題目列表(包括答案和解析)
0.15 mol×
×3x g/mol+0.15mol×
×5xg/mol+0.15mol×
×7x g/mol＝5.36 g.
解得 x＝8.
所以A、B、C的相對(duì)分子質(zhì)量分別為24，40，56.
答：A、B、C的相對(duì)分子質(zhì)量分別為24，40，56.
[說(shuō)明]本題在列關(guān)系式時(shí)，應(yīng)用到物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g/mol)在數(shù)值上等于物質(zhì)的相對(duì)分分子質(zhì)量.
例6 在反應(yīng)：X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩爾質(zhì)量之比為22:9，當(dāng)1.6gX與Y完全反應(yīng)后，生成4.4gR.則在此反應(yīng)中Y和M的質(zhì)量之比為 ( )
A.16:9 B.23:9 C.32:9 D.46:9
(分析) 假設(shè)R與M的摩爾質(zhì)量分別為r g/mol和mg/mol，則根據(jù)題意，有
……①，又假設(shè)參加反應(yīng)的Y為a g，生成的M為b g.根據(jù)質(zhì)量守恒定律可列出關(guān)系式：1.6+a＝4.4+b，得a＝b+2.8……②，再根據(jù)化學(xué)方程式可得：
……③，將①③兩式聯(lián)立，解得b=3.6，將b＝3.6代入②式中，得a＝6.4.所以a:b＝6.4:3.6=16:9.
答案：A
[說(shuō)明] “守恒法”解題是指在解題過(guò)程中利用化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)現(xiàn)象中的一些守恒關(guān)系來(lái)解決化學(xué)問(wèn)題的一種獨(dú)特的解題方法.本題依據(jù)質(zhì)量守恒關(guān)系列式解題；只要“守恒法”使用得當(dāng)，便可收到解題步驟簡(jiǎn)捷、快速、準(zhǔn)確之功效.
例7 將一定量的氯化鈣溶于90g水中，若使平均100個(gè)水分子中溶有1個(gè) Cl-，這一定量的氯化鈣是 ( )
A.0.3 mol B.0.15 mol C.0.025 mol D.2.775 g
(分析) 平均100個(gè)水分子中溶有1個(gè)Cl-，平均100 mol水分子中就溶有1 molCl-.
100mol H2O~1 molCl-~
mol
CaCl2
100
x
x＝0.025 mol，m(CaCl2)＝0.025 mol×111 g·mol-1＝2.775 g.
答案：CD
同類(lèi)變式1 將3.22g芒硝(Na2SO4·10H2O)放入水中，要使溶液中每100個(gè)水分子中溶有1個(gè)Na+，需水的質(zhì)量為_(kāi)______.
答案：34.2 g
同類(lèi)變式2 已知Fe與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe+3Cl2
2FeCl3，若有 3mol電子轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是多少克?
答案：56 g
探索與創(chuàng)新題
例8 氯化鈉與氯化鎂的混合物中，已知其鈉離子與鎂離子的物質(zhì)的量之比為3:2，求：
(1)混合物中兩種物質(zhì)的質(zhì)量比；
(2)如果混合物中共有28 mol的Cl-，求混合物中氯化鈉和氯化鎂的質(zhì)量.
(分析) 將鈉離子與鎂離子的物質(zhì)的量之比轉(zhuǎn)換為氯化鈉和氯化鎂的物質(zhì)的量之比，由摩爾質(zhì)量求出其質(zhì)量比，由電荷守恒，推導(dǎo)出Na+、Mg2+、Cl-的物質(zhì)的量之比，進(jìn)一步計(jì)算出當(dāng)混合物中共有28molCl-時(shí)，混合物中氯化鈉和氯化鎂的物質(zhì)的量，再計(jì)算出它們的質(zhì)量.
解：(1)由NaCl、MgCl2的組成可知
n(NaCl)：n(MgCl2)＝n(Na+)：n(Mg2+)＝3：2.
m(NaCl)：m(MgCl2)=n(NaCl)·M(NaCl)：n(MgCl2)·M(MgCl2)
＝3 mol×58.5 g/mol:2 mol×95 g/mol
＝351:380.
(2)由Na+-Cl-，Mg2+-2Cl-知：
n(Na+):2(Mg2+):n(Cl-)＝3:2:(3+2×2)＝3:2:7.
當(dāng)混合物中共有28 molCl-時(shí)：
n(NaCl)=28
mol×
=12 mol，
n(MgCl2)=28 mol×
=8 mol.
所以m(NaCl)＝n(NaCl)·M(NaCl)
＝12 mol×58.5 g/mol＝702 g.
m(MgCl2)＝n(MgCl2)·M(MgCl2)
＝8 mol×95 g/mol＝760 g.
答：略.
