高中化学教材全解鲁科必修1第01章第3节物质的量

第3节化学中常用的物理量——物质的量分子、原子、离子等微观粒子都非常小，仅一滴水，就含有大约1.67×1021个水分子，这么小的粒子，我们无法用肉眼计数，这样惊人的数字，使用起来也很不方便。但在科学实验和实际生产中，人们又经常需要知道一定量的物质究竟含有多少微观粒子，我们怎样计量物质所含微观粒子的数目呢？

研习教材重难点

研习点1物质的量及其单位——摩尔

1．物质的量：物质的量是表示物质所含微粒多少的物理量，是国际单位制中七个基本物理量之一。物质的量的符号为n。

注意：（1）这里的微粒是指分子、原子、离子、质子、中子、电子或这些粒子的特定组合等微观粒子，不能指宏观颗粒。

（2）“物质的量”是一个专用名词，不能拆开。例如，不能说“氢气的量、硫酸的量”，而应说“氢气的物质的量、硫酸的物质的量”。

【知识·链接】

基本物理量是由人们根据需要选定的，在不同学科中和不同时期，选定的基本物理量有所不同。例如，在力学中选定的基本物理量是：长度、质量、时间；在热学领域中则采用长度、质量、时间、温度为基本物理量。1971年前国际制中采用的基本物理量是六个，即：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度。1971年起又增加了物质的量为基本物理量，使基本物理量增加到七个。

2．阿伏加德罗常数：我们把0.012kg12C所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×1023mol－1，符号为N A。

（1）阿伏加德罗常数带有单位，其单位是mol－1。

（2）阿伏加德罗常数的准确值是0.012 kg 12C中所含有的碳原子数目，近似值是6.02×1023 mol－1。

（3）N A数值巨大，作用于宏观物质没有实际意义。

【交流·研讨】

为什么选用0.012 kg 12C中所含的碳原子数为阿伏加德罗常数？

相对原子质量的确定是以一个12C原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的比值。12C的相对原子质量为12。选用12g正是因为“12”这个数值能与相对原子质量、相对分子质量联系起来。如某原子R的相对原子质量为A r，1个12C原子质量为ag，则1个R原子的质量为A r·a/12 g，1mol R原子的质量为N A·A r·a/12 g，N A·a＝12g，所以1molR的质量即为A r·a/12 g，同理可推得1mol某分子、离子等的质量（g），其数值正好等于其相对分子质量或式量，这给物质的量的计算和应用带来极大方便。

3．摩尔：摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。摩尔简称摩，符号为mol。

注意：在使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称。例如说“1mol氧”，是指1mol氧原子，还是指1mol氧分子，含义就不明确。又如说“1mol碳原子”，是指1mol12C，还是指1mol13C，含义也不明确。

粒子集体中可以是原子、分子，也可以是离子、电子等。例如：1mol F，0.5molCO2，1000mol CO32-，amol e-，1.5molNa2CO3·10H2O等。

4．物质的量与粒子数（N ）的关系： N ＝ n·N A

满足上述关系的粒子是构成物质的基本粒子或它们的特定组合。如：1molCaCl 2与阿伏加德罗常数相等的粒子是CaCl 2粒子，其中Ca 2+为1mol 、Cl -为2mol ，阴阳离子之和为3mol 。

典例1：下列关于物质的量的叙述，正确的是

A ．1 mol 任何物质都含有6.02×1023个分子

B ．0.012 kg 12

C 中含有约6.02×1023个C

C ．1 mol 水中含有2 mol 氢和1 mol 氧

D ．1 molH 含有6.02×1023个e －

研析：因为有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等)，有些物质是由离子组成［例如NaCl 、Ca(OH)2等］，还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等)，所以A 的叙述是错误的．碳是由原子构成的，根据规定，0.012 kg 12C 中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×1023 mol －

1，所以B 的叙述是对的．根据规定，“使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类，而不使用该粒子的中文名称”。C 中表示水的组成时，却用名称表示,氢、氧的含义也不具体，所以也是不正确的。氢原子核外有1个电子,则1 mol Ne 也应含有1×6.02×1023个电子，所以D 的叙述是正确的。

答案：B 、D

典例2：0.5 mol H 2O 含有多少个水分子?这些水中含有多少个氢原子?

研析：1 mol H 2O 含有阿伏加德罗常数的值个H 2O 分子；1个H 2O 分子中含有2个H 和1个O ，根据n ＝N/N A ，则N (H 2O)＝n ·N A ，利用这个公式便可求出0.5mol H 2O 中所含有的H 2O 分子数。

N (H 2O)＝n (H 2O)×N A ＝0.5 mol×6.02×1023 mol

－1＝3.01×1023； N (H)＝2N (H 2O)＝2×3.01×1023＝

6.02×1023

或n (H)＝2n (H 2O)＝2×0.5 mol ＝1.0 mol ； N (H)＝n (H)·N A ＝1.0 mol×6.02×1023 mol －1＝6.02×1023 答案：在0.5 mol H 2O 中含有的H 2O 分子数为3.01×1023,其中含氢原子数为6.02×1023。

研习点2 摩尔质量和气体摩尔体积

1．摩尔质量

（1）概念：摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M ，单位常用g·mol －

1。 注意：①摩尔质量与1 mol 粒子的质量含义不同，但有一定的联系。例如，H 2O 的摩尔质量为18 g·mol －1，1 mol H 2O 的质量是18 g 。

②当摩尔质量的单位取“g·mol －

1”时，其数值与相对原子质量、相对分子质量或式量数值相等，但物理意义、单位都不同。在计算或使用时要注意区分。例如，M r (H 2O)＝18，而M (H 2O)＝18 g·mol －1。

（2）摩尔质量、质量、物质的量、粒子数之间的关系：

容易看出，在以上转化关系中，物质的量处于核心的地位。可以说，物质的量是联系宏观与微观的桥梁，为我们的科学计算带来了很大的方便。 【积累·活用】

几个基本符号：物质的量——n ；物质的质量——m ；摩尔质量——M ；粒子数——N ；阿伏加德罗常数——N A ；相对原子质量——Ar ；相对分子质量——Mr ；质量分数——ω

2．气体摩尔体积

m n N ÷M ×N A ÷N A

×M