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高一化学 物质的量的单位——摩尔 教案

高一化学物质的量的单位——摩尔 教案


1.了解物质的量及其单位——摩尔。(重点)

2.了解阿伏加德罗常数,并能运用NA进行计算。(难点)

3.了解摩尔质量的含义及应用。



物 质 的 量 与 阿 伏 加 德 罗 常 数

[基础·初探]

教材整理1 物质的量的单位——摩尔

1.物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号:n。其单位为摩尔,简称摩。

2.物质的量的单位——摩尔

 

教材整理2 阿伏加德罗常数

1.把1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA,通常用6.02×1023_mol-1表示。

2.NA指1 mol任何粒子的粒子数,一定要指明何种粒子,如1 mol H2O含有的分子数为NA,而原子数目为3NA。

3.涉及稀有气体时注意He、Ne、Ar等为单原子分子。

4.物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系为n=NA(N)。如0.5 mol H2O中分子数为3.01×1023。

[探究·升华]

[思考探究]

探究 “物质的量”的含义与应用

(1)“物质的量”与“物质的质量”有何不同?试从概念、研究对象、单位等方面进行比较。

【提示】 ①概念不同:“物质的量”是度量物质所含微观粒子集体多少的一个物理量,而“物质的质量”是描述物体所含物质多少的物理量。

②研究对象不同:“物质的量”研究对象是微观粒子;“物质的质量”研究对象可以是宏观物质也可以是微观粒子。

③单位不同:“物质的量”单位是摩尔,“物质的质量”单位是克或千克。

(2)“1 mol小米”和“1 mol氧”这两种说法是否正确?为什么?

【提示】 不正确。①物质的量度量的对象是微观粒子,如原子、分子、离子、原子团、中子、质子、电子等,也可以是这些粒子的特定组合,而不能指宏观物体,因此“1 mol小米”说法错误。

②在用“mol”为单位衡量物质时,要用化学式指明粒子的种类,表述要确切,如“1 mol O”表示1 mol氧原子,“1 mol O2”表示1 mol氧分子,“1 mol O2-”表示1 mol氧离子,而不能说“1 mol氧”,因为“氧”是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式,这里的氧指代不明确,因此“1 mol氧”说法错误。

(3)物质的量的单位——摩尔是如何规定的?

【提示】 1 mol粒子数是指0.012 kg12C含有的碳原子数,其数值约为6.02×1023。

(4)阿伏加德罗常数与6.02×1023有何不同?

【提示】 阿伏加德罗常数是单位为mol-1的物理量,其数值约为6.02×1023;而6.02×1023仅是一个数值。

[认知升华]

有关物质的量、摩尔及阿伏加德罗常数概念的理解

定义

应用注意事项

物质的量

“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字,如不能说成“物质量”或“物质的数量”等,只用来描述微观粒子的物理量

摩尔

只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等,也可以是特定组合,使用时要用化学式指明粒子种类,如1 mol NaCl,1 mol OH-

阿伏加德

罗常数

(1)NA的基准是0.012 kg12C中的原子个数

(2)12C不仅是物质的量的基准对象,而且还是相对原子质量的基准

(3)NA是一个实验值,现阶段常取6.02×1023的近似值

[题组·冲关]

题组1 物质的量有关的概念理解

1.下列叙述中正确的是(  )

A.物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一

B.1 mol氢

C.1 mol粒子集体所含的粒子数就是6.02×1023个碳原子

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7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;1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012 kg12C含有的碳原子数相同,约是6.02×1023个碳原子,C错误。

【答案】 A

2.下列说法中正确的是(  )

A.1 mol任何物质都含有6.02×1023个原子

B.阿伏加德罗常数就是1mol粒子数的集体,0.012kg12C中含有约6.02×1023个12C

C.摩尔是一个基本的物理量

D.1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧

【解析】 A项,任何物质可以是分子、离子或原子;C项,摩尔是物质的量的单位;D项,2 mol氢和1 mol氧指代不明。

【答案】 B

3.下列关于阿伏加德罗常数的说法中正确的是(  )

A.6.02×1023叫做阿伏加德罗常数

B.12 g12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数

C.含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔

D.1摩尔氧含有6.02×1023个氧分子

【答案】 C

题组2 物质的量、粒子数、NA间的换算与计算

4.下列有关NA(阿伏加德罗常数的值)的说法错误的是(  )

A.0.012 kg12C含有的12C是NA个

B.NA个水分子的物质的量为1

C.1 mol O2中含有的氧分子数为NA个

D.含有NA个氧原子的H2SO4的物质的量是0.25 mol

【解析】 物质的量是以mol为单位的物理量。

【答案】 B

5.a mol H2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为(  )

A.(a/4b)mol-1     B.(b/a)mol-1

C.(a/b)mol-1   D.(b/4a)mol-1

【解析】 a mol H2SO4中氧原子的物质的量为4a mol,NA=n(N)=4a(b) mol-1。

【答案】 D

6.6.02×1022个H2SO4分子中,H、S和O原子的物质的量分别为________、________、________。

【答案】 0.2 mol 0.1 mol 0.4 mol

【题后归纳】 一个公式及变形

n=NA(N)⇒N=n·NA⇒NA=n(N)

 


摩 尔 质 量

[基础·初探]

1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量。

2.符号:M。

3.单位:g/mol或g·mol-1。

4.物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)的关系:n=M(m)。

5.规律:摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量。

(1)氧原子的相对原子质量为16,则氧原子的摩尔质量为16_g·mol-1,O2的摩尔质量为32_g·mol-1,O2的相对分子质量为32。

(2)H2SO4的摩尔质量为98_g·mol-1。

[探究·升华]

[思考探究]

探究1 摩尔质量的含义

(1)摩尔质量与物质的质量在概念和单位上有什么不同?

