物质的量编稿:房鑫审稿:曹玉婷【学习目标】1.了解物质的量的单位——摩尔。
2.掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。
【要点梳理】要点一、物质的量及其单位(摩尔)【高清课堂:物质的量】化学实验中,取用的药品无论是单质还是化合物,都是可以用器具称量的。
而物质间发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的,对此,不仅我们用肉眼直接看不到,也难以称量。
国际科学家建议用“物质的量”将一定数目的原子、离子或分子等微观粒子与可称量物质联系起来,所以物质的量是联系宏观物质与微观粒子的一种物理量。
1、物质的量的定义及单位:物质的量通常是表示物质所含微观粒子数目多少的物理量,符号通常为n。
单位:“摩尔”简称“摩”,符号mol。
要点诠释:“物质的量”四个字是一个整体,不可分割或插入其他字。
它不具有字面含义,不能望文生义。
将其理解为“物质的质量”或“物质的数量”,这些都是错误的。
2、物质的量的对象:物质的量的计量对象是构成物质的微观粒子(如分子、原子、离子、电子、质子、中子等)或某些微观粒子的特定组合(如NaCl可看成Na+、Cl—的微粒组合,每摩尔NaCl晶体含1 mol Na+和1 mol Cl-。
)等。
因此在使用物质的量这一物理量时必须指明微粒的种类。
例如:如1 mol H表示1摩尔氢原子,1 mol H2表示1摩尔氢分子,1 mol H+表示1摩尔氢离子。
不能笼统地称1 mol氢,应该说1 mol氢原子(或分子或离子)。
物质的量不可用于计量宏观物质。
如“1 mol铁钉”、“1 mol牛”等说法都是错误的。
3、国际单位制中的基本物理量:物质的量表示含有一定数目粒子的集合体。
物质的量(符号为n),是国际单位制中的七个基本物理量之一,其单位为摩尔(符号为mol)。
它与国际单位制中的其他六个基本物理量呈并列关系。
“物质的量”与“摩尔”的关系,就像“长度”与“米”、“质量”与“千克”、“时间”与“秒”的关系一样,是基本物理量与其单位名称的关系。
要点二、阿伏加德罗常数1、阿伏加德罗常数的定义:国际上规定,1 mol 粒子集体所含的粒子数与0.012 kg 12C 中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023。
把1 mol 任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为N A ,通常用6.02×1023mol -1表示。
要点诠释:①有人曾做过这样有趣的计算:如果把6.02×1023个直径为2.5cm 的硬币排成一行,可以来回于地球与太阳之间240.8亿次。
如果把 6.02×1023 粒米给全球60亿人吃,每人每天吃一斤,要吃14万年。
可见用阿伏加德罗常数来描述的微观粒子是多么的渺小。
②阿伏加德罗常数是一个有单位(mol ―1)的物理量,而不是一个数。
其数值与0.012 kg 12C中含有的碳原子数相等,而6.02×1023 mol ―1是一个近似值。
③1 mol 任何物质均含有阿伏加德罗常数个指定微粒。
2、物质的量(n )与微粒个数(N )、阿伏加德罗常数(N A )之间关系:AN nN要点三、摩尔质量1.摩尔质量定义:单位物质的量的物质所具有的质量。
符号为M ,单位为:g / mol (或g·mol ―1)。
2、相对原子质量:(1)、定义:以12C 原子质量的1/12为标准,其它原子的质量跟它相比较所得到的比值,作为这种原子的相对原子质量。
(2)、两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系:二者相等。
因为任何一种原子的相对原子质量,都是以12C 质量的1/12为标准所得的比值。
所以,任何原子的质量之比,就等于它们的相对原子质量之比。
3、摩尔质量与相对原子质量(或相对分子质量)的关系: 摩尔质量以g·mol ―1为单位时,在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。
要点诠释:推导过程(1)推导一:计算并完成下表 微粒 相对原子质量 一个微粒真实质量 1mol 物质含微粒数 1mol 物质的质量(g ) 摩尔质量 (g/mol ) C 12 1.993×10-26 kg 6.02×1023 12 g 12 g/mol Fe 56 9.3×10-26 kg 6.02×1023 56 g 56 g/mol S 32 5.31×10-26 kg 6.02×1023 32 g 32 g/mol H 2SO 4981.63×10-25 kg6.02×102398 g98 g/mol由上述计算结果可知:1mol 物质的质量以克为单位时,其数值等于其相对原子质量或相对分子质量。
(2)推导二:,由阿伏加德罗常数的定义知M (12C)=12 g·mol ―1,所以M (X)也就是以g·mol ―1为单位,数值上等于其相对原子质量。
说明:对于纯净物而言,其摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的物质的量不同而不同。
如1 mol O2的质量为32 g,2 mol O2的质量为64 g,而O2的摩尔质量并不发生变化,还是32 g·mol―1。
