高一化学鲁科版必修1教学案第1章 第3节 第1课时 物质的量与摩尔的量含答案.docx
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高一化学鲁科版必修1教学案第1章第3节第1课时物质的量与摩尔的量含答案
2019-2020年高一化学(鲁科版)必修1教学案:
第1章第3节第1课时物质的量与摩尔的量(含答案)
1.了解物质的量及其单位。
2.了解物质的量与微观粒子数、摩尔质量和物质的质量之间的关系。
细读教材记主干
1.物质的量
(1)概念:
用0.012kg12C中所含的原子数目作为标准来衡量其他微粒集体所含微粒数目多少的物理量,用n表示。
(2)应用范围:
微观粒子,如分子、原子、离子、质子、中子、电子等或一些特定组合。
(3)意义:
把物质的宏观量和微观粒子的数量联系起来。
(4)单位:
摩尔(mol)。
2.阿伏加德罗常数
(1)概念:
0.012kg12C所含的碳原子数为6.02×1023。
6.02×1023_mol-1称为阿伏加德罗常数,用NA表示。
(2)单位:
mol-1。
3.物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数目(N)的关系:
n=。
4.摩尔质量
(1)概念:
单位物质的量的物质所具有的质量,用M表示,单位:
g·mol-1。
(2)与物质的量的关系:
n=。
(3)与相对原子质量(或相对分子质量)的关系:
质量以克为单位时,摩尔质量在数值上等于该微粒的相对原子质量(或相对分子质量)。
[重点剖析]
1.物质的量
(1)物质的量是一个专有名词,是一个完整的名称,在读、写时不能添加或删减,如不能说成“物质量”、“物质的质量”等。
(2)它的计量对象是微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子等,或是这些微粒的特定组合,但不能用来计量宏观物质,如不能说:
“1mol小米,1mol锌粒”等。
2.物质的量的单位——摩尔
[典例印证]
[例题1] 下列关于“摩尔”的理解正确的是( )
A.摩尔是国际科学界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mol
C.我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D.1mol氧含6.02×1023个O2
[解析] 摩尔只是物质的量这一物理量的单位,不是一种物理量;含6.02×1023个粒子的集体不一定计量为1摩尔,如含6.02×1023个氧原子的O2的物质的量是0.5mol;1mol氧含义不明确,应说1molO2含6.02×1023个O2。
[答案] B
(1)使用摩尔时,必须指明微粒的种类。
如1molH2中含有2molH原子,含1molH的H2的物质的量为0.5mol。
(2)对特定的微粒具有“加合”性。
如1molCO共含有2mol原子(其中含1molC、1molO),1molSO3中共含有4mol原子(其中含1molS、3molO)。
1.下列关于阿伏加德罗常数的说法中,错误的是( )
A.6.02×1023叫作阿伏加德罗常数
B.12g12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数值
C.含有阿伏加德罗常数值个微粒的物质是1摩尔
D.1摩尔氯气中含有6.02×1023个氯分子
解析:
选A 摩尔是以0.012kg12C所含碳原子数作为基准,每摩尔物质含有阿伏加德罗常数值个微粒。
阿伏加德罗常数常用6.02×1023mol-1表示,而不是6.02×1023。
[重点剖析]
计算关系式(公式)
主要应用
注意事项
n=
在n、N和NA中,已知任意两项求第三项
求n或N时:
概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023mol-1
n=
在M、n和m中,已知任意两项求第三项
M的单位取g·mol-1时,m的单位取g;M的单位取kg·mol-1时,m的单位取kg
在m、M、NA和N中,已知任意三项求第四项
与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
[特别提醒]
(1)阿伏加德罗常数(NA)是一个准确数值,一般使用近似值6.02×1023,其单位是mol-1。
(2)由于电子的质量很小,所以阴、阳离子的摩尔质量数值等于组成元素的各原子相对原子质量之和。
[典例印证]
[例题2] 设NA代表阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A.2.3g金属钠变成钠离子时失去的电子数目为0.2NA
B.2g氢气所含原子数目为NA
