第一章 第二节 第1课时

第二节化学计量在实验中的应用第1课时物质的量摩尔质量[学习目标定位] 1.知道物质的量、摩尔质量的单位及含义。

2.理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。

3.能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。

一、物质的量、阿伏加德罗常数1．物质的量(1)国际单位制(SI)中的七个基本单位(2)物质的量及其单位①物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，用符号n表示。

②物质的量的单位——摩尔(3)判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)①物质的量可以理解为物质的数量(×)②物质的量表示物质所含指定粒子集体数目的多少(√)③物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子(√)④摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一(×)⑤ 1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子(×)物质的量概念的多角度理解(1)专有化：物质的量是一个专用名词，在表述时不可增减，不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。

(2)微观化：物质的量的单位是摩尔，只用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少，不适合表示宏观物质的数量。

(3)具体化：在使用物质的量表示物质时，必须具体指明粒子的种类。

如1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。

而1 mol氢的表述是错误的，因为“氢”是元素名称，是宏观物质名称，不是微观粒子名称。

(4)集体化：微粒个数的数值只能是正整数，而物质的量表示的是很多个微粒的集合体，其数值可以是整数，也可是小数。

如：5 mol H2O、0.5 mol H2O。

2．阿伏加德罗常数(1)已知1个12C的实际质量为1.993 3×10－23 g，则12 g 12C所含碳原子个数约为6.02×1023，碳原子的物质的量为1摩尔。

(2)阿伏加德罗常数的基准量为0.012 kg 12C中所含的原子个数，近似值为6.02×1023。

(3)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数，符号是N A，单位是mol－1。

(4)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系：n＝N/N A。

例1下列说法中错误的是()A．物质的量是表示含有一定数目粒子的集体B．使用摩尔单位时必须指明微粒的名称C．1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个原子D．0.012 kg 12C约含有6.02×1023个碳原子答案 C解析物质的量是含有一定数目粒子集合体的物理量，其单位是摩尔，使用摩尔所指的对象是微粒，而微粒种类繁多，需要指明其名称；构成物质的粒子除原子外，还有分子、离子等；0.012 kg 12C(1 mol)所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，约为6.02×1023。

易错警示阿伏加德罗常数(N A)是一个物理量，其单位是mol－1(不是纯数值)，其基准量为0.012 kg 12C 中所含的碳原子数，近似数值为6.02×1023。

例2a mol 硫酸中含有b 个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为( ) A.a 4bmol －1 B.b 4a mol －1 C.a b mol －1 D.b amol －1 答案 B解析 根据氧原子守恒可知：4×a mol ×N A ＝b ，N A ＝b4amol －1。

二、摩尔质量1．计算填表通过上表计算结果，可得出的结论是6.02×1023个微粒(1摩尔)的质量(以克为单位时)，在数值上(近似)等于其相对分子(或原子)质量。

2．摩尔质量例3下列有关摩尔质量的描述或应用正确的是()A．1 mol OH－的质量为17 g·mol－1B．二氧化碳的摩尔质量为44 gC．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量D．一个钠原子的质量等于236.02×1023g答案 D解析A项中质量的单位为“g”；B项单位应为“g·mol－1”；C项没有指出以“g·mol－1”为单位，也没有指出在数值上相等；D项正确。

摩尔质量概念的理解(1)等值性：摩尔质量以g·mol－1作单位时，在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。

(2)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的多少而改变。

例4 计算下列物质的摩尔质量。

(1)已知氨气的相对分子质量为17，则氨气的摩尔质量为 。

(2)1.28 g 某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为 。

(3)已知一个铁原子的质量为b g ，则铁的摩尔质量为 。

(4)N A 为阿伏加德罗常数，已知a g 某气体中含分子数为b ，则该气体的摩尔质量为 。

答案 (1) 17 g·mol －1 (2)64 g·mol－1(3)bN A g·mol －1(4)aN A bg·mol －1思维启迪——摩尔质量的计算方法(1)已知任意状态物质的质量时：M ＝mn (定义式)。