要点四、物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的关系计算关系式(公式)主要应用注意事项ANnN=在n、N和N A中,已知任意两项求第三项①N A有单位:mol-1②求n或N时,概念性问题用N A;数字性问题用 6.02×1023mol-1mMn=①在M、n和m中,已知任意两项求第三项②先求M,后求M rM的单位取g / mol时,m的单位取g;M的单位取kg / mol时,m的单位取kg由上述分析,可知物质的量像桥梁一样将宏观物质的质量与微观粒子数联系起来:要点诠释:①在m、M、N A和N中,已知任意三项求第四项②n是计算的核心和桥梁,从n恒等列代数方程式解决较复杂的问题③与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类【典型例题】类型一、物质的量及其单位(摩尔)例1.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【思路点拨】了解摩尔是物质的的量的单位,物质的量是七个基本物理量之一,“物质的量”四个字是个整体,不能说成是物质的质量或物质的数量。
【答案】A【解析】根据物质的量的概念要点分析:A项,每摩尔物质约含有6.02×1023个粒子,正确;物质的量是七个基本物理量之一,其单位是摩尔,B、C、D错误。
【总结升华】考查摩尔概念和应用,要善于把握其内含外延,准确把握和应用。
举一反三:【变式1】下列对于“摩尔”的理解正确的是()A.摩尔是国际科学办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molC.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来D.国际上规定,0.012 kg碳原子所含有的碳原子数目为1 mol【答案】B例2.与2mol MgCl2电离出的Cl-数目相同的是()A 2mol NaClB 4mol KClO3C34mol AlCl 3 D 1.5mol CaCl 2【思路点拨】首先计算2molMgCl 2电离出的Cl -数目,然后再计算四个选项中电离出的Cl -数目,找出数目相同的即可。
需要注意的是KClO 3并不能电离出Cl -。
【答案】C 【解析】已知2mol MgCl 2电离出的Cl -数目为4mol ,A 中2mol NaCl 电离出的Cl -数目为2mol ,C 中34mol AlCl 3电离出的Cl -数目也为4mol ,D 中1.5mol CaCl 2电离出的Cl -数目为3mol ,而B 中KClO 3不能电离出Cl -,所以答案为C 。
【总结升华】做这类题除了要求计算准确外,还需注意的是物质是否能电离出指定的离子。
举一反三:【变式1】下列物质中含原子个数最多的是( )A .0.4 mol O 2B .4 ℃ 时 5.4 mL 水C .10 g 氖D .6.02×1022 个 CO 2 分子 【答案】B 【解析】A :0.4 mol O 2 含 0.8 mol 氧原子;B :5.4 mL 水含 0.3 mol 水分子,0.9 mol 原子;C :10 g 氖含有 0.5 mol 氖原子;D :6.02×1022 个 CO 2 分子即 0.1 mol CO 2,含0.3 mol 原子。
类型二、阿伏加德罗常数例3.下列说法正确的是( )A .阿伏加德罗常数是人们规定的数,没有单位B .0.012 kg 12C 中所含有的碳原子数的精确值是6.02×1023 C .H 2O 的相对分子质量为18,1 mol 水的质量也是18D .1.5 mol NaCl 中含有NaCl 的微粒数为9.03×1023【思路点拨】对于阿伏加德罗常数,要理解其概念以及来源;有关阿伏加德罗常数的计算,要善于利用物质的量作为桥梁过渡。
【答案】D【解析】国际上规定,阿伏加德罗常数的值与0.012 kg 12C 中所含的碳原子数相同,单位是每摩,所以A 选项不对;阿伏加德罗常数为6.0221367×1023 / mol ,6.02×1023是它用于计算时约化后的值,故B 不对;1 mol 任何物质的质量,以克作单位时,在数值上等于其相对原子或相对分子质量,所以1 mol 水的质量应是18 g 而不是18,故C 不对。
【总结升华】有关阿伏加德罗常数的概念,注意三个问题:(1)它是一个物理量,不是一个单纯的“数”;(2)通过阿伏加德罗常数为纽带可以进行物质的微粒数与物质的量的相互换算;(3)从阿伏加德罗常数的规定可以推出:1 mol 任何粒子或物质的质量,以克为单位时,在数值上等于其相对原子或相对分子质量。
举一反三:【变式1】下列有关阿伏加德罗常数(N A )的说法错误的是( ) A .32 g O 2所含的原子数目为N AB .0.5 mol H 2O 含有的原子数目为1.5 N AC .1 mol H 2O 含有的H 2O 分子数目为N AD .0.5 N A 个氯气分子的物质的量是0.5 mol 【答案】A例4.用N A 表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法中,不正确的是( )A .32 g 氧气和32 g 臭氧均含有2 N A 个氧原子B.32 g氧气和32 g臭氧含有的分子数相等C.32 g氧气和臭氧混合气体中含有2 N A个氧原子D.1 mol氧气和臭氧的混合气体中含有2 N A个氧原子【思路点拨】氧气由O2分子构成,每个O2分子由2个氧原子构成;臭氧由O3分子构成,每个O3分子由3个氧原子构成。