化学式中各原子的相对原子质量的总和就是式量。若化学式同时又是分子式,则式量也叫做相对分子质量。
课本知识导学运用
课本知识诠解重要提示1.物质的量单位
物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它是一个物理量的名称,用符号n表示。
国际单位制(SI)中部分基本单位

物理量名称 长度 质量 时间 物质的量
物质的量物理量符号 L M  N
物质量单位 米(m) 千克(kg) 秒(s) 摩(mol)
2.摩尔
摩尔是物质的量的单位,作为计算原子、分子或离子等微观粒子的物质的量单位,简称摩,符号为mol,物质含有阿伏加德罗常数个微粒,某物质的量就是1mol,每摩尔物质含有约6.02×1023个粒子。
摩尔跟其他计量单位一样,也有其供数单位。
1Mmol=1000Kmol1Kmol=1000mol
1mol=1000mmol
3.阿伏加德罗常数的涵义
0.012kg12C中所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数,在计算时通常使用6.02×1023molB这个近似值,它可用符号NA表示,其单位是molB。
4.摩尔质量(M)
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的质量。
(2)含义:即1mol物质的质量(M=mg[]nmol)或NA个粒子质量的总和。(M= 粒子g)
(3)单位是g/mol或kg/mol。
(4)意义:若以g/mol为单位,在数值上等于粒子的相对原子质量或相对分子质量。如1molCu的质量为64g,则Cu的摩尔质量=64g/mol。
(5)表示方法:M(Cu)=64g/molM(HCl)=36.5g/mol。
5.粒子的摩尔质量表示方法
(1)对于原子来说,1mol任何原子的质量以克为单位时,在数值上等于该种原子的相对原子质量。例如:Cl的相对原子质量为35.5,1molCl的质量为35.5g,Cl的摩尔质量为35.5g/mol。
(2)对于分子来说,1mol任何分子的质量以克为单1.(1)“物质的量”四个字是一整体,不可分割、不能增减或改变任一字。
(2)“物质的量”表示的是物质粒子的多少,而不表示物质的数量或质量。
(3)粒子指的是分子、原子、离子、电子、质子、中子等微观粒子或这些粒子的特定组。
理解
(1)摩尔是什么——是单位。
(2)谁的单位——物质的量的单位。
(3)标准是什么——阿伏加德罗常数。
2.书写“molB”时不能把“1”省略而误写做“1mol-”。
3.相对原子质量的标准物质是什么,物质的量的基准物质是如何规定的。位时,在数值上等于该种分子的相对分子质量。例如:H2O的相对分子质量为18,1molH2O的质量为18g,H2O摩尔质量为18g/mol。
(3)简单离子是原子得到或失去电子而生成的,由于电子的质量很小,因此原子在得到或失去电子后的质量近似等于原子的质量。所以,对简单离子来讲,1mol任何离子的质量以克为单位时,在数值上等于形成该种离子的原子的相对原子质量。例如:Ca2+的相对原子质量为40,1molCa2+的质量为40g,Ca2+的摩尔质量为40g/mol。
(4)对于较复杂的离子,如原子团来说,1mol任何原子团的质量以克为单位时,在数值上等于构成该原子团的原子的相对原子质量之和。例如:NH4+的相对原子质量之和为18,1molNH4+的质量为18g,NH4+的摩尔质量为18g/mol。
6.物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)三者的关系
n= 或N=n•NA
7.摩尔质量的计算
(1)物质的量(n)、物质的质量(m)和物质的摩尔质量(M)之间的关系为:M=  (2)已知阿伏加德罗常数(NA)和摩尔质量,则一个某微粒的质量(ma)为:ma= 同理,若已知ma、NA则M=ma•NA
物质的质量(m)、物质的量(n)、粒子数(N)之间的相互换算关系如下
 根据此关系计算可得下表结论: 

4.由上式可推导出以下两点,解题时注意应用。
(1)两种物质的物质的量之比等于粒子数之比。
(2)要比较两种物质所含粒子个数的多少,即比较两者物质的量的大小。

 

 

 

 

 


