人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量导学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量导学案，共9页。学案主要包含了物质的量及其单位，摩尔质量等内容，欢迎下载使用。


一、物质的量及其单位
1．引入物质的量的意义
将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系的物理量。
2．物质的量
(1)定义：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n。
(2)单位：物质的量的单位为摩尔，简称摩，符号为ml。1 ml粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。
(3)国际单位制(SI)的7个基本单位
3.阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数，符号是NA，单位是ml－1。NA＝6.02×1023 ml－1。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系：
n＝eq \f(N,NA)。
4．摩尔的使用
(1)ml可以计量所有微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等)，如1 ml Fe、1 ml O2、1 ml OH－、1 ml e－等。不能计量宏观粒子，不能说1 ml大米。
(2)用ml作单位时，必须指明粒子种类，且粒子种类要用化学式或粒子符号。
1 ml H2和1 ml H2O中所含的分子数相同吗？原子数呢？
[提示] 分子数相同；但原子数不同。
二、摩尔质量
(1)一种微观粒子的摩尔质量就是1 ml该微观粒子的质量，这种说法对吗？为什么？
[提示] 不对。摩尔质量的单位是g·ml－1，物质的质量单位是g，二者的意义不同。
(2)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？与O2的相对分子质量的关系是什么？
[提示] M(O2)＝2.657×10－23 g×6.02×1023 ml－1×2＝15.995 g·ml－1×2＝31.99 g·ml－1，氧气摩尔质量以g·ml－1为单位，数值上与氧气相对分子质量相等。
1．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微观粒子数目。( )
(2)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一。( )
(3)H2O的相对分子质量为18，H2O的摩尔质量为18 g。( )
(4)1 ml任何分子中所含的原子数相等。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2．(1)9 g H2O的物质的量为________，含有的氢原子数为________。
(2)3.01×1023个H2SO4分子的物质的量为________，质量为________。
[答案] (1)0.5 ml 6.02×1023(或NA) (2)0.5 ml 49 g
3．49 g H2SO4的物质的量为多少？含有的H2SO4分子数有多少？(写出计算步骤)
[解析] n(H2SO4)＝eq \f(mH2SO4,MH2SO4)＝eq \f(49 g,98 g·ml－1)＝0.5 ml
N(H2SO4)＝n(H2SO4)·NA＝0.5 ml×6.02×1023 ml－1＝3.01×1023
[答案] 49 g H2SO4的物质的量为0.5 ml，含有的H2SO4分子数为3.01×1023
一瓶某牌饮用水规格为560毫升，已知水的密度为1 g·cm－3，则该瓶饮用水的质量为多少？该瓶饮用水中水的物质的量为多少？含有多少个H2O分子？含有多少个氢原子？请写出解题过程。
[解] m(H2O)＝560 mL×1 g·cm－3＝560 g
n(H2O)＝eq \f(560 g,18 g·ml－1)≈31.1 ml
N(H2O)＝31.1 ml×6.02×1023 ml－1＝1.872×1025
N(H)＝1.872×1025×2＝3.744×1025
1．对基本概念的理解
2.“物质的量”的桥梁作用
微点拨：使用物质的量、摩尔质量时易犯的错误
①用物质的量描述宏观物质。
②描述的对象不明确。如1 ml氮的表示方法错误，应指明对象，如1 ml N2表示1 ml氮分子，1 ml N表示1 ml氮原子。
③换算错误。如1 ml CH4中含有4 ml H，而不是1 ml H。
④将摩尔质量与质量的单位混淆。