易錯(cuò)與疑難題
例9 下列說(shuō)法中，正確的是 ( )
A.硫酸的摩爾質(zhì)量是98g
B.18g水中含有1 mol水
C.O2的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其式量
D.1 mol一氧化碳的質(zhì)量為28 g/mol
錯(cuò)解：BD
(分析) A項(xiàng)中硫酸的摩爾質(zhì)量的單位應(yīng)是g/mol；B項(xiàng)中18 g水是從宏觀角度表示一定量的水，而后半部分要從微觀角度表示，表明一定量的物質(zhì)時(shí)，要做到二者在科學(xué)上的統(tǒng)一，即宏觀物質(zhì)中含有微觀粒子，使用“摩爾”這一單位表示微粒多少應(yīng)寫(xiě)明微粒符號(hào)--1 molH2O；D項(xiàng)中1 mol CO的質(zhì)量是NA個(gè)CO的總質(zhì)量，其單位應(yīng)是“g，而不是“g/mol”，它的由來(lái)是1 mol×28 g/mol＝28g.
正解：C
例10 下列說(shuō)法中，正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) ( )
A.0.5 mol氮?dú)庵泻?.5 NA個(gè)N原子
B.32g氧氣中含有的氧原子數(shù)為2NA
C.1 mol氫氣中含有的電子數(shù)為NA
D.1 mol硫酸在水溶液中電離出的離子約為1.806×1024個(gè)
錯(cuò)解：AC
(分析) A項(xiàng)中，在1個(gè)氮分子中有2個(gè)N原子，故0.5 molN2中有1 mol N原子，即NA個(gè)N原子；C項(xiàng)中1個(gè)氫分子由2個(gè)H原子構(gòu)成。1個(gè)H原子中有1個(gè)電子，故在1 mol H2中有2 mol電子，所以1 mol H2中有2NA個(gè)電子.
正解：BD
小結(jié) 在計(jì)算微粒個(gè)數(shù)時(shí)，忽略化學(xué)式中的角標(biāo)是常見(jiàn)的錯(cuò)誤，在練習(xí)中一定要仔細(xì)審題，看清已知是什么微粒，要求的是什么微粒，在計(jì)算時(shí)不忘考慮角標(biāo)、系數(shù)，就可避免錯(cuò)誤.
例11 在60g碳中，所有碳原子的最外層電子數(shù)共為_(kāi)___.
錯(cuò)解：1.806×1025
(分析) 錯(cuò)誤原因：解題思路正確，但由于審題不仔細(xì)，最后計(jì)算得出的是60 g碳的技外電于總數(shù).
由n(C)= 
N(C)＝n(C)·NA＝5 mol×6.02×1023 mol-1＝3.01×1024，
可得N(e-)＝3.01×1024×4＝1.204×1025.
正解：1.204×1025
例12 設(shè)一個(gè)12C原子的質(zhì)量為ag，一個(gè)R原子的質(zhì)量為bg，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則R的相對(duì)原子質(zhì)量可表示為 ( )
A. 
B. 
C.aNA D.bNA
錯(cuò)解：B
(分析) 僅僅從相對(duì)原子質(zhì)量的定義角度考慮問(wèn)題就會(huì)漏選.我們知道1 mol任何物質(zhì)的質(zhì)量，如果以克為單位，數(shù)值上等于該物質(zhì)的式量；那么我們能不能算出1 mol R原子的質(zhì)量呢?1 mol R原子有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)原子，而每個(gè)R原于的質(zhì)量又是bg，所以1 mol R原子的質(zhì)量為NA b g，故R原子的相對(duì)原子質(zhì)量又可以用bNA表示，則D項(xiàng)也正確.
正解：BD
例13 下列物質(zhì)在溶液中電離出的Cl-數(shù)與1mol CaCl2電離出的C1-數(shù)相同的是 ( )
A.2 mol KClO3 B.1 mol KCl
C.1 mol MgCl2 D.2 mol AlCl3
錯(cuò)解：AC
(分析) 其實(shí)在A項(xiàng)中，KClO3不能電離出Cl-，只能電離出ClO-3，其電離方程式為：KClO3＝K++ClO-3.
正解：C
0.10 mol m(H2SO4)
解得 m(H2SO4)=4.9 g.
答：需要H2SO4的質(zhì)量是4.9 g.
典例剖析 經(jīng)典例題
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用題
例1 下列說(shuō)法中，正確的是 ( )
A.6.02×1023個(gè)12C原子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)
B.1 mol氧的質(zhì)量是32 g
C.氫原子的摩爾質(zhì)量是1.008g
D.4.9 g H2SO4是0.05 mol H2SO4
(分析) 阿伏加德羅常數(shù)與近似值不能等同，A項(xiàng)錯(cuò)；“1 mol氧”指代不明確，不符合摩爾的使用要求，B項(xiàng)錯(cuò)；摩爾質(zhì)量的單位應(yīng)是g/mol，C項(xiàng)錯(cuò).