(2)已知一个分子的质量时：M ＝m (分子)×N A 。

(3)已知一个分子的质量和一个12C 原子的质量时： M ＝m (分子)m (12C )×12 g·mol －1。

三、关于物质的量的简单计算 1．基本关系式(1)n ＝N N A (n 表示物质的量，N 表示粒子数)。

关系式中N A 的单位是 mol －1。

(2)M ＝mn(M 为摩尔质量，m 为物质的质量)。

在M 、n 和m 中，已知任意两项求第三项；若M 的单位是 g·mol －1时，则m 的单位是 g 。

2．恒等关系式由n ＝N N A 和n ＝m M 可得恒等关系式：N N A ＝n ＝m M。

在 N 、N A 、m 、M 中，已知任意三项可求第四项。

一般情况下，N A 、M 是已知的，则N 与m 可互求。

例5设N A代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是()A．2.3 g钠由原子变成离子时，失去的电子数为0.2N AB．0.2N A个硫酸分子与19.6 g磷酸(H3PO4)含有相同的氧原子数C．28 g氮气所含的原子数为N AD．N A个氧分子与N A个氢分子的质量比为8∶1答案 B解析 2.3 g钠(0.1 mol)变为Na＋失去的电子数为0.1N A;19.6 g磷酸的物质的量为19.6 g ÷98 g·mol－1＝0.2 mol，与0.2N A个硫酸分子的物质的量相同，二者含有的氧原子数也相同；28 g氮气的物质的量为28 g÷28 g·mol－1＝1 mol，含有2N A个氮原子；N A个氧分子质量为32 g，N A个氢分子质量为2 g，则其质量比为16∶1。

例6在14.2 g硫酸钠中：(1)含有的Na＋的数目是；(2)含有的SO2－4的质量是；(3)含氧原子的物质的量是。

答案(1)1.204×1023(2)9.6 g(3)0.4 mol解析由硫酸钠的化学式可得如下关系式：Na2SO4～2Na＋～SO2－4～4O＝0.1 mol方法一n(Na2SO4)＝14.2 g142 g·mol－1(1)n(Na＋)＝2n(Na2SO4)＝0.2 mol，N(Na＋)＝0.2 mol×6.02×1023 mol－1＝1.204×1023；(2)n(SO2－4)＝n(Na2SO4)＝0.1 mol，m(SO2－4)＝0.1 mol×96 g·mol－1＝9.6 g；(3)n(O)＝4n(Na2SO4)＝0.4 mol。

方法二在关系式中，系数比等于粒子个数比，若都扩大为原来的6.02×1023倍，则化学计量数之比就等于物质的量之比：Na2SO4～2Na＋～SO2－4～4O1 mol2 mol 1 mol 4 mol而在一个关系式中，等量的某一物质，可用不同的单位来表示。

如2 mol Na＋，可用质量2×23 g 来表示，也可用离子个数2×6.02×1023来表示。

在计算时，为方便计算，通常是化学计量数反映的量与该物质(已知量或待求量)的题给单位相同。

如：本题中已知量硫酸钠是14.2 g ，那么化学计量数反映的1 mol 的Na 2SO 4就用“142 g ”来计算；(1)中求Na ＋的个数，化学计量数反映的2 mol Na ＋就用“2×6.02×1023”来计算；以此类推，有如下计算式：Na 2SO 4 ～ 2Na ＋～ SO 2－4 ～ 4O14.2 g 142 g ＝N (Na ＋)2×6.02×1023＝m (SO 2－4)96 g ＝n (O )4 mol解得：N (Na ＋)＝1.204×1023，m (SO 2－4)＝9.6 g ，n (O)＝0.4 mol 。

思维拓展(1)物质的量是物质的质量和微粒数目之间计算的桥梁，已知物质的质量求其微粒数目或已知物质的微粒数目求其质量都是先转换成物质的量，再计算微粒数目或质量。

(2)要注意描述的微粒与所求微粒之间的数量关系。

如：Na 2SO 4 ～ 2Na ＋ ～ SO 2－4～ 4O 1 mol 2 mol 1 mol 4 molH 2O ～2H ～O ～ 原子 ～ 质子 ～ 电子 ～中子1 mol2 mol 1 mol3 mol 10 mol 10 mol 8 mol(3)要注意物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的单位的区别，在计算过程中，一定要带着单位，否则容易出现错误。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)物质的量是衡量物质数量的基本物理量( )(2)摩尔是用来描述微观粒子的物理量( )(3)摩尔质量实际上就是相对原子质量( )(4)两种不同粒子的摩尔质量一定不同( )(5)1 mol 氧中含有6.02×1023个氧原子( )(6)1 mol 任何物质都含有6.02×1023个分子( )(7)硫酸根离子的摩尔质量是96 g·mol －1( )(8)3 mol OH －的质量是51 g( )(9)49 g 硫酸中含有1 mol 氢原子( )(10)0.5 mol 水中含有的原子数目为1.5N A ( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)√ (9)√ (10)√2．比较1 mol 氧气和1 mol 一氧化碳，下列说法正确的是( )A ．质量相同B ．分子总数相同C ．原子总数不同D ．氧原子总数相同 答案 B解析 氧气和一氧化碳的物质的量相同时：它们含有的分子总数相同；二者都是双原子分子，它们含有的原子总数也相同，但含有的氧原子总数不相同；二者的摩尔质量不同，它们的质量不相同。