1.通過對物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量概念的學(xué)習(xí),體會定量研究對化學(xué)科學(xué)的重要作用。2.通過物質(zhì)的量與微粒數(shù)、物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系的認(rèn)識,建立不可數(shù)微粒與可稱量質(zhì)量之間的聯(lián)系。3.通過物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量概念的認(rèn)知,能完成物質(zhì)的量、微粒數(shù)、物質(zhì)質(zhì)量間的簡單換算。
學(xué)習(xí)任務(wù)1　物質(zhì)的量的單位——摩爾
1.物質(zhì)的量(1)意義:一種可以把物質(zhì)的 、 等宏觀量與 、 或 等微觀粒子的數(shù)量聯(lián)系起來的物理量。(2)符號: 。2.物質(zhì)的量的單位——摩爾(1)定義:國際計(jì)量大會規(guī)定1 ml包含 個基本單元。(2)符號: 。
(3)計(jì)量對象: 、 或 等微觀粒子或 。
6.022 140 76×1023
6.02214076 ×1023ml-1
6.02 ×1023ml-1
4.物質(zhì)的量(n)、阿伏加德羅常數(shù)(NA)與微粒數(shù)(N)的關(guān)系: 。
物質(zhì)的量這一物理量說起來很陌生,其實(shí)在我們的生活中,可能已經(jīng)在悄悄地使用了。我們在描述物體數(shù)量的時候常常不用物體最基本的單元“個”表示,而是以特定數(shù)目的集合體作為一個描述對象。如三箱可樂(基本不會說72罐可樂)、10雙筷子(不說20支筷子),這里我們就把24罐可樂、兩只筷子分別作為一個計(jì)量和描述的單位。同理,我們在描述微觀粒子數(shù)量的時候,也可以把一定量的微粒數(shù)目(比如6.02×1023個)作為一個集合體,把這個特定的“微粒集合體”作為描述的基準(zhǔn),然后將任意物質(zhì)所含的微粒數(shù)目均表示為這個“微粒集合體”的多少倍,這樣就方便得多了。
問題1:化學(xué)上描述一定數(shù)目粒子集合體的物理量是什么?其單位是什么?
提示:化學(xué)上描述一定數(shù)目粒子集合體的物理量是物質(zhì)的量。物質(zhì)的量的單位是摩爾。
問題2:根據(jù)你對閱讀材料的理解,對比描述微觀微粒與可樂、筷子數(shù)量時的異同。
探究1　物質(zhì)的量與摩爾概念的理解與使用
問題3:1 ml小麥和1 ml氧的說法正確嗎?為什么?
提示:上述說法均不正確。物質(zhì)的量用來描述微觀微粒數(shù)量時,其單位——摩爾是一個數(shù)量巨大的微粒集合,只適用于微觀粒子,不能用來描述宏觀物質(zhì),故1 ml小麥的說法不正確;在使用摩爾描述微觀微粒時必須指明微粒的種類,要表達(dá)清楚是1 ml氧原子,還是1 ml氧分子。
問題4:0.5 ml CO2中含有的CO2分子數(shù)與原子數(shù)各為多少?
提示:分子數(shù)為0.5 ml×6.02×1023 ml-1=3.01×1023;原子總數(shù)為3.01×1023×3=9.03×1023。
探究2　物質(zhì)的量n與微粒數(shù)N的關(guān)系
問題5:一個500人的企業(yè)搞年慶,人均兩罐可樂。需要買多少箱呢(一箱有24罐可樂)?
問題6:微觀微粒數(shù)N、微觀微粒物質(zhì)的量n、NA分別與問題5中的哪些數(shù)據(jù)相似?
提示:微觀微粒數(shù)相當(dāng)于1 000罐;微觀微粒物質(zhì)的量相當(dāng)于42箱;NA相當(dāng)于24。
問題7:微觀微粒數(shù)N、微觀微粒物質(zhì)的量n、NA之間的關(guān)系是什么?
