2020年高中化学新教材同步必修第一册 第2章 第三节 第1课时 物质的量 摩尔质量
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第1课时 物质的量的单位——摩尔[知 识 梳 理]知识点一 物质的量的单位——摩尔化学反应是原子、分子等粒子之间的反应,如何把微观的水分子的量和宏观的水的量联系起来,完成下列知识点我相信你就会知道: 1.物质的量七个基本物理量:长度(m)、时间(s)、质量(kg)、热力学温度(K)、电流(A)、发光强度(cd)、物质的量(mol)(1)概念:表示含有一定数目粒子的集合体的基本物理量。
(2)符号及单位:符号为n ,单位为摩尔。
2.摩尔3.阿伏加德罗常数 →人为规定的一个数值,用以联系物质的量与微观粒子个数之间的定量关系,类似一打指“12”,一双指“2”提醒:阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,这里的粒子是指同种“粒子”,如1 mol N2中的氮分子数为阿伏加德罗常数的值,1 mol N2中的氮原子数就不能为阿伏加德罗常数的值。
知识点二摩尔质量我们在用铁单质做化学实验时,不可能一个一个的查铁原子从而确定它的物质的量,我们只能通过测量铁的质量来确定它的物质的量,那么如何把质量和物质的量联系在一起?提醒:一种微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量,这种说法不正确,因为摩尔质量的单位是 g/mol,物质的质量单位是 g,二者的意义不同。
微判断(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)1 mol氧气中约含有6.02×1023个原子。
( )(4)1 mol任何粒子所含有的粒子数相等。
( )(5)阿伏加德罗常数就是6.02×1023。
( )(6)H2O的摩尔质量(以g·mol-1为单位)在数值上等于18。
( )答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√微训练1.下列叙述错误的是( )A.1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子B.1 mol 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中七个基本物理量之一答案 A2.(1)9 g H2O的物质的量为________,含有的氢原子数为________。
实验活动1 配制一定物质的量浓度的溶液【实验目的】1.练习容量瓶的使用方法。
2.练习配制一定物质的量浓度的溶液。
3.加深对物质的量浓度概念的认识。
【实验仪器】烧杯、容量瓶(100 mL)、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、天平【实验药品】NaCl、蒸馏水【实验步骤】1.配制100 mL 1.00 mol·L-1的NaCl溶液(1)计算溶质的质量计算配制100 mL 1.00 mol·L-1的NaCl溶液所需NaCl固体的质量为5.85 g。
(2)称量用托盘天平称量NaCl固体的质量为5.8或5.9 g。
(有条件的学校用分析天平或电子天平称量5.850 0 g。
)(3)配制溶液①溶解:把称好的NaCl固体放入烧杯中,再向烧杯中加入40 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解。
②移液:待溶液冷却到室温后,将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100 mL容量瓶。
③洗涤:用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2~3次,并将洗涤液也都注入容量瓶。
轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
④定容:继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面在刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,直至凹液面与刻度线相切。
⑤摇匀:盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)将配制好的溶液倒入试剂瓶,贴好标签。
2.用1.00 mol·L-1的NaCl溶液配制100 mL 0.50 mol·L-1的NaCl溶液(1)计算所需1.00 mol·L-1的NaCl溶液的体积计算配制100 mL 0.50 mol·L-1的NaCl溶液所需1.00 mol·L-1的NaCl溶液的体积为50 mL。
(2)量取1.00 mol·L-1的NaCl溶液的体积用量筒量取1.00 mol·L-1的NaCl溶液50.0 mL。
(3)配制溶液①溶解:把量取好的NaCl溶液倒入烧杯中,向烧杯中加入20 mL蒸馏水,用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀。
第三节物质的量教学设计第1课时教学目标(一)知识与技能1.使学生认识摩尔是物质的量的基本单位,了解物质的量与微观粒子之间的关系;了解摩尔质量的概念。
2.了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德罗常数的涵义。
3.使学生了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系。
能用于进行简单的化学计算。