5.物质的量像一座桥梁一样把宏观物质的质量与微观粒子的数目联系起来。

微粒 摩尔质量
(g/mol) 质量(g) 物质的量(mol) 微粒数(个)
N2O4 92 92 1 6.02×1023
N2 28 42 1.5 9.03×1023
Fe 56 28 0.5 3.01×1023
NH4+ 18 18 1 6.02×1023
OH- 17 17 1 6.02×1023
随笔:
基础例题点拨一拖二【例题1】 下列叙述中正确的是()
A.摩尔是基本物理量之一
B.阿伏加德罗常数就是6.02×1023
C.1mol氧
D.1molH2O约含6.02×1023个H2O分子
【分析】物质的量是基本物理量之一,摩尔是单位,故A错。6.02×1023molB只是阿伏加德罗常数的近似值,两者不可等同,故B错。“1mol氧”粒子种类不明确,且未用化学式表示,故C错。每摩尔任何物质含有NA个微粒,NA的近似值为6.02×1023molB。
【解析】D
【例题2】 0.5molH2O中含有的氢原子数是_______,电子数是_______。
【解析】n(H)=2n(H2O)=2×0.5mol=1mol
N(H)=n(H)•NA=1mol×6.02×1023molB=6.02×1023
N(H2O)=n(H2O)•NA=0.5mol×6.02×1023molB=3.01×1023
N(e-)=10N(H2O)(1个H2O中含有10个e-)
N(e-)=10×3.01×1023=3.01×1024
弄清1个水分子中氢原子数和电子数是解题关键。
拖1下列关于摩尔说法中,正确的是()
A.摩尔是物质的量的数量单位
B.摩尔是物质量的单位
C.摩尔是表示基本物质的量
D.摩尔是物质的量的单位
答案:D(解析:摩尔是物质的量的单位,即一定物质的量的某物质,所含的该物质的微观粒子(如分子、原子或离子)数可由阿伏加德罗常数来推算。A中指出是“物质的量的数量单位”,其中数量的提法是不正确的;B中不应说明是“物质量的单位”,所以也不对。C中把物理量与单位混淆了,摩尔是单位,不是物理量,所以不对。最后可以确定D是正确的。
点评:本题要求学生对化学基本概念的学习、理解给以重视)
拖20.5mol过氧化钠中含钠离子的个数_______,阴离子的个数为_______。
答案:本题主要考查n、N、NA三者间的关系以及Na2O2的结构
N(Na+)=n(Na+)×NA=2n(Na2O2)×NA=2×0.5mol×6.02×1023molB=6.02×1023
N(O2-2)=n(O2-2)×NA=n(Na2O2)×NA=0.5mol×6.02×1023molB=3.01×1023
重难点突破
重点•难点•易混点•易错点•方法技巧
重点难点
1.物质的量
(1)“物质的量”是表示粒子(或粒子集合)多少的物理量(只能用于描述微观物体),符号为n,单位是摩尔。
(2)“物质的量”是一个整体名词,“物质的量”四个字不能进行简化或增减。
(3)“物质的量”是以阿伏加德罗常数为计量单位。
(4)“物质的量”不能用“摩尔数”来代替。
2.摩尔
(1)摩尔是“物质的量”的单位,也就是说“物质的量”是以多少摩尔来表示的;每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个粒子,简称摩,符号为mol。
(2)摩尔只能用于描述微观,不能用于描述宏观。
(3)使用摩尔表示“物质的量”时,应该用化学式指明粒子的种类,如1 mol氢就表达得不明确,是表示1 mol氢原子还是表示1 mol氢分子?而1 mol H2O表达得就非常明确了。
3.阿伏加德罗常数
(1)是指1 mol任何粒子的粒子数,符号为NA,单位为molB,读作“每摩尔”。
(2)它约等于6.02×1023molB。
(3)阿伏加德罗常数的确立是以0.012kg12C所含有的碳原子数为标准,由于1个12C原子的绝对质量是一定的,因此0.012kg12C所含有的碳原子数也是一定的。但由于测定的方法有多种,因此其值的大小受多种因素的干扰,约为6.02×1023molB。阿伏加德罗常数NA与6.02×1023molB的关系类似于数学上的圆周率π与3.14的关系。在叙述或定义摩尔时要用阿伏加德罗常数(NA)来表达,而在具体计算中则常用6.02×1023molB来代替阿伏加德罗常数(NA)。
4.摩尔质量
(1)单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量,符号为M,单位g/mol或kg/mol。
摩尔质量(g/mol)=质量(g)物质的量(mol),即M=mn。
(2)当摩尔质量的单位是(g/mol)时(实际运用时常用的单位),摩尔质量的数值与该物质相对分子质量相同。摩尔质量有单位,相对分子质量没有单位。