C.17gNH3所含的分子数为2NA
D.NA个氧分子和NA个氢分子的质量比等于16∶1
[解析] A项中,2.3g钠0.1mol变成Na+时,失电子的物质的量为0.1mol,即0.1NA;B项中,2g氢气所含原子的物质的量为2mol,即2NA;C项中,17g氨气所含分子的物质的量为1mol,即NA;D项中NA个氧气分子(物质的量为1mol,质量为32g)和NA个氢气分子(物质的量为1mol,质量为2g)的质量比等于16∶1,D项正确。
[答案] D
(1)物质的量是联系宏观量(质量、体积)与微观量(分子、原子、离子、质子、中子、电子等数目)的桥梁。
物质的量(n)、物质的质量(m)和微粒数(N)之间的关系:
物质的质量物质的量微粒数
(2)正确理解物质与其构成微粒之间的关系,如1molH2O中含3mol原子(2molH原子、1molO原子)、10mol电子、10mol质子。
2.填写下列表格。
解析:
M(N2)=28g·mol-1,n(N2)==0.5mol,N(N2)=0.5mol×6.02×1023
mol-1=3.01×1023;n(H2SO4)==0.05mol,m(H2SO4)=0.05mol×98
g·mol-1=4.9g;M(H2O)=18g·mol-1,N(H2O)=0.5mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023,m(H2O)=0.5mol×18g·mol-1=9g。
答案:
3.01×1023 0.5 28 4.9 0.05 98
3.01×1023 9 18
题组一 物质的量及其单位——摩尔
1.下列说法正确的是( )
A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.1molSO中含有4mol氧
C.摩尔是国际单位制的七个基本物理量之一
D.1mol氢原子和1mol氢离子所含的质子数相同
解析:
选D 构成物质的微粒有离子、分子、原子等多种,A项错误;1molSO中含有4mol氧原子,B项错误;物质的量是七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,C项错误;1mol氢原子和1mol氢离子中均含有1mol质子,D项正确。
2.若amolH2SO4中含有b个氧原子,则阿伏加德罗常数可表示为( )
A.mol-1 B.mol-1
C.mol-1D.mol-1
解析:
选D n(O)==4amol,得NA=mol-1,故选D。
题组二 摩尔质量
3.判断正误
(1)物质的摩尔质量就是该物质的相对原子质量或相对分子质量。
( )
(2)O2的摩尔质量为32g。
( )
(3)4gH2中含4NA个氢原子。
( )
(4)N2和CO的摩尔质量相同。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)√ (4)√
4.下列说法错误的是( )
A.硫酸的摩尔质量是98g
B.18g水的物质的量为1mol
C.O2的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量
D.1molCO的质量为28g
解析:
选A 摩尔质量的单位是g·mol-1,A项错误;n(H2O)==1mol,B项正确;物质的摩尔质量在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量,C项正确;1molCO的质量是NA个CO分子的总质量,即28g,D项正确。
5.
(1)1.5molNH3的质量为________,其中含有________个氢原子。
(2)等质量的CO2和CO的碳原子数之比为________,氧原子数之比为________,含氧的质量之比为________。
解析:
(1)m=n×M=1.5mol×17g·mol-1=25.5g,
含N(H)=1.5×3×NA=4.5NA。
(2)M(CO)=28g·mol-1,M(CO2)=44g·mol-1,设CO2和CO的质量都为mg,则n(CO2)∶n(CO)=∶=7∶11,所含原子数之比为(7×3)∶(11×2)=21∶22,氧原子个数之比为(7×2)∶11=14∶11,含氧的质量之比为14∶11。
答案:
(1)25.5g 4.5NA
(2)7∶11 14∶11 14∶11
一、选择题
1.下列有关物质的量的说法,正确的是( )
A.物质的量就是指物质的多少
B.原子、电子、中子、桌子等都可用物质的量来描述
C.物质的量是用来描述微观粒子的物理量
D.相同物质的量的SO2和SO3的质量相同
解析:
选C 物质的量是表示一定数目微观粒子的集合体,并不是指物质的多少,也不能用来描述桌子等宏观物体。
