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§1-3化学中常用的物理量——物质的量——鲁科版 必修1 第一章 认识化学科学作者：史学强 Email:suifengpiaoguo@ 20011年3月15日§1-3化学中常用的物理量——物质的量【知识梳理】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”。
2．阿伏加德罗常数：我们把0.012kg 12C 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6.02×1023mol －1。
（3）N A 数值巨大，作用于宏观物质没有实际意义。
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1mol 12C ，还是指1mol 13C ，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 ，0.5molCO 2，1000mol CO 32-，amol e -，1.5molNa 2CO 3·10H 2O 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。
第3节化学中常用的物理量——物质的量本节概念较多，可以用比较法加深对它们的理解和掌握。
1．物质的量与摩尔的区别和联系2．物质的量与阿伏加德罗常数的区别和联系3．物质的量浓度与质量分数之间的区别和联系：国际单位制（SI）的7个基本单位已知:一个碳原子的质量为 1.993 × 10－23kg求: 0.012kg 碳-12 中所含的碳原数？物质的量知识点小结有关概念：1、物质的量（n）①物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。
②用物质的量可以衡量组成该物质的基本单元（即微观粒子群）的数目的多少，它的单位是摩尔，即一个微观粒子群为1摩尔。
③摩尔是物质的量的单位。
摩尔是国际单位制中七个基本单位之一，它的符号是mol。
④“物质的量”是以摩尔为单位来计量物质所含结构微粒数的物理量。
⑤摩尔的量度对象是构成物质的基本微粒（如分子、原子、离子、质子、中子、电子等）或它们的特定组合。
如1molCaCl2可以说含1molCa2+，2molCl-或3mol 阴阳离子，或含54mol质子，54mol电子。
摩尔不能量度宏观物质，如果说“1mol 氢”就违反了使用准则，因为氢是元素名称，不是微粒名称，也不是微粒的符号或化学式。
⑥使用摩尔时必须指明物质微粒的名称或符号或化学式或符号的特定组合。
2．阿伏加德罗常数（NA）：①定义值（标准）：以0.012kg（即12克）碳-12原子的数目为标准；1摩任何物质的指定微粒所含的指定微粒数目都是阿伏加德罗常数个。
②近似值（测定值）：经过科学测定，阿伏加德罗常数的近似值一般取6.02×1023，单位是mol-1，用符号NA表示。
3．摩尔质量（M）：①定义：1mol某微粒的质量②定义公式：，③摩尔质量的单位：克/摩。
④数值：某物质的摩尔质量在数值上等于该物质的原子量、分子量或化学式式量。
⑤注意：摩尔质量有单位，是克/摩，而原子量、分子量或化学式的式量无单位。
4．气体摩尔体积（Vm）①定义：在标准状况下（0℃，101kPa时），1摩尔气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
考点解析概念理清一、物质的量1．物质的量。
(1)“物质的量”是表示物质所含粒子(或粒子集合)多少的物理量[只能用于描述微观物体（分子、原子、质子、中子、电子等)]，符号为n，单位是摩尔。
(2)“物质的量”是一个整体名词，“物质的量”四个字不能进行简化或增减。
(3)“物质的量”是以阿伏加德罗常数为计量单位。
(4)“物质的量”不能用“摩尔数”来代替。
2．摩尔(1)摩尔是“物质的量”的单位，也就是说“物质的量”是以多少摩尔来表示的；每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个粒子，简称摩，符号为mol。
(2)摩尔只能用于描述微观，不能用于描述宏观。
(3)使用摩尔表示“物质的量”时，应该用化学式指明粒子的种类，如1mol氢就表达的不明0表达的就非常明确了。