答案：D
例2 NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法中，正確的是 ( )
A.2.4g金屬鎂變成鎂離子時(shí)失去的電子數(shù)為0.1NA
B.2 g氫氣中含有的原子數(shù)為NA
C.3.01×1023個(gè)氮分子中含有的原子數(shù)為NA
D.17 g氨氣中含有的電子數(shù)為10NA
(分析) 2.4 gMg的物質(zhì)的量為0.1 mol，而1 molMg變成Mg2+時(shí)失去2 mol 電子，所以2.4 g Mg應(yīng)失去0.1×2 mol電子，即為0.2NA，故A項(xiàng)錯(cuò)；H2為雙原子分子，2g氫氣，即1molH2，應(yīng)含有2mol H，原子個(gè)數(shù)為2NA，故B項(xiàng)錯(cuò)；N2為雙原于分子，3.01×1023個(gè)氫分子中所含原于數(shù)應(yīng)為2×3.01×1023，即NA，故C項(xiàng)正確；D中17 gNH3的物質(zhì)的量為1 mol，含有的電子數(shù)為1ONA，D項(xiàng)正確.
答案：CD
小結(jié) 本題意在考查“微粒數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量”等概念間的關(guān)系，同時(shí)要求學(xué)生理解由個(gè)數(shù)比向物質(zhì)的量之比的轉(zhuǎn)化，如我們知道1個(gè)Mg變成Mg2+時(shí)失去2e-，那么1 mol Mg變成Mg2+時(shí)，將失去2 mol e-.
例3 某固體僅由一種元素組成，其密度為5g/cm3，用射線研究該固體的結(jié)果表明：在棱長(zhǎng)為1×10-7cm的立方體中含有20個(gè)原子，則該元素的相對(duì)原子質(zhì)量約為 ( )
A.32 B.65 C.120 D.150
(分析) 要求該元素的相對(duì)原子質(zhì)量，亦即先求1 mol該元素原子的質(zhì)量，即6.02×1023個(gè)該元素原子的質(zhì)量.由題意知，20個(gè)原子的質(zhì)量m＝ρV=5g/cm3×(1×10-7cm)3＝5×10-21 g，故1mol該元素原子的質(zhì)量約為6.02×1023×
＝150g，所以該該元素的摩爾質(zhì)量約為150g/mol，該元素的相對(duì)原子質(zhì)量約為150.
答案：D
小結(jié) 解此題的思路是以“物質(zhì)的量”作橋梁，借“摩爾質(zhì)量”來(lái)“引渡”.
同類(lèi)變式 下列敘述中，正確的是 ( )
A.摩爾是計(jì)量物質(zhì)的量的單位，每摩爾物質(zhì)含有6.02×1023個(gè)分子
B.1 mol氧的質(zhì)量為16 g
C.0.5 mol He中約含有6.02×1023個(gè)電子
D.2H既可表示2個(gè)氫原子又可表示2 mol氫原子
答案：C
綜合應(yīng)用題
例4 已知化學(xué)反應(yīng)：MnO2+4HCl(濃) 
MnCl2+Cl2↑+2H2O，填寫(xiě)下列空白：
(1)若反應(yīng)中有4 mol e-轉(zhuǎn)移，則被氧化的HCl為_(kāi)_____mol，生成的Cl2為 _____mol.
(2)若被還原的氧化劑為1 mol，參加反應(yīng)的H+數(shù)為_(kāi)_______.
(分析) 對(duì)于該反應(yīng)從氧化還原反應(yīng)的角度分析如下：
反應(yīng)中的氧化劑是MnO2，還原劑是HCl，參加反應(yīng)的HCl只有一半作還原劑，被氧化.每轉(zhuǎn)移2個(gè)e-，有2個(gè)HCl被氧化，生成1個(gè)C12；那么，每轉(zhuǎn)移2mol e-，有 2 mol HCl被氧化，生成1 mol Cl2.
對(duì)于該反應(yīng)再?gòu)碾x子反應(yīng)的角度分析如下：
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
每有1個(gè)MnO2被還原，參加反應(yīng)的H+為4個(gè)；那么，每有1 mol MnO2被還原，參加反應(yīng)的H+為4 mol，N(H+)＝4 mol×6.02×1023mol-1＝2.41×1024.
答案：(1)4；2 (2)2.41×1024
小結(jié) 反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子數(shù)之間的比例是一定值，故首先找出二者之間的比例關(guān)系，再以此為基礎(chǔ)來(lái)解題.
例5 有A、B、C三種一元堿，它們的相對(duì)分子質(zhì)量之比為3:5:7.如果把7 mol A、5 mol B和3 mol C均勻混合，取5.36 g混合堿，恰好能中和0.15 mol的HCl.試求A、B、C的相對(duì)分子質(zhì)量各是多少？
(分析) 根據(jù)一元堿(設(shè)化學(xué)式為MOH)與HCl的反應(yīng)的化學(xué)方程式：MOH+HCl＝MCl+H2O，酸和堿恰好中和，說(shuō)明MOH總的物質(zhì)的量等于HCl的物質(zhì)的量，即等于0.15mol.故混合堿的物質(zhì)的量為0.15 mol.