1molSO2和1molSO3的分子数目是相等的,但1个SO2和1个SO3分子的质量并不相等,因此二者的质量也不同。
2.下列叙述中正确的是( )
A.1molH2O的质量是18g·mol-1
B.硫酸根离子的摩尔质量是96g
C.CO2的摩尔质量是44g·mol-1
D.HCl的相对分子质量是36.5mol-1
解析:
选C A项,应为18g;B项,应为96g·mol-1;D项,应为36.5。
3.下列各物质所含原子数由多到少的顺序是( )
①24g石墨 ②0.7molNH3 ③4.6g钠
④0.2molH2SO4 ⑤4gHe
A.①③②④⑤ B.②①④⑤③
C.②④①⑤③D.④⑤②①③
解析:
选B 石墨和He、Na都由单原子构成,各项中所含原子数分别是:
①·NA=2NA,
②0.7×4NA=2.8NA,③·NA=0.2NA,
④0.2×7NA=1.4NA,⑤·NA=NA。
4.0.5molNa2SO4中所含的Na+数为( )
A.3.01×1023B.6.02×1023
C.0.5D.1
解析:
选B 由关系式:
Na2SO4~2Na+可知0.5molNa2SO4中含1molNa+,N(Na+)=1mol·NA=6.02×1023。
5.下列说法正确的是( )
A.1molCO2的分子数与12g12C所含的原子数相等
B.1molO2的原子数与0.012kg12C所含的原子数相等
C.1molH2O与1molCO所含的原子数相等
D.1molO2与1molCO2所含的原子数相等
解析:
选A 1molCO2所含的分子数和12g12C所含的原子数都是NA。
1molO2所含的原子数是2NA,0.012kg12C所含的原子数是NA。
1molH2O所含的原子总数是3NA,1molCO所含的原子总数是2NA.1molO2所含的原子总数是2NA,1molCO2所含的原子总数是3NA。
6.下列叙述正确的是( )
A.1molH3PO4的质量为98g·mol-1
B.H3PO4的摩尔质量为98g
C.9.8gH3PO4含有NA个H3PO4分子
D.有NA个H3PO4分子的质量为98g
解析:
选D A项中质量的单位为g;B项中摩尔质量的单位为g·mol-1;C项中含有的H3PO4分子数为0.1NA。
7.发射飞船的火箭使用的燃料是液氢和液氧。
如果1g液氧中含有n个氧原子,则阿伏加德罗常数的值可表示为( )
A.B.n
C.16nD.32n
解析:
选C 以氧原子的物质的量为核心进行计算:
=×2,所以NA=16n。
8.对于相同物质的量的SO2和SO3,下列说法正确的是( )
A.硫元素的质量比为5∶4
B.分子数之比为1∶1
C.原子总数之比为4∶3
D.质量之比为1∶1
解析:
选B n(SO2)=n(SO3),则N(SO2)∶N(SO3)=1∶1;A项,应为1∶1;C项,应为3∶4;D项,m(SO2)∶m(SO3)=M(SO2)∶M(SO3)=64∶80=4∶5。
9.15gA和10.5gB完全反应,生成7.2gC、1.8gD和0.3molE,则E的摩尔质量为( )
A.100g·mol-1B.27.5g·mol-1
C.55g·mol-1D.16.5g·mol-1
解析:
选C 根据质量守恒,E的质量为(15+10.5)-(7.2+1.8)=16.5g,E的物质的量为0.3mol,所以E的摩尔质量为=55g·mol-1。
10.下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)( )
A.28g氮气含有的原子数为NA
B.4g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.1NA
C.1molO2分子的质量等于1mol氧原子的质量
D.24gO2分子和24gO3分子所含的氧原子数目相等
解析:
选D A项,28g氮气含有N2分子=1mol,即2mol氮原子;B项,4g金属钙为=0.1mol,Ca-2e-―→Ca2+,故4g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.2NA;C项,1molO2分子的质量是32g,1mol氧原子的质量是16g。
11.与3.2克SO2所含的氧原子数相等的NO分子的质量为( )
A.6.4克B.3.2克
C.4.6克D.3.0克
解析:
选D 3.2gSO2的物质的量为n(SO2)==0.05mol,n(O)=0.1mol,两者所含氧原子数相等即所含氧原子的物质的量相等,含0.1molO的NO的物质的量为0.1mol,m(NO)=3.0g。
12.[双选]设一个12C原子的质量为ag,一个R原子的质量为bg,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则R的相对原子质量可以表示为( )
A.B.