⑤误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。
3．m、n、N的关系式及其换算
【典例】 12.4 g Na2R含Na＋ 0.4 ml，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。
[解析] 因为Na2R—2Na＋—R2－可知
n(Na2R)＝eq \f(1,2)n(Na＋)＝n(R2－)＝eq \f(1,2)×0.4 ml＝0.2 ml，
M(Na2R)＝eq \f(12.4 g,0.2 ml)＝62 g·ml－1，
M(R)＝62－2×23＝16。
n(R)＝eq \f(1.6 g,16 g·ml)＝0.1 ml，n(Na2R)＝0.1 ml。
[答案] 62 g·ml－1 16 0.1 ml
[借题发挥]
(1)写出Na2R的化学式；这两种元素还能形成的另一种化合物的摩尔质量是多少？
[答案] Na2O；78 g·ml－1，形成的另一种化合物是过氧化钠，其相对分子质量为78，因此摩尔质量为78 g·ml－1。
(2)题目中12.4 g Na2R中含有多少个Na＋？所含有的R元素的质量是多少？
[答案] Na＋的物质的量为0.4 ml，因此Na＋的个数为0.4NA(或2.408×1023)；所含有的R元素的物质的量为0.2 ml，因此质量为0.2 ml×16 g·ml－1＝3.2 g。
物质与构成粒子的物质的量关系
①Na2CO3——2Na＋——COeq \\al(2－,3)——3O
1 ml 2 ml 1 ml 3 ml
②H2SO4——2H——S——4O
1 ml 2 ml 1 ml 4 ml
1．下列叙述错误的是( )
①摩尔是国际单位制的7个基本物理量之一；
②6.02×1023就是阿伏加德罗常数；
③氢原子的摩尔质量是1 g；
④HCl的摩尔质量等于1 ml HCl分子的质量；
⑤1 ml CO2中含有1 ml碳和2 ml氧；
⑥0.012 kg 12C中含有12C的数目为1 ml。
A．①②③ B．③④⑤ C．③④⑥ D．全部
D [①中，摩尔不是物理量，是物质的量的单位；②中，阿伏加德罗常数为6.02×1023 ml－1；③中，H的摩尔质量为1 g·ml－1；④中，摩尔质量与质量的单位不同；⑤中，1 ml碳和2 ml氧均未指明粒子种类；⑥中，0.012 kg 12C的物质的量为1 ml，数目为NA或约为6.02×1023。 ]
2．偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料，燃烧产生的巨大能量可作为航天运载火箭的推动力。下列叙述正确的是( )
A．偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B．6.02×1023个偏二甲肼分子的质量约为60 g
C．1 ml偏二甲肼的质量为60 g·ml－1
D．6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子
B [偏二甲肼的摩尔质量应为60 g·ml－1；6.02×1023个偏二甲肼约为1 ml，其质量约为60 g；6 g偏二甲肼的物质的量为6 g÷60 g·ml－1＝0.1 ml，含有的分子数为0.1NA。]
3．15 g A和10.5 g B完全反应，生成7.2 g C、1.8 g D和0.3 ml E，则E的摩尔质量为( )
A．100 g·ml－1B．27.5 g·ml－1
C．55 g·ml－1D．16.5 g·ml－1
C [根据质量守恒定律，E的质量为(15＋10.5)－(7.2＋1.8)＝16.5 g，E的物质的量为0.3 ml，所以E的摩尔质量为eq \f(16.5 g,0.3 ml)＝55 g·ml－1。]
4．(1)5.3 g Na2CO3的物质的量为________，含有Na＋数为________。
(2)含有3.01×1023个氢原子的CH4的物质的量为________，质量为________。
[解析] (1)n(Na2CO3)＝eq \f(5.3 g,106 g·ml－1)＝0.05 ml
N(Na＋)＝0.05 ml×2×6.02×1023＝6.02×1022
(2)n(H)＝eq \f(3.01×1023,6.02×1023 ml－1)＝0.5 ml
n(CH4)＝eq \f(1,4)×0.5 ml＝0.125 ml，m(CH4)＝0.125 ml×16 g·ml－1＝2 g
[答案] (1)0.05 ml 6.02×1022 (2)0.125 ml 2 g
1．下列叙述错误的是( )
A．1 ml任何物质都含有约6.02×1023个原子
B．1 ml C含有约6.02×1023个碳原子
C．在使用摩尔表示物质的量的单位时，应用化学式指明粒子的种类
D．物质的量是国际单位制的七个基本物理量之一