确，是表示1mol氢原子还是表示1mol氢分子?而1molH2，单位为mol-1，3．阿伏加德罗常数（1)是指1mol任何粒子的粒子数，符号为NA读作“每摩尔”。
(2)它约等于6．02×1023mol-1。
(3)阿伏加德罗常数的确立是以0．012kg 12C所含有的碳原子数为标准，由于1个12C原子的绝对质量是一定的，因此0．012kg12C所含有的碳原子数也是一定的。
但由于测定的方法有多种，因此其值的大小受多种因素的干扰，约为6．02×1023mol-1。
阿伏加德罗常数NA 与6．02×1023mol一1的关系类似于数学上的圆周率∏与3．14的关系。
在叙述或定义摩尔时要用阿伏加德罗常数(N)来表达，而在具体计算中则常用A)。
4．摩尔质量(1)单位物质的量的物6.02×1023mol-1来代替阿伏加德罗常数(NA质所具有的质量叫摩尔质量，符号为M，单位为g/mol或kg/mol。
摩尔质量(g/mol)==即M==(2)当摩尔质量的单位是(g／mol)时(实际运用时常用的单位)，摩尔质量的数值与该物质相对分子质量相同。
摩尔质量有单位，相对分子质量没有单位。
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课时精归纳·素养速提升
1.物质的量相关的3个公式
(1)物质的量(n)、阿伏加德罗常数(N A)和微粒数(N)之间的关系:n=。
(2)物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系:n=。
(3)物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(V m)之间的关系为n=。
2.阿伏加德罗常数常考的5个方面
(1)气体摩尔体积适用条件。
(2)物质组成和结构。
(3)氧化还原反应中电子转移数目。
(4)溶液中微粒数。
(5)物质转化中隐含反应。
3.浓度计算的2个公式:
(1)溶质B浓度(c B)、溶质B物质的量(n B)和溶液体积(V)之间的关系为c B=。
(2)溶质浓度(c)、溶质质量分数(w)、溶质摩尔质量(M)和溶液密度(ρ)之间的关系为c=。
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题组训练过关
物质的量与气体的体积
1.室温下,抽去如图所示装置中的玻璃片,使两种纯净气体充分反应。
下列说法正确的是(设N A表示阿伏加德罗常数的值) ( )
A.气体反应物的总体积为0.448 L
B.装置中氢元素的总质量为0.04 g
C.生成物中含有0.01N A个分子
D.生成物完全溶于水后所得溶液含有0.01N A个N
【解析】选B。
等物质的量的氯化氢和氨气恰好完全反应生成固体氯化铵。
因不是标准状况,所以反应物体积不能计算,A错;氯化铵为离子化合物,不存在分子,C错;氯化铵是强酸弱碱盐,会发生水解,N
个数小于0.01N A,D错。
【加固训练】
标准状况下,4.48 L的C2H4和C2H6混合气体充分燃烧得到CO和CO2混合气体的密度为1.429 g·L-1,则其中CO的体积为( )
A.1.12 L
B.2.24 L
C.4.48 L
D.6.72 L
【解析】选D。
设燃烧产物中CO和CO2的物质的量分别为x、y,标准状况下
4.48 L C2H4和C2H6混合气体的物质的量为0.2 mol,根据碳原子守恒可知CO和CO2的总物质的量为x+y=0.2 mol×2=0.4 mol,混合气体充分燃烧得到CO和CO2混合气体的密度为1.429 g·L-1,则CO和CO2的平均摩尔质量为22.4 L·mol-1×
1.429 g·L-1=32 g·mol-1,=32,整理可得x∶y=3∶1,则混合气体中CO的物质的量为0.3 mol,标准状况下0.3 mol CO的体积为2
2.4 L·mol-1×0.3 mol
=6.72 L。
【归纳提升】
气体体积与气体摩尔体积
(1)气体体积与气体摩尔体积是两个不同的概念,使用时要避免混淆。
如标准状况下,1 mol O2的体积是22.4 L,O2的气体摩尔体积是22.4 L·mol-1。
(2)使用22.4 L·mol-1时应该注意的问题:
①条件必须是标准状况(0 ℃,101 kPa)。
②物质必须是气体,可以是单一气体也可以是混合气体。
(3)条件对气体摩尔体积的影响
温度与压强都影响气体的体积,不同温度和压强下,气体摩尔体积的
数值可能不同。
改变温度和压强,在非标准状况下气体摩尔体积也可能是22.4 L·mol-1。