解：設(shè)三種一元堿A、B、C的相對(duì)分子質(zhì)量分別為3x，5x，7x，則三種一元堿的摩爾質(zhì)量分別為3xg/mol，5x g/mol，7x g/mol，根據(jù)所取混合堿的質(zhì)量之和為5.36 g，可得
6.02×1023)： (6.02×1023) ： (6.02×1023)
物質(zhì)的量之比 1 ： 1 ： 1
式量 32 ： 32 ： 64
質(zhì)量 32份 ： 32份 ： 64份
分析上述關(guān)系不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)化學(xué)方程式中的不同物質(zhì)使用不同的單位時(shí)，其數(shù)值之間也存在著一定的比例關(guān)系.如：
S+O2SO2
32 g 1 mol 1 mol
32 g 32 g 1 mol
1 mol 32 g 1 mol
在具體進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，不同的物質(zhì)可采用不同的單位.
[注意]①左右數(shù)量要相當(dāng)；②上下單位要一致.
例如：完全中和0.10 mol NaOH，需要H2SO4的質(zhì)量是多少?
(分析) NaOH與H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O
在該反應(yīng)中，參加反應(yīng)的NaOH與H2SO4的物質(zhì)的量之比為：
n (NaOH):n (H2SO4)＝2 mol:1 mol，
1 molH2SO4的質(zhì)量是98g，若用98gH2SO4代替1 molH2SO4，則以下比例式仍然成立：
n(NaOH):m(H2SO4)＝2 mol:98 g，
因此，本題可將物質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算中，直接求得 H2SO4的質(zhì)量.
解：2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O
2 mol 98 g
2.化學(xué)式和式量
用元素符號(hào)表示物質(zhì)組成的式子叫做化學(xué)式.如O2、H2O、CO2、MgO、NaCl分別表示了氧氣、水、二氧化碳、氧化鎂、氯化鈉的組成，有的化學(xué)式僅能表示有關(guān)物質(zhì)的組成，如NaCl；也有的化學(xué)式不僅能表示這種物質(zhì)的組成，同時(shí)也能表示這種物質(zhì)的分子構(gòu)成，這種化學(xué)式也叫做分子式，如H2O既是水的化學(xué)式，也是水的分子式.
化學(xué)式中各原子的相對(duì)原子質(zhì)量的總和就是式量.若化學(xué)式同時(shí)又是分子式，則式量也叫做相對(duì)分子質(zhì)量.
知識(shí)詳解
知識(shí)點(diǎn)1 摩爾
Ⅰ物質(zhì)的量(重點(diǎn)、難點(diǎn))
我們都知道，構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子是分子、原子、離子以及質(zhì)子、中子、電子等.這些單個(gè)粒子既不能用肉眼看到，又難于稱(chēng)量；可是由這些粒子構(gòu)成的宏觀物質(zhì)既看得見(jiàn)，又可稱(chēng)量，那么在微觀的粒子數(shù)量與可稱(chēng)量的宏觀物質(zhì)之間存在著哪些必然的聯(lián)系呢?
原子是化學(xué)變化中的最小粒子，在化學(xué)反應(yīng)中其數(shù)量和質(zhì)量是不變的.因此，在化學(xué)反應(yīng)中原子、離子、分子等粒子之間是按著一定簡(jiǎn)單整數(shù)比相互反應(yīng)的.例如，豆粒般大小的金屬鈉中含有多少個(gè)鈉原子(Na)?它們?cè)诳諝庵腥紵缮啥嗌賯�(gè)過(guò)氧化鈉(Na2O2)?為了探索微觀粒子數(shù)量與宏觀物質(zhì)的可稱(chēng)量性之間的內(nèi)在聯(lián)系，科學(xué)上采用“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量把一定數(shù)目的原子、分子或離子等微觀粒子與可稱(chēng)量的物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)(如圖3-1所示).
[說(shuō)明] 在定量表示物質(zhì)的某些物理性質(zhì)時(shí)，往往要使用物理量，如質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間等，都是常用的基本物理量.與質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間等一樣，“物質(zhì)的量”也是一種基本物理量.