随笔:

易混易错点
1.摩尔只能描述原子、分子、离子、质子、中子和电子等肉眼看不到,到目前为止无法直接称量的物质,不能描述宏观物质,如不能说1 mol苹果、1 mol芝麻等。
2.使用摩尔做单位时,须用化学式指明粒子的种类,而不能用该粒子的中gCl2 (解析:n(ACl2)=n(CI-)2=0.4mol2=0.2mol
M(ACl2)=m(ACl2) n(ACl2)=19g0.2mol=95g•molB,即其相对分子质量为95,所以A的相对原子质量为95-35.5×2=24,A为Mg,ACl2为MgCl2)
【分析】A不正确,相对原子质量是以12C的一个原子质量的1/12作为标准,其他元素的原子的质量和它相比较所得的数值,相对原子质量没有单位只是一个比值,不是原子的实际质量。
B正确,因为氧原子的摩尔质量是16g•molB,而每mol氧元素中含有阿伏加德罗常数个氧原子,故1个氧原子的实际质量约等于16g6.02×1023。
C不正确,水分子的式量为18而不是18g,因为式量是没有单位的。
D正确。


【解析】BD
3.有关物质的量计算的几种基本类型
类型1已知元素的原子量,求算原子或离子的质量。
【例题7】已知铁的相对原子质量是56,则1个铁原子的质量是____________g。
【分析】依题意,1molFe为56g,则1mol铁原子为6.02×1023个,故1个铁原子的质量为  =9.30×1023g