A [1 ml物质含有约6.02×1023个粒子，但不一定为原子，A错误。]
2．下列说法中正确的是( )
A．1 ml OH－的质量是17
B．二氧化碳的摩尔质量是44 g
C．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eq \f(23,6.02×1023) g
D [1 ml OH－的质量为m(OH－)＝n(OH－)·M(OH－)＝1 ml×17 g·ml－1＝17 g，A错误；摩尔质量的单位为g·ml－1，B错误；摩尔质量的单位为g·ml－1，而相对分子质量或相对原子质量的单位为1，所以两者不能构建等式关系，C错误；1 ml Na的质量为23 g，故1个钠原子的质量为eq \f(23,6.02×1023) g，D正确。]
3．下列分子所含的原子数与0.2 ml H2O中所含原子数相同的是( )
A．0.2 ml NH3 B．6.4 g O2
C．5.6 g COD．9.6 g O3
D [0.2 ml H2O含原子数为0.6NA。A项，原子数为0.8NA；B项，N(O)＝eq \f(6.4,32)×2NA＝0.4NA；C项，N(原子)＝eq \f(5.6,28)×2NA＝0.4NA；D项，N(O)＝eq \f(9.6,48)×3NA＝0.6NA。]
4．下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是( )
A. 32 g O2所含的原子数目为NA
B. 0.5 ml SO2含有的原子数目为1.5NA
C. 1 ml H2O含有的H2O分子数目为NA
D．0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 ml
A [32 g O2的物质的量是1 ml，氧原子的数目为2NA，A错误；1 ml SO2中含有3 ml原子，0.5 ml SO2中含有的原子数目为1.5NA，B正确； 1 ml H2O中含有的H2O分子数目为NA，C正确；根据n＝N/NA可知0.5NA个氯气分子的物质的量是0.5 ml，D正确。]
5．(素养题)20世纪80年代，物理学家们发现了一种新的陶瓷材料，其可以在零下200摄氏度左右的环境下实现超导性，也因此被称作“高温超导体”。这些陶瓷材料中有一种是钇钡铜氧化物。这是一种最有前景的超导材料，未来或可应用于超导电缆，马达以及发电机等设备。
某超导陶瓷的化学组成为YBa2Cu3O7。试回答：
(1)66.7 g该超导陶瓷的物质的量是________(相对原子质量为Y：89，Ba：137，Cu：64)
(2)0.6 ml该晶体中含有的氧原子数目是________。
[解析] (1)n＝eq \f(66.7 g,667 g·ml－1)＝0.1 ml
(2)N(O)＝0.6 ml×7×6.02×1023 ml－1＝2.53×1024
[答案] (1)0.1 ml (2)2.53×1024
发 展 目 标
体 系 构 建
1.结合宏观可称量的物质与难以称量的粒子之间的联系引入物质的量及其单位。培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2．了解阿伏加德罗常数，摩尔质量的含义，培养学生“宏观辨识”的核心素养。
3．掌握质量(m)、物质的量(n)和粒子数(N)的关系及有关换算，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
物理量
长度
质量
时间
电流
热力学
温度
物质
的量
发光
强度
单位
(符号)
米(m)
千克(kg)
秒(s)
安(A)
开(K)
摩(ml)
坎(cd)
物质的量有关概念理解与有关计算
物质的量
“物质的量”四个字是一个整体，不能添字、漏字或换字，如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等
摩尔
只能用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、电子、质子、中子等，也可以是这些微观粒子的特定组合，如1 ml NaOH
阿伏加德罗常数
NA的基准是1 ml粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023，表示微观粒子数目时，可以用NA来表示，也可以用6.02×1023 ml－1表示，如1 ml O2中含有氧分子数为NA个或6.02×1023个
摩尔质量
(1)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量
(2)以g·ml－1为单位时数值上等于物质的相对原子(分子)质量(单位为1)，等于1 ml物质的质量(单位：g)
(3)对于指定的物质，摩尔质量是确定不变的，与物质的多少无关