① 物質(zhì)的量是有關(guān)的國(guó)際科學(xué)專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，為了適應(yīng)研究和學(xué)習(xí)的需要，而規(guī)定的基本物理量，它是現(xiàn)今國(guó)際上通用的七個(gè)基本物理量之一，這七個(gè)基本物理量的名稱(chēng)和代號(hào)見(jiàn)下表.
|
名稱(chēng) |
長(zhǎng)度 |
質(zhì)量 |
時(shí)間 |
電流 |
熱力學(xué)溫度 |
發(fā)光強(qiáng)度 |
物質(zhì)的量 |
|
代號(hào) |
L或L |
M |
t |
I |
T |
I |
n |
②從物質(zhì)的量設(shè)立的目的來(lái)看，物質(zhì)的量實(shí)際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體.這個(gè)集體的組成者是粒子，這種集體有大有小，也就是集體內(nèi)的粒子數(shù)目有多有少；因此，物質(zhì)的量是專(zhuān)門(mén)用于計(jì)量粒子數(shù)目的物理量.
③“物質(zhì)的量”四個(gè)字如同電流強(qiáng)度、發(fā)光強(qiáng)度、熱力學(xué)溫度等名稱(chēng)一樣，是一個(gè)固定的詞組，由固定的字?jǐn)?shù)組成，在讀、寫(xiě)、用時(shí)，不能隨意地簡(jiǎn)化或增添任何字，更不能按字面意義把物質(zhì)的量當(dāng)做表示物質(zhì)數(shù)量或質(zhì)量多少的量.
④任何一個(gè)物理量都有相應(yīng)的單位，如質(zhì)量的單位有千克、長(zhǎng)度的單位有米、時(shí)間的單位有秒等.同理，物質(zhì)的量也是有單位的.
Ⅱ摩爾(mol)(重點(diǎn)、難點(diǎn))
1971年，在由41個(gè)國(guó)家參加的第十四屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上決定用”摩爾”作為計(jì)量原子、分子或離子等微觀粒子的“物質(zhì)的量”的單位，摩爾又簡(jiǎn)稱(chēng)摩，符號(hào)為mol.
[說(shuō)明] ①質(zhì)量和千克是兩個(gè)既有密切聯(lián)系又有不同內(nèi)涵的概念，質(zhì)量屬于物理量，千克是質(zhì)量的單位.同理，物質(zhì)的量和摩爾也是兩個(gè)既有密切聯(lián)系又有不同內(nèi)涵的概念，物質(zhì)的量屬于物理量，摩爾是物質(zhì)的量的單位.七種基本物理量都有相應(yīng)的單位，具體內(nèi)容見(jiàn)下表.
|
物理量 |
單位名稱(chēng) |
單位符號(hào) |
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長(zhǎng)度 |
米 |
M |
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質(zhì)量 |
千克 |
Kg |
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時(shí)間 |
秒 |
S |
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電流 |
安(培) |
A |
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熱力學(xué)溫度 |
開(kāi)(爾文) |
K |
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物質(zhì)的量 |
摩(爾) |
Mol |
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發(fā)光強(qiáng)度 |
坎(德拉) |
Cd |
②“微觀粒子”是指構(gòu)成物質(zhì)的基本單位，這一基本單位可以是分子、原子、離子、質(zhì)子、中子和電子等微粒，也可以是它們的特定組合.即凡是可以使用化學(xué)式表示的微觀粒子或它們的特定組合，都可以使用摩(爾)來(lái)量度，如NaCl、NH4NO3等，而不是指米粒、西瓜、蘋(píng)果、汽車(chē)、人等宏觀物體.
③物質(zhì)的量這個(gè)物理量只適用于微觀粒子，使用摩爾作單位表示物質(zhì)的量時(shí)，應(yīng)該用化學(xué)式指明粒子的種類(lèi)，嚴(yán)禁指代不明確，如：可以表示1 mol H2、1 mol H、 1 mol H+，但不可以表示1 mol氫、1 mol氧等；還應(yīng)明確微粒的內(nèi)在聯(lián)系，如1 mol Al2(SO4)3中含2 mol Al3+、3 mol SO2-4；1 mol Na+中含11 mol質(zhì)子、 10 mol電子等.
① 每一個(gè)基本物理量的單位都有它的標(biāo)準(zhǔn)，如質(zhì)量的單位--千克的標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際千克原器，即國(guó)際千克原器的質(zhì)量就是1千克.“摩爾”的標(biāo)準(zhǔn)是：如果在一定量的粒子集體中所含有的粒子數(shù)與0.012 kg12C中所含有的碳原子數(shù)相同，該粒子的物質(zhì)的量就是1 mol，元素相對(duì)原子質(zhì)量的定義，是以12C原子的實(shí)際質(zhì)量的1/12作為規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，由于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，就將絕對(duì)質(zhì)量和相對(duì)質(zhì)量統(tǒng)一起來(lái)，從而將可稱(chēng)量的宏觀物質(zhì)同微觀粒子的數(shù)目聯(lián)系起來(lái).
質(zhì)量度 物理的量 粒子數(shù)
由摩爾的標(biāo)準(zhǔn)可知，1 mol任何粒子的粒子數(shù)與0.012kg12C中所含有的碳原子數(shù)都相等.