(1)NA是一個常數(shù),所以物質(zhì)的量n與微粒數(shù)目N之間可隨意換算。(2)NA近似表示為6.02×1023 ml-1,在表達(dá)微粒數(shù)目時可用nNA表示。
3.國際單位制的7個基本物理量及其單位
題點(diǎn)一　基本概念的理解
1.(2021·河南鄭州月考)下列關(guān)于物質(zhì)的量的說法中正確的是(　 　)A.摩爾是國際單位制中的一個物理量B.物質(zhì)的量是指物質(zhì)中所含微粒的個數(shù)C.物質(zhì)的量就是物質(zhì)的質(zhì)量D.物質(zhì)的量只能計(jì)量微觀粒子
解析:摩爾是物質(zhì)的量的單位,不是一個物理量,A錯誤;物質(zhì)的量是用阿伏加德羅常數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)來衡量微粒集體所含微粒數(shù)多少的物理量,B錯誤;物質(zhì)的量不是物質(zhì)的質(zhì)量,C錯誤;物質(zhì)的量是國際單位制中的一個物理量,只能用于計(jì)量微觀粒子,D正確。
2.(2021·北京海淀期中)下列關(guān)于“摩爾”的說法正確的是(　 　)A.摩爾是一個物理量B.摩爾是表示物質(zhì)的量C.摩爾是物質(zhì)的量的單位D.摩爾是表示物質(zhì)數(shù)量的單位
解析:摩爾不是物理量,它是物理量——物質(zhì)的量的單位,故A錯誤;摩爾是物質(zhì)的量的單位,故B錯誤;摩爾是物質(zhì)的量的單位,故C正確;摩爾是物質(zhì)的量的單位,不是表示物質(zhì)的數(shù)量的單位,故D錯誤。
3.下列關(guān)于阿伏加德羅常數(shù)的說法錯誤的是(　 　)×1023就是阿伏加德羅常數(shù) kg 12C含有的碳原子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)C.含有阿伏加德羅常數(shù)個粒子的物質(zhì)的量是1 mlD.1 ml氨氣所含的原子數(shù)約為2.408×1024
解析:阿伏加德羅常數(shù)是指0.012 kg 12C含有的碳原子數(shù),單位是ml-1,其近似值為6.02×1023 ml-1,故A錯誤,根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)的定義知,0.012 kg 12C含有的碳原子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù),故B正確;阿伏加德羅常數(shù)的定義,含有阿伏加德羅常數(shù)個粒子的物質(zhì)的量是1 ml,故C正確;1 ml氨氣的原子個數(shù)約為1 ml×4×6.02×1023 ml-1=2.408×1024,故D正確。
4.(2022·河北廊坊月考)下列各物質(zhì)所含原子個數(shù)按由大到小的順序排列的是(　 　)①0.5 ml NH3?、? ml He?、?.5 ml H2O　④0.2 ml H3PO4A.②③④① B.①④③② C.④③②① D.①④②③
解析:①1個氨氣分子中含有四個原子,則0.5 ml NH3中含有原子的物質(zhì)的量為0.5 ml×4=2 ml;②1個He分子中只有一個原子,則1 ml He中含有原子的物質(zhì)的量為1 ml×1=1 ml;③一個水分子中含有三個原子,則0.5 ml H2O中含有原子的物質(zhì)的量為0.5 ml×3=1.5 ml;④一個磷酸分子中含有8個原子,則0.2 ml H3PO4中含有原子的物質(zhì)的量為0.2 ml×8=1.6 ml;原子物質(zhì)的量越大,則原子數(shù)越多,因此所含原子個數(shù)按由大到小的順序?yàn)棰佗堍邰凇?br/>5.(2021·黑龍江大慶期中)物質(zhì)的量相等的一氧化碳和二氧化碳比較,下列有關(guān)敘述中正確的是(　 　)①所含的分子數(shù)目之比為1∶1②所含的氧原子數(shù)目之比為1∶2③所含的原子總數(shù)目之比為2∶3④所含的質(zhì)子數(shù)目之比為7∶11⑤所含的電子數(shù)目之比為7∶11A.①② B.②③C.④⑤ D.①②③④⑤
解析:根據(jù)N=n·NA可知,當(dāng)氣體的物質(zhì)的量相等時,兩者含有的分子數(shù)相等,故它們所含的分子數(shù)目之比為1∶1,①正確;由于1個CO分子中含有1個O原子,1個CO2分子中含有2個O原子,兩者的物質(zhì)的量相等,它們的分子數(shù)相等,則它們所含的氧原子數(shù)目之比為1∶2,②正確;兩者分子數(shù)相等,則所含的原子總數(shù)目之比為2∶3,③正確;一個CO分子中含有6+8=14(個)質(zhì)子,一個CO2分子中含有6+8×2=22(個)質(zhì)子,所以兩者所含質(zhì)子數(shù)目之比為14∶22=7∶11,④正確;1個CO分子中含有14個電子,1個CO2分子中含有22個電子,兩者分子數(shù)相同,因此它們所含的電子數(shù)目之比為14∶22=7∶11,⑤正確;所以①②③④⑤都正確,故D符合題意。
6.a ml H2SO4中含有b個氧原子,則阿伏加德羅常數(shù)可以表示為(　 　)
1.摩爾質(zhì)量(1)定義: 的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。(2)符號為 。(3)常用單位為 或 。(4)數(shù)值:摩爾質(zhì)量以g·ml-1為單位時,在數(shù)值上等于該粒子的 或 。2.物質(zhì)的量、質(zhì)量和摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系: 。
在生活、科研中經(jīng)常要測量一些質(zhì)量很小的顆粒的質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域,千粒重就被作為衡量一個作物品種是否優(yōu)良的重要指標(biāo),也常常用于農(nóng)作物產(chǎn)量的一個預(yù)測指標(biāo)。那么這個指標(biāo)的意義是什么呢?其實(shí)還是為了表達(dá)作物一粒種子的質(zhì)量。由于一粒種子質(zhì)量太小,不易測定或者測定的結(jié)果誤差較大,人們就測定1 000粒種子的質(zhì)量,從而得出一粒種子的質(zhì)量。你能從這里得到啟發(fā),測定常見的鐵原子、水分子的質(zhì)量嗎?