C.bNAD.aNA
解析:
选B、C Mr(R)=,B项正确;M(R)=bg·NAmol-1=bNAg·mol-1,Mr(R)=M(R)=bNA,C项正确。
二、非选择题
13.根据所学知识填空:
(1)1mol氧原子含有________个氧原子。
(2)1.5molH2O含有________个H2O。
(3)1mole-含有________个e-。
(4)6.02×1023个12C的物质的量为________mol。
(5)6.02×1023个CO2中含有氧原子的物质的量为________mol。
(6)6.02×1024个OH-的物质的量为________mol。
答案:
(1)6.02×1023
(2)9.03×1023 (3)6.02×1023
(4)1 (5)2 (6)10
14.物质的量相等的CO和CO2:
①它们所含的分子数目之比为________。
②它们所含的O原子数目之比为________。
③它们所含的原子总数目之比为________。
④它们所含的C原子数目之比为________。
⑤它们所含的电子数目之比为________。
⑥它们的质量之比为________。
解析:
①N(CO)∶N(CO2)=n(CO)∶n(CO2)=1∶1。
②二者所含O原子数目之比为n(CO)∶2n(CO2)=1∶2。
③二者所含原子总数目之比为n(CO)×2∶n(CO2)×3=2∶3。
④二者所含C原子数目之比为n(CO)∶n(CO2)=1∶1。
⑤二者所含电子数目之比为(6+8)·n(CO)∶(6+16)·n(CO2)=7∶11。
⑥m(CO)∶m(CO2)=28·n(CO)∶44·n(CO2)=7∶11。
答案:
①1∶1 ②1∶2 ③2∶3 ④1∶1 ⑤7∶11
⑥7∶11
15.某气体的摩尔质量为Mg·mol-1,分子数目为N,质量是mg,阿伏加德罗常数为NA,m(C)为12C原子质量,试说明下列各式所表示的意义。
(1)____________________;
(2)____________________;
(3)____________________;
(4)____________________。
解析:
(1)因为每摩尔物质含阿伏加德罗常数个微粒,所以表示该气体的物质的量。
(2)每摩尔物质所具有的质量与每摩尔物质所具有的微粒个数比值,表示该气体一个分子的质量。
(3)气体的质量与气体的个数相比,表示该气体一个分子的质量。
(4)该气体一个分子的质量与一个12C原子质量的1/12相比,得到的是该气体的相对分子质量。
答案:
(1)该气体的物质的量
(2)该气体一个分子的质量
(3)该气体一个分子的质量
(4)该气体的相对分子质量
16.
(1)0.3molNH3分子中所含质子数与________个H2O分子中所含质子数相等。
(2)含0.4molAl3+的Al2(SO4)3中所含的SO的物质的量是________。
(3)已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD,则C的摩尔质量为________。
(4)有以下四种物质:
①22g二氧化碳;②8g氢气;③1.204×1024个氮气分子;④4℃时18mL水
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________(填序号)。
解析:
(1)0.3molNH3分子中含质子数为0.3mol×10×6.02×1023mol-1=1.806×1024,每个H2O分子中有10个质子,故含1.806×1024个质子的水分子数为1.806×1024÷10=1.806×1023;
(2)Al2(SO4)3中n(Al3+)∶n(SO)=2∶3,即0.4mol∶n(SO)=2∶3,n(SO)=0.6mol;(3)根据质量守恒定律m(C)=16g+20g-31.76g=4.24g,M(C)==106g·mol-1。
(4)各物质的物质的量为①n(CO2)=0.5mol,②n(H2)=4mol,③n(N2)=2mol,④n(H2O)=1mol,由此可知分子数最多的是②;原子数最多的是②;各物质的质量为①22g,②8g,③56g,④18g,故质量最大的是③;各物质含电子数为①11mol,②8mol,③28mol,④10mol,所含电子数最多的是③。
答案:
(1)1.806×1023
(2)0.6mol (3)106g·mol-1 (4)② ② ③ ③
17.有二氧化碳与一氧化碳的混合气体共10.8g,其物质的量为0.3mol。
求:
(1)混合气体中二氧化碳的物质的量,一氧化碳的物质的量。
(2)混合气体缓慢通过足量的氢氧化钠溶液后,剩余气体的质量,所含分子数。
解析:
(1)设混合气体中CO2的物质的量为x,则一氧化碳的物质的量为(0.3mol-x)。
根据质量守恒,有44g·mol-1×x+28g·mol-1×(0.3mol-x)=10.8g,解得x=0.15mol,0.3mol-x=0.15mol。
(2)混合气体通过足量的氢氧化钠溶液后,CO2全部被吸收,剩余气体为CO。
m(CO)=M(CO)×n(CO)=28g·mol-1×0.15mol=4.2g。
N(CO)=0.15mol×6.02×1023mol-1=9.03×1022。
答案:
(1)0.15mol 0.15mol
(2)4.2g 9.03×1022
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