⑤碳元素的原子有多種。12C原子是原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子的一種碳原子.
⑥在理論上，0.012 kg12C中所含有的碳原子數(shù)是一個(gè)客觀存在且十分精確的數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中這個(gè)數(shù)字需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出.科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，在0.012 kg 12C中所含有的碳原子數(shù)約為6.02×1023.因此，摩爾這個(gè)物質(zhì)的量的單位與其所含有的粒子數(shù)目之間的關(guān)系，�？杀磉_(dá)為：
1 mol O中約含有6.02×1023個(gè)O；
1 mol H2O中約含有6.02×1023個(gè)H2O；
1 molNa+中約含有6.02×1023個(gè)Na+；
1 mol SO2-4中約含有6.02×1023個(gè)SO2-4；
1 mol NaOH中約含有6.02×1023個(gè)NaOH；
1 mol e-(電子)中約含有6.02×1023個(gè)e-；
即：1 mol任何粒子的粒子數(shù)目都約為6.02×1023.
Ⅲ阿伏加德羅常數(shù)(重點(diǎn))
定義：1 mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù).
[說(shuō)明] ①在“粒子的粒子數(shù)”中“粒子”二字連續(xù)出現(xiàn)了兩次，它們所指的是同種微粒，如：1 mol O2中的O2數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)，1 mol SO2-4 中的SO2-4數(shù)也叫做阿伏加德羅常數(shù)等；但1 molO2中的O數(shù)就不能叫做阿伏加德羅常數(shù)，1 mol O中的e-數(shù)也不能叫做阿伏加德羅常數(shù)等.
②符號(hào)：NA.
③數(shù)值：在理論上，阿伏加德羅常數(shù)是個(gè)客觀、準(zhǔn)確的數(shù)；但在實(shí)際上，由于受客觀條件的限制，阿伏加德羅常數(shù)的準(zhǔn)確值不能準(zhǔn)確測(cè)出。現(xiàn)測(cè)定NA=6.022943×1023 mol-1.誤差為1×10-6.在實(shí)際化學(xué)計(jì)算中常采用它的近似值6.02×1023 mol-1，所以NA與6.02×1023mol-1的關(guān)系如同π與3.14的關(guān)系一樣.
④單位：mol-1.
⑤物質(zhì)的量(n)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)與粒子數(shù)(N)三者之間的關(guān)系：
a.n、N與NA三者之間的函數(shù)關(guān)系式：n=
.常用于n與N之間的換算，換算的橋梁是NA.
b.N的單位是個(gè)，有時(shí)也不用單位，n的單位是mol，NA的單位是mol-1.
c.由于微粒的種類(lèi)多，組成復(fù)雜，所以在進(jìn)行有關(guān)n和N之間轉(zhuǎn)換的計(jì)算時(shí)，要注意微粒中還有微粒，弄清與計(jì)算相關(guān)的是哪種微粒.
例如：0.5 mol臭氧(O3)中含有O3的分子數(shù)約為_(kāi)_____，原子數(shù)約為_(kāi)_____，質(zhì)子數(shù)約為_(kāi)_____.
(分析) 將公式n=N NA變形，得N＝n·NA，再根據(jù)1個(gè)O3分子中含3個(gè)O原子，1個(gè)O3分子中含24個(gè)質(zhì)子，進(jìn)行運(yùn)算.習(xí)題中阿伏加德羅常數(shù)通常取6.02×1023 mol-1.
所以N(O3)＝n(O3)·NA＝0.5 mol×6.02×1023mol-1＝3.01×1023，
N(O)＝3N(O3)＝3×3.01×1023＝9.03×1023，
N(Z)＝24N(O3)＝24×3.01×1023＝7.224×1024.
答案：3.01×1023；9.03×1023；7.224×1024
又如：下列敘述中，正確的是 ( )
A.物質(zhì)的量及其單位--摩爾，是七個(gè)基本物理量之一
B.1 mol橘子中含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)橘子
C. mol任何粒子都含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)該種粒子
D.1 mol任何物質(zhì)中都含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)粒子
(分析) A項(xiàng)錯(cuò)，未指明是“國(guó)際單位制”中的七個(gè)基本物理量之一；B項(xiàng)錯(cuò)，物質(zhì)的量是一個(gè)表示微觀粒子的物理量，宏觀物質(zhì)中的個(gè)體，不屬于該物理量的計(jì)算范疇；C項(xiàng)正確，1 mol任何粒子(分子、原子、離子或電子等)都含有6.02×1023個(gè)相對(duì)應(yīng)的粒子；D項(xiàng)錯(cuò)，應(yīng)指明該物質(zhì)所含的粒于，如1 mol H2O中所含有的原子個(gè)數(shù)不等于NA.
答案：C
知識(shí)點(diǎn)2 摩爾質(zhì)量
�、穸x：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量.
�、蚍�(hào)：M.