問題1:如圖,請你設(shè)計(jì)一種稱量一個雞蛋質(zhì)量的簡單方案。
提示:先稱取一盤雞蛋的質(zhì)量,結(jié)合雞蛋的數(shù)量就可以計(jì)算出一個雞蛋的質(zhì)量。
問題2:一種粒子的摩爾質(zhì)量就是1 ml該粒子的質(zhì)量,這種說法對嗎?為什么?
提示:不對。摩爾質(zhì)量的單位是g·ml-1或kg·ml-1,物質(zhì)的質(zhì)量的單位是g或kg。兩者的意義不同,當(dāng)摩爾質(zhì)量以g·ml-1為單位,質(zhì)量以g為單位時,兩者僅僅在數(shù)值上相等。
探究1　摩爾質(zhì)量的意義
問題3:H2O的相對分子質(zhì)量、H2O的摩爾質(zhì)量、1 ml H2O的質(zhì)量三者之間有什么樣的關(guān)系?
提示:對于水分子而言,三種物理量分別為18、18 g·ml-1、18 g。三者是三個不同的物理量,僅僅在數(shù)值上相等。
問題4:如果知道了一個水分子的質(zhì)量為a g,能表示出水的摩爾質(zhì)量嗎?
提示:根據(jù)摩爾質(zhì)量的定義,1 ml也就是NA個水分子的質(zhì)量就是摩爾質(zhì)量,所以是aNA g·ml-1。
問題5:16 g O2中含有的氧原子數(shù)是多少?
問題6:1個X原子的質(zhì)量為a g,1個12C原子的質(zhì)量為b g,NA為阿伏加德羅常數(shù),如何用已知數(shù)據(jù)表示該原子的摩爾質(zhì)量?
摩爾質(zhì)量及其計(jì)算1.摩爾質(zhì)量概念的認(rèn)識(1)以g·ml-1為單位時,摩爾質(zhì)量只是在數(shù)值上與相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量相等,但其內(nèi)涵和單位是不同的。(2)對于指定的物質(zhì)來說,其摩爾質(zhì)量的值是一個定值,不隨物質(zhì)的物質(zhì)的量的多少而改變。(3)對于混合物來說,該混合物的摩爾質(zhì)量就是該混合物的平均摩爾質(zhì)量。
(2)已知一個分子的質(zhì)量時:M=m(分子)×NA。
1.(2021·河北石家莊期中)下列說法中正確的是(　 　)A.1 ml O2質(zhì)量為32 g·ml-1B.1 ml OH-的質(zhì)量為17C.CO2的相對分子質(zhì)量為44 gD.H2O的摩爾質(zhì)量為18 g·ml-1
解析:1 ml氧氣的質(zhì)量為32 g,故A錯誤;1 ml氫氧根離子的質(zhì)量為17 g,故B錯誤;二氧化碳的相對分子質(zhì)量為44,故C錯誤;水的摩爾質(zhì)量為18 g·ml-1,故D正確。
題點(diǎn)一　摩爾質(zhì)量的意義
2.(2021·福建福州月考)下列有關(guān)青蒿素(化學(xué)式:C15H22O5)的敘述正確的是( 　)A.青蒿素的摩爾質(zhì)量為×1023個青蒿素分子的質(zhì)量約為282 gC.1 ml青蒿素的質(zhì)量為282 g·ml-1D.282 g青蒿素中含有15個碳原子
題點(diǎn)二　摩爾質(zhì)量的相關(guān)計(jì)算
3.(2021·寧夏銀川月考)32.2 g的Na2SO4·10H2O物質(zhì)的量為(　 　) ml mlC.1 ml D.0.1 ml
4.(2021·福建莆田檢測)下列物質(zhì)的物質(zhì)的量最大的是(　 　)A.1 g H2　B.11 g CO2C.8 g O2D.4.5 g H2O
1.誤認(rèn)為物質(zhì)的量表示物質(zhì)的數(shù)量,其實(shí)物質(zhì)的量是一個專用于微觀微粒數(shù)量計(jì)量的物理量。2.誤認(rèn)為摩爾是一個物理量,其實(shí)摩爾只是物理量——物質(zhì)的量的單位。3.誤認(rèn)為阿伏加德羅常數(shù)只是一個數(shù)值,其實(shí)阿伏加德羅常數(shù)有自己的單位 ml-1。4.誤認(rèn)為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量等于該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量,其實(shí)兩者僅僅在摩爾質(zhì)量的單位為g·ml-1時在數(shù)值上相等。5.誤認(rèn)為1 ml H2O的摩爾質(zhì)量是18 g,其實(shí)對于水而言,其摩爾質(zhì)量在單位為g·ml-1時數(shù)值是一個定值(18)。
2015年,我國科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)青蒿素而榮獲諾貝爾獎。屠呦呦的團(tuán)隊(duì)從1969年開始,經(jīng)歷了青蒿素的提取、分離提純、組成測定、結(jié)構(gòu)測定、人工合成。在此基礎(chǔ)上又陸續(xù)合成了雙氫青蒿素、蒿甲醚,后者是抗氯喹惡性