【提示】 ①概念不同。摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,而质量是指物体所含物质多少的物理量。

②单位不同。摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,而物质质量的单位是g或kg。

(2)摩尔质量与相对原子或分子质量有何不同?

【提示】 摩尔质量的单位是g/mol或kg/mol等,同种物质的摩尔质量因单位不同而数值不同;相对原子或分子质量的单位为1,同种原子或分子的相对原子或分子质量相同。

(3)一种微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量,这种说法对吗?已知1个氧原子的质量为2.657×10-26 kg,请计算O2的摩尔质量为多少?

【提示】 不对;摩尔质量的单位是g/mol,物质的质量单位是g,两者的意义不同。O2的摩尔质量为2×2.657×10-26 kg×103 g·kg-1×6.02×1023 mol-1≈32 g·mol-1。

探究2 物质的量(n)、质量(m)、粒子数(N)、阿伏加德罗常数(NA)的关系及应用

(1)3.01×1022个O2中O2的物质的量为________。

【提示】 0.05 mol

(2)0.5 mol H2SO4分子中N(H)________,N(O)________。

【提示】 6.02×1023个 1.204×1024个

(3)9 g H2O的物质的量为________,0.3 mol H2O的质量为________。

【提示】 0.5 mol 5.4 g

(4)Fe的摩尔质量为56 g/mol,则1个Fe原子质量为________(列式)。

【提示】 6.02×1023(56) g

(5)22 g CO2的分子数为多少?列式计算。

【提示】 n(CO2)=44 g·mol-1(22 g)=0.5 mol,

N(CO2)=0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023[或44 g·mol-1(22 g)=NA(N(CO2)),则N(CO2)=3.01×1023]

[认知升华]

升华1 摩尔质量——“三性”

(1)等值性:摩尔质量只是以g·mol-1作单位时,在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等。

(2)近似性:由于电子的质量非常微小,所以离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于相对分子质量或相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。

(3)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多少而改变。

升华2 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

计算关系式

(公式)

主要应用

注意事项

n=NA(N)

在n、N和NA中,已知任意两项求第三项

①NA有单位:mol-1

②求n或N时,概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol-1

M=n(m)

① 在M、n和m中,已知任意两项求第三项

②先求M,后求Mr

M的单位取g·mol-1,m的单位取g

 

①在m、M、NA和N中已知任意三项求第四项②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题

与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类

[题组·冲关]

题组1 摩尔质量的理解

1.下列说法正确的是(  )

A.1 mol氢约含有6.02×1023个微粒

B.H2的摩尔质量是2 g

C.1 mol O2的质量是32 g,含有的氧原子数为2NA

D.2NA个H2SO4分子的摩尔质量为196 g/mol

【解析】 A项未指出1 mol氢具体是什么微粒,无法确定其个数,如1 mol H2含1 mol H2分子,含2 mol氢原子;B项单位为g/mol;C项1 mol O2的质量即为其相对分子质量的数值;D项2NA个H2SO4分子的质量为196 g,但其摩尔质量仍然为98 g/mol。

【答案】 C

2.下列叙述中正确的是(  )

A.CO2的摩尔质量为44 g

B.1 mol CO2的质量为44 g/mol

C.CO2的摩尔质量等于CO2的相对分子质量

D.NA个CO2的质量(以g为单位)与CO2的相对分子质量在数值上相同

【解析】 摩尔质量的单位是g/mol,质量的单位是g,A、B错误;摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,C错误;NA个CO2即1 mol,其质量以g为单位与CO2的相对分子质量在数值上相同,D正确。

【答案】 D

题组2 m、n、N间的换算与计算

3.下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是(  )

A.44 g CO2所含的原子数为NA

B.0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NA

C.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA

D.0.5NA个O2的物质的量是0.5 mol

【解析】 44 g CO2的物质的量是1 mol,所含的原子数目为3NA,A错误;0.5 mol H2O含有的原子数目为0.5 mol×3×NA=1.5NA,B正确;1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA,C正确;0.5NA个O2分子的物质的量是0.5 mol,D正确。

【答案】 A

4.3.2 g某物质中含有6.02×1022个分子,则该物质的相对分子质量为(  )

A.16 B.64

C.32  D.96

【解析】 该物质的物质的量n=0.1 mol,M=n(m)=0.1 mol(3.2 g)=32 g·mol-1,所以相对分子质量为32。

【答案】 C

5.49 g H2SO4的物质的量是________;1.5 mol H2SO4的质量是________,其中含有________mol H,含有________g O。

【解析】 H2SO4的质量、摩尔质量和物质的量三者之间的关系是:n(H2SO4)=M(H2SO4)(m(H2SO4));1个H2SO4中含有2个H、4个O,则1 mol H2SO4中含有2 mol H、4 mol O;O的质量、摩尔质量和物质的量三者之间的关系是m(O)=n(O)·M(O)。

【答案】 0.5 mol 147 g 3 96

【题后归纳】 摩尔质量的计算方法

(1)M=n(m)。

(2)Mr=m(12C)(1),M=Mr(g·mol-1)。

(3)M=m(粒子)·NA。

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