�、髷�(shù)學(xué)表達(dá)式：M＝
.
Ⅳ單位：g/mol(或g·mol-1)和kg/mol(或kg·mol-1).
�、鯏�(shù)值：
(1)1mol微粒的質(zhì)量是有規(guī)律的，下面以1mol O的質(zhì)量為例進(jìn)行推導(dǎo).
�、僖粋�(gè)O原子與一個(gè)12C原子的質(zhì)量比為
② 1 molO與1 mol12C中所含有的原子數(shù)都為NA，則有
又知1 mol12C的質(zhì)量為12 g，則1 molO的質(zhì)量為16 g.
同理可推導(dǎo)：1 mol H的質(zhì)量為1 g；1 mol Na的質(zhì)量為23 g；mol Fe的質(zhì)量為56 g；1 mol H2的質(zhì)量為2 g；1 molO2的質(zhì)量為32 g；1 mol H2O的質(zhì)量為18g.
對(duì)于離子來(lái)說(shuō)，由于電子的質(zhì)量很小，當(dāng)原子得到或失去電子變成離子時(shí),電子的質(zhì)量可略去不計(jì).因此，1 mol Na+的質(zhì)量為23 g，1 mol Cl-的質(zhì)量為35.5 g，1 mol SO2-4的質(zhì)量為96 g.
[說(shuō)明] 1 mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位時(shí)，在數(shù)值上都與該粒子或物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量相等.
(2)摩爾質(zhì)量的數(shù)值.
�、倌栙|(zhì)量的單位取g/mol時(shí)，M＝Mrg/moI或M＝Arg/mol.
�、谀栙|(zhì)量的單位取kg/mol時(shí)，M=Mr×10-3kg/mol或M=Ar×10-3kg/mol.
[說(shuō)明] Mr為物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，Ar為原子的相對(duì)原子質(zhì)量.相對(duì)原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)原子的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的1/12的比值，所以12C的相對(duì)原子質(zhì)量為12，摩爾的標(biāo)準(zhǔn)正是巧選了12g12C所含的碳原子數(shù)，才有了原子摩爾質(zhì)量在以 g/mol作單位時(shí)，數(shù)值上等于原子的相對(duì)原予質(zhì)量的巧合出現(xiàn)，其他分子、離子也是如此.摩爾質(zhì)量和相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系分析見(jiàn)下表.
摩爾質(zhì)量和相對(duì)原子質(zhì)量，相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系
|
粒子 |
一個(gè)粒子的質(zhì)量 |
1 mol(6.02×1023個(gè))粒子的質(zhì)量 |
粒子的摩爾質(zhì)量 |
|
H |
1.674×10-24g |
1.674×10-24g×6.02×1023=1.0g |
1.0g/mol |
|
O |
2.657×10-24g |
2.657×10-24g×6.02×1022=16.0g |
16.0g/mol |
|
H2O |
2×1.674×10-24g+2.657×10-23g=2.992×10-23g |
2.992×10-23g×6.02×1023g=18.0g |
18.0g/mol |
例如：下列說(shuō)法中，正確的是 ( )
A.物質(zhì)的量相同的氣體單質(zhì)具有相同的原子數(shù)
B.鐵原子的摩爾質(zhì)量等于它的相對(duì)原子質(zhì)量
C.反應(yīng)前各反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和一定等于反應(yīng)后各生成物的物質(zhì)的量之和
D.一個(gè)氧原子的實(shí)際質(zhì)量等于
(分析) 物質(zhì)的量相同的氣體單質(zhì)，分子數(shù)一定相同，但氣體分子的組成是不同的，有的是單原子分子，如He、Ar等，有的是雙原子分子，如O2、N2等，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為56，其單位是1，通常不寫(xiě)，鐵的摩爾質(zhì)量是56 g/mol，二者的單位不一致，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變，原子個(gè)數(shù)也不變，所以反應(yīng)物的質(zhì)量總和一定等于生成物的質(zhì)量總和，但不同的物質(zhì)其摩爾質(zhì)量不同，因此，反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和不一定等于生成物的物質(zhì)的量之和.如H2+Cl2
2HCl，S+O2SO2，前者相等，后者不相等，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于1mol O的質(zhì)量為16g，1 mol
O中約含有6.02×1023個(gè)O，所以個(gè)氧原子的質(zhì)量為
g,D項(xiàng)正確.
答案：D
知識(shí)點(diǎn)3 有關(guān)物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、質(zhì)量和微粒數(shù)目的計(jì)算 (重點(diǎn)、難點(diǎn))
Ⅰ相關(guān)公式
(1)n=已知任意兩項(xiàng)就可以求得第三項(xiàng).
(2)M=
已知任意兩項(xiàng)就可以求得第三項(xiàng).
(3)m
N,通過(guò)n這個(gè)橋梁進(jìn)行m與N之間的換算.