【解析】9.30×10-23g
【思路点拨】(1)若求1个Fe2+ 的质量,可忽略电子的质量,计算方法同上,1个Fe2+ 的质量约为9.30×10-23g。(2)若求1个分子的质量,与上述方法类同。如求1个CO2分子的质量,应为44/(6.02×1023)=7.31×10-23(g)。
类型2求元素的相对原子质量或物质的相对分子质量。
拖9今有①CO2②NO2③SO2 3种气体,当它们分子数目相同时的质量大小关系正确的是()
A.① > ② > ③
B.② > ① > ③
C.② > ③ > ①
D.③ > ② > ①
答案:D (分子数相同,即为物质的量相同,根据m=n•Mr比较三者的摩尔质量可得结果)
【例题8】11.5g某元素含有3.01×1023个原子,则该元素的相对原子质量为()
A. 1B.12C.16D.23拖100.8g某物质含有3.01×1022个分子,该物质的相对分子质量约为()【分析】摩尔质量的单位是g•molB,在数值上等于物质相对原子质量或相对分子质量。本题给出的是原子个数,根据微粒个数可以求该物质的物质的量。
【解析】Dn= =0.5mol
1mol该物质的摩尔质量为0.5mol∶1mol=11.5g∶x
得x=23g
即23为该物质相对原子质量。故选D。
类型3物质的微观与宏观有关联系的计算A.8B.16
C.64D.160
随笔:
【例题9】在60g碳中,所有碳原子的最外层电子数共为 ____________。
【分析】本题思路为:m→n→N→最外层电子数。
【解析】n(C)=m(C)/M(C)=60g/(12g•molB)=5mol。
N(C)=n(C)•NA=5mol×6.02×1023molB=3.01×1024
1个C原子最外层有4个电子,故3.01×1024个C原子最外层电子数共有4×3.01×1024=1.204×1025个。
【思路点拨】此类计算要掌握好有关粒子数、物质的量和物质质量之间的联系:
类型4有关粒子之比等于物质的量之比的计算。
拖12下列各物质的物质的量最大的是()
A.11.5gNa+
B.0.15molKMnO4中的氧原子
C.4℃时7.2ml水
D.含6.02×1023个Na+的Na2SO4
答案:B (两个反应完成后,溶液间质量大小取决于各自质量的改变。0.5molNa与盐酸反应中,
2m=0.5mol×23g•molB-0.25mol×2g•molB=11g;0.5molMg与硫酸反应中
2m=0.5mol×24g•molB-0.5mol×2g•molB=11g。所以ma=mB)
【例题10】(杭州市质检题)2.3g金属钠与水反应后所得溶液中,要使每100个水分子中溶有1个Na+ 离子,求所需水的质量。
【分析】2.3gNa为0.1mol,产生的Na+ 也是0.1molNa与水反应所消耗的水的物质的量,然后根据粒子数比等于其物质的量之比,计算所需水的总质量。
【解析】设与0.1molNa反应消耗水的物质的量为x,生成NaOH的物质的量为y。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2mol   2mol     2mol
0.1molxy
列比例式,求得:x=0.1mol,y=0.1mol
生成的0.1molNaOH在水中完全电离,故溶液中有0.1molNa+。根据N(Na+)∶N(H2O)=n(Na+)∶n(H2O),设与0.1molNa+配比的水的物质的量为z,则1∶100=0.1mol∶z,解得z=10mol。
所以,总共需H2O的总物质的量为:
x+z=0.1mol+10mol=10.1mol
m(H2O)=n(H2O)•M(H2O)=10.1mol•18g/mol=181.8g
在化学中,用n表示某粒子集体的物质的量,N表示某粒子集体中的粒子数,NA表示阿伏加德罗常数,三者之间存在的关系是:n=NNA①;
变形可得:NA=Nn②;
N=n•NA③。
类型5已知粒子数和阿伏加德常数,运用公式①求粒子的物质的量。
拖12把0.5molNa和0.5molMg分别投入到过量的m1g盐酸和m2g的H2SO4溶液中,分别得到溶液a和b。若开始前m1=m2,则a与b质量关系为()
A.ma>mB
B.ma=mB
C.ma<mB
D.不一定
答案D
随笔:
【例题11】30滴水正好是ag,那么一滴水所含的分子数是()
A.  ×6.02×1023B.  ×30×18×6.02×1023
C.  ×18×6.02×1023
D.a×30×18×6.02×1023
【分析】已知30滴水是ag,则1滴水质量为ag÷30,又1滴水的物质的量为ag30÷18g•molB,则所含的分子数为:ag30×18g•molB×6.02×1023个•molB= ×18×6.02×1023个。


【解析】C
类型6已知粒子的物质的量和粒子数,运用公式②求阿伏加德罗常数。
拖13某硫酸钠溶液中含有3.01×1022个Na+,则该溶液中SO2-4的物质的量是____________。【例题12】(太原市高一检测题)燃烧FeS2生成Fe2O3和SO2时,转移的电子总数为a个,生成的SO2的物质的量为bmol。
(1)写出配平的化学方程式。(标明电子转移方向和数目)
(2)通过计算,阿伏加德罗常数为。
答案:0.025mol (解析:依公式①:
n(Na+)=  ==0.05mol。
根据电离方程式:Na2SO42Na++SO2-4,N(Na+)∶N(SO2-4)=2∶1,依据公式①,粒子的物质的量之比等于粒子数之比,则有: ,所以
n(SO2-4)=n(Na+)• =0.05mol× =0.025mol。
另解根据电离方程式,N(Na+)∶N(SO2-4)=2∶1,所以N(SO2-4)=1.505×1022,依公式①:
n(SO2-4)= = =0.025mol)
【解析】(1)
(2)由上述分析可知,反应中每转移44e-,生成SO2为8个,转移电子数为a个,则生成SO2分子数:
N(SO2)=a×844=2a11(个)
根据公式②:NA=N(SO2)n(SO2)=2a/11bmol=2a11bmolB
类型7已知粒子的物质的量和阿伏加德罗常数,运用公式③求粒子数。随笔:

【例题13】0.5molNH3中所含的原子数为____________。
【分析】N(NH3)=n(NH3)•NA=0.5mol×6.02×1023molB=3.01×1023。因为1个NH3中含有4个原子,所以0.5molNH3中所含的原子数为4×N(NH3)=4×3.01×1023=1.204×1024。
【解析】1.204×1024
拖140.5mol过氧化钠中含钠离子的个数为____________,阴离子的个数为____________。【例题14】碳元素的相对原子质量为12,碳原子的质量为bg,A原子的质量为ag,则A相对原子质量为()
A.12a/b  B.6.02×1023a
C.12b/a  D.12×6.02×1023a
答案:6.02×10233.01×1023 (解析:本题主要考查n、N、NA三者间的关系以及Na2O2的结构。
N(Na+)=n(Na+)×NA=2n(Na2O2)×NA=2×0.5mol×6.02×1023molB=6.02×1023
N(O2-2)=n(O2-2)×NA=n(Na2O2)×NA=0.5mol×6.02×1023molB=3.01×1023)
拖15某元素一个原子的质量为ag,又知1个碳原子的质量为bg、NA代表阿伏加德罗常数,则下列各式中能表示该原子的相对质量的数值是()
答案:BC (解析:已知元素的相对原子质量是以它的一个12C原子质量的1/12作为标准,所以某元素的一个原子相对原子质量为= ,B项正确。
另外,根据摩尔质量的定义,即单位物质的量的物质所具有的质量叫做“摩尔质量”,也就是1mol某元素原子的质量就是NA个这种元素原子的总质量,a NA就是该元素原子的摩尔质量,在数值上就等于该元素的相对原子质量,所以此题的另一个答案为C项)
【分析】令A的相对原子质量为M。根据相对原子质量的定义可知:两种原子的相对原子质量之比等于其质量之比,故有: = M=
又因为1摩尔原子的质量以克为单位时在数值上就等于该原子的相对原子质量,而1摩尔A原子的质量为ag×6.02×1023,所以M=6.02×1023a。


【解析】AB
【例题15】有以下四种物质①22gCO2②8gH2③1.2×1024个N2 ④4℃18mLH2O,它们所含分子数最多的是____________,所含原子数最多的是____________,质量最大的是____________,所含电子数最多的是____________。
【分析】我们已经从前面的学习中认识到,物质的量相同的微粒,其个数是相同的,故分子数最多的物质就是物质的量最大的物质。


【解析】②②③③(1)各物质的物质的量为:
①n(CO2)= =0.5mol
②n(H2)= =4mol2
③n(N2)==2mol
④n(H2O)=  =1mol
所含分子数最多的是②;
(2)所含原子数的物质的量为:
①n(CO2)=0.5mol×3=1.5mol
②n(H2)=4mol×2=8mol
③n(N2)=2mol×2=4mol
④n(H2O)=1mol×3=3mol
所含分子数最多的是②;
(3)各物质的质量:
①22g②8g③28g•molB×2mol=56g④18
拖16下列物质中所含的分子数目相等的是()
①4℃时0.1ml水;
②14.7gH2SO4;③8.4gN2;
④0.3gH2。
A.①③ B.②④
C.①② D.③④质量最大的是③;
答案:B (所考知识点 有关m、n、M的计算。
解析:①~④均为一定量的由分子构成的物质,它们的摩尔质量在数值上与它们的相对分子质量相同,①中没有直接给出水的质量,但水在4℃时的密度为1g/cm3这个知识点还是应掌握的。间接可求水的质量为0.1克,其他三种物质的质量均已告之,故依据n=m  M的关系及物质的量定义,可以求得②与④符合题意)
(4)各物质所含电子的物质的量:
①n(CO2)=0.5mol×(6+8×2)=11mol
②n(H2)=4mol×2=8mol
③n(N2)=2mol×7×2=28mol
④n(H2O)=

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