(二)过程和方法初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力。
(三)情感态度与价值观通过对概念的透彻理解,培养学生严谨、认真的学习态度,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。
教学重、难点:物质的量及其单位。
教学过程:[引言]古时有一个勇敢的小伙子想娶国王美丽的公主,国王出题刁难,其中一个问题是:10kg 小米是多少粒?同学们你们能不能帮帮他?[思考、讨论、回答][追问]这些方法中,那种方法最科学?[追问]谁能介绍几种生活中相似的例子?[讨论回答]箱、打、令、包、条…设计意图:引发学习兴趣,引出把微小物质扩大倍数形成一定数目的集体以便于方便生活、方便科学研究、方便相互交流。
[引入] 复习C + O2 =CO2指出化学方程式的意义。
在实验中,我们可以取12 g C和32 g O2反应,而无法只取1个C原子和1个氧分子反应,那么12 g C中含多少个C呢?要解决这个问题,我们来学习“第2节化学计量在实验中的作用”。
[板书] 第二节化学计量在实验中的作用[讲述]可称量物质与分子、原子和离子这些微观的看不见的粒子之间有什么联系?能否用一定数目的离子集体为单位来计量它们之间的关系。
答案是肯定的。
国际科学界建议采用“物质的量”将它们联系的。
[板书] 一、物质的量的单位—摩尔[讲解]物质的量也是与质量、长度一样的物理量是国际单位制中的7个基本物理量。
单位为摩尔,符号为mol。
[投影]国际单位制(SI)的7个基本单位强调:1物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。
2、物质的量是以微观粒子为计量的对象,而这里的“粒子”是指构成物质的“基本单元”、这个基本单元可以是分子、原子、离子、中子、质子等单一粒子,也可以是这些粒子的特定组合。
第3节物质的量第1课时物质的量[基础巩固]一、物质的量1.下列说法中正确的是()A.1 mol H2SO4的质量为98 g·mol-1B.SO2的摩尔质量为64 g·mol-1C.SO2的摩尔质量与SO2的相对分子质量相等D.1 mol氧的质量为32 g[解析]A中1 mol H2SO4的质量是98 g;C中两者数值相等,单位不同;D中1 mol氧指代不明。
[答案] B2.相等物质的量的CO和CO2相比较,下列有关叙述中正确的是()①它们所含的分子数目之比为1∶1②它们所含的O原子数目之比为1∶2③它们所含的原子总数目之比为2∶3④它们所含的C原子数目之比为1∶1⑤它们所含的电子数目之比为7∶11A.①④B.②③C.④⑤D.全部[解析]题中CO和CO2的物质的量相同,所含有的CO和CO2的分子数目也相同,①正确;又因CO和CO2分子中的O原子数分别为1和2,相同物质的量的CO和CO2,所含的O原子数目之比为1∶2,②正确;CO和CO2的分子中原子总数之比为2∶3,③正确;相同物质的量的CO和CO2,C原子数目之比也是1∶1,④正确;CO和CO2分子中电子总数分别为14和22,相同物质的量的CO和CO2电子总数之比为14∶22=7∶11,⑤正确。
[答案] D3.下列叙述正确的是()①常温常压下,14 g由N2和CO组成的混合气体含有的原子数目为N A②常温常压下,8 g O2含有4N A个电子③分子总数为N A的NO2和CO2混合气体中含有氧原子数为2N A④18 g H2O中含的电子数为10N AA.①③④B.①②③④C.①②③D.②③④[解析]由于N2和CO的摩尔质量相等,都为28 g·mol-1,14 g 混合气体的物质的量为0.5 mol,原子总数为N A,①正确;一个O2分子中含16个电子,8 g O2中含电子数:8 g×16×N A=4N A,32 g·mol-1②正确;NO2、CO2分子中均含2个氧原子,故氧原子数必为分子总数的2倍,③正确;1个H2O分子中含10个电子,则18 g H2O中电子数为18 g×10×N A=10N A,④正确。
第三节物质的量第1课时物质的量摩尔质量[核心素养发展目标] 1.了解物质的量及其单位摩尔质量、阿伏加德罗常数的含义与应用,利用物质的量将宏观的物理量与微观粒子的个数联系起来,并能从宏观和微观结合的视角分析解决问题。
2.能从物质的量的角度认识物质的组成及变化,建立物质的量、物质的质量和微观粒子数之间计算的思维模型。
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合体数目的多少(√)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(×)⑤1 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氢的表述是错误的,没有指明氢元素微观粒子的名称。
(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,也可以是小数。
例: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=NN A。
(1)1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示含义是否相同?提示不同。
虽然都是1 mol微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1 mol氢原子,1 mol氢离子和1 mol氢分子。
(2)阿伏加德常数(N A)就是6.02×1023吗?提示不是。
阿伏加德罗常数(N A)指的是0.012 kg 12C含有的碳原子数,是一个精确值,且阿伏加德罗常数是一个物理量,其单位是mol-1,而6.02×1023是一个近似值,N A近似为6.02×1023 mol-1。