Ⅱ三種計(jì)算關(guān)系的解析(見(jiàn)下表)
|
計(jì)算關(guān)系式(公式) |
主要應(yīng)用 |
注意事項(xiàng) |
 |
在n、N和NA中，已知任意兩項(xiàng)求第三項(xiàng) |
①有單位：mol-1 ②求n或N時(shí)：概念性問(wèn)題用 NA；數(shù)字性問(wèn)題用6.02 × 1023 mol-1，有時(shí)還要加“約”字 |
 |
①在M、n和m中，已知任意兩項(xiàng)求第三項(xiàng)②先求M，后求Mr |
M的單位取g/mol時(shí)，m的單位取g；M的單位取kg/mol時(shí)， m的單位取kg |
 |
①
在m、M、NA和N中，已知任意三項(xiàng)求第四項(xiàng) ②以n恒等列代數(shù)方程解決較復(fù)雜的問(wèn)題 |
①
重視n在m和N之間的橋梁作用 ②與N有關(guān)的問(wèn)題莫忽視微粒的組成和種類(lèi) |
例如：多少克尿素[(NH2)2CO]中所含的氮原子個(gè)數(shù)與15.8 g NH4Cl中所含的氮原子個(gè)數(shù)相同?
(分析) 若設(shè)所求的尿素的質(zhì)量為x，根據(jù)公式M＝mn，可求出n[(NH2) CO]和n(NH4Cl)，然后根據(jù)(NH2)2CO和NH4Cl中氮的物質(zhì)的量相等列代數(shù)方程，即可求解.
解：設(shè)尿素的質(zhì)量為x.
尿素與氯化銨中所含的氮原子個(gè)數(shù)相同，即2n[(NH2)2CO]＝n(NH4Cl).
解得 x=8.86g.
答：8.86g(NH2)2CO中所含的氮原子個(gè)數(shù)與15.8gNH4Cl中所含的氮原子個(gè)數(shù)相同.
知識(shí)點(diǎn)4 化學(xué)方程式中量的關(guān)系(重點(diǎn))
S + O2 SO2
分子數(shù)之比 1 ： 1 ： 1
1.原子和相對(duì)原子質(zhì)量
原子是化學(xué)變化中的最小微粒.
原子是一種微觀粒子，它具有一些不同于一般宏觀顆粒的特點(diǎn).如：在化學(xué)變化的范圍之內(nèi)原子是不可分割的；原子具有一定的質(zhì)量，但該質(zhì)量卻非常小，如12C原子的質(zhì)量?jī)H有1.993×10-26kg.
國(guó)際上規(guī)定，以12C原子的質(zhì)量的1/12作標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的比，就是這種原子的相對(duì)原子質(zhì)量.如12C原子的質(zhì)量為1.993×10-26kg，某氧原子的質(zhì)量為2.657×10-26kg，這種氧原子的相對(duì)原子質(zhì)量為：
4.培養(yǎng)學(xué)生演繹推理、歸納推理的能力.
本節(jié)重點(diǎn)：物質(zhì)的量及其單位、阿伏加德羅常數(shù)、有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算.
本節(jié)難點(diǎn)：物質(zhì)的量及其單位；摩爾質(zhì)量與相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系.
教材解讀 精華要義
相關(guān)鏈接
3.掌握物質(zhì)的量、微觀粒子數(shù)以及物質(zhì)質(zhì)量之間的相互換算.
2.理解摩爾質(zhì)量的概念及摩爾質(zhì)量與相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量之間的相互關(guān)系.
1.理解物質(zhì)的量及其單位--摩爾的含義；了解引入物質(zhì)的量及其單位--摩爾的重要性和必要性；懂得阿伏加德羅常數(shù)的含義.
10.
將Ba(OH)2溶液慢慢滴入50 mL 0.4 mol/L的H2SO4 溶液中，所得沉淀的質(zhì)量m與堿溶液的體積V的關(guān)系如
圖3-26所示.(反應(yīng)過(guò)程中體積變化忽略不計(jì))
(1)Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_____.
(2)B點(diǎn)時(shí)Ba2+的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)____.
(1) C點(diǎn)時(shí)OH-的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)____.
答案：10.(1)1.0 mol/L (2)0 (3)0.25 mol/L[提示：(1)由圖象知滴入20 mL Ba(OH)2 時(shí)恰好與H2SO4完全反應(yīng)，由化學(xué)方程式：Ba(OH)2+H2SO4
=BaSO4↓+ 2H2O，可知n(H2SO4)＝n[Ba(OH)2]，所以 c[Ba(OH)2]＝
＝1.0 mol/L.(2)月點(diǎn)時(shí)H2SO4與Ba(OH)2恰好完全反應(yīng)生成BaSO4沉淀，故Ba2+的物質(zhì)的量濃度為0.(3)C點(diǎn)時(shí)Ba(OH)2過(guò)量，c(OH-)=
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