阿伏加德罗定律的应用
2.(2020·衡水模拟) 下列说法不正确的是( )
A.温度相同、体积相同的O2(g)和N2(g)分子数相同
B.等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于16∶11
C.温度和容积相同的两气罐中分别盛有5 mol O2(g)和2 mol N2(g),两容器中的压强之比等于5∶2
D.等温等压条件下, 5 mol O2(g)和2 mol H2(g)的体积之比等于5∶2【解析】选A。
A项压强没有确定,错误;B项等温等压下,SO2气体与CO2气体的密度之比等于其相对分子质量之比为64∶44=16∶11,正确;C项温度和容积相同的两气罐中的压强之比等于其物质的量之比,即5∶2,正确;D项等温等压条件下,两气体的体积之比等于其物质的量之比,即5∶2,正确。
3.如图所示,①和②为两个体积相同的固定刚性容器,图中“”和“”分别表示氢原子和氧原子,则下列说法正确的是 ( )
A.若①中的H2为1 mol,则②中所含原子总数为3.01×1023个
B.①和②中气体的质量之比为1∶8
C.H2、O2均能发生化合反应,但不能发生置换反应
D.两容器的温度和压强均相同
【解析】选B。
根据图示可知,①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1,若H2为1 mol,则O2为0.5 mol,故氧原子数目为6.02×1023个,A项错误;①和②中H2与O2的分子个数之比为2∶1,所以其物质的量之比为2∶1,质量之比为1∶8,B项正确;H2能发生置换反应,如H2与CuO反应,O2也能发生置换反应,如O2与H2S反应,C项错误;根据阿伏加德罗定律,①和②两容器体积相同,但气体分子个数不同,所以两容器的温度和压强不可能均相同,D错误。
【加固训练】
1.下列叙述正确的是( )
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量一定相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.相同条件下的一氧化碳气体和氮气,若物质的量相等则体积相等,但质量不相等
【解析】选B。
同温同压下,相同体积的气体物质的量相等,A错误;等物质的量的甲烷和一氧化碳分子数相等,B正确;没有告诉在相同条件下,无法判断二者的物质的量大小,C错误;等温等压等物质的量,气体体积相同,一氧化碳和氮气摩尔质量相同,等物质的量时质量相等,D错误。
2.(2020·哈尔滨模拟)在甲、乙两个体积不同的密闭容器中,分别充入质量相同的CO、CO2气体时,两容器的温度和压强均相同,则下列说
法正确的是( )
A.充入的CO分子数比CO2分子数少
B.甲容器的体积比乙容器的体积小
C.CO的摩尔体积比CO2的摩尔体积小
D.甲中CO的密度比乙中CO2的密度小
【解析】选D。
质量相同的CO和CO2的物质的量之比为11∶7,在温度和压强相同时体积比为11∶7,但气体摩尔体积相同。
3.一定温度压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中正确的是( )
A.气球B中装的是O2
B.气球A和气球C中气体分子数相等
C.气球A和气球D中气体物质的量之比为4∶1
D.气球C和气球D中气体密度之比为2∶1
【解析】选D。
一定温度压强下,气体的V m是相等的,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,则根据V=nV m=得到体积和相对分子质量成反比,所以体积的大小顺序是CH4>O2>CO2>SO2,C中装的是氧气,A错误;根据A的分析,D、C、B、A四个球中分别是CH4、O2、CO2、SO2,气球A和气球C中气体分子数之比等于体积之比,等于摩尔质量M的倒数之比,即为32∶64=
1∶2,B错误;气球A和气球D中气体物质的量之比等于体积之比,等
于M的倒数之比,即为1∶4,C错误;气球C和气球D中气体密度之比等于摩尔质量之比,即为32∶16=2∶1,D正确。
【归纳提升】
阿伏加德罗定律的“三同”定“一同”
可总结为“三同”定“一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的分子数。
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