(3)通过下图可进一步认识水的组成,请完成图中空格。
相关链接阿伏加德罗常数的理解及应用(1)阿伏加德罗常数是指1 mol任何粒子的粒子数,这里的粒子指同种粒子,如1 mol O2中的分子数为N A,而1 mol O2中的氧原子数为2N A。
(2)阿伏加德罗常数有单位(mol-1),是一个准确值,而6.02×1023无单位,是一个纯数值。
阿伏加德罗常数与6.02×1023的关系就像π与3.14的关系,6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值,计算时通常使用这个近似值,而在叙述或定义“摩尔”的概念时要用“阿伏加德罗常数”来表示。
(3)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等),注意看清粒子的种类,常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。
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(1)摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是否等同?提示 不等同。
摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是两个不同的概念。
当摩尔质量以“g·mol -1”为单位时,两者在数值上相等,但前者有单位,后者没有单位,故两者不能等同。
(2)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________。
②1.28 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__________________。
④N 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________。
提示 ① 17 g·mol -1 ②64 g·mol -1 ③bN A g·mol -1 ④aN Abg·mol -1(1)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。
(2)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。
(1)a mol 硫酸中含有b 个氧原子,则阿伏加德罗常数可以表示为________。
提示 N A =b4amol -1。
(2)若阿伏加德罗常数为6.02×1023,则1个二氧化碳分子的质量是__________,1个钠原子的质量是________。
提示 7.31×10-23g 3.82×10-23 g(3)在14.2 g Na 2SO 4中,含有的Na +的数目是_________________________________________; 含有的SO 2-4的质量是________;含氧原子的物质的量是________。
答案 1.204×1023 9.6 g 0.4 mol解析 由硫酸钠的化学式可得如下关系式:Na 2SO 4~2Na +~SO 2-4~4O方法一:n (Na 2SO 4)=14.2 g142 g·mol -1=0.1 moln (Na +)=2n (Na 2SO 4)=0.2 mol ,N (Na +)=0.2 mol ×6.02×1023 mol -1=1.204×1023;n (SO 2-4)=n (Na 2SO 4)=0.1 mol , m (SO 2-4)=0.1 mol ×96 g·mol -1=9.6 g ;n (O)=4n (Na 2SO 4)=0.4 mol 。
方法二:在关系式中,化学计量数比等于粒子个数比,若都扩大6.02×1023倍,则化学计量数比就等于物质的量比:Na 2SO 4 ~ 2Na + ~ SO 2-4~ 4O 1 mol 2 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,通常使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;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 ~ 4O 14.2 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 。
(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:Na2SO4~2Na+~SO2-4~4O1 mol2 mol 1 mol 4 molH2O~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。
相关链接物质的量、质量、摩尔质量、粒子数之间的换算m÷MM×n×N ANN A÷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合体的物理量B .使用摩尔作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。
2.已知硫酸中含有3.01×1023个氧原子,硫酸的物质的量是( )A .0.500 molB .1.00 molC .0.250 molD .0.125 mol 答案 D解析 氧原子的物质的量n =N N A = 3.01×10236.02×1023 mol -1=0.5 mol ,硫酸的物质的量=0.5 mol÷4=0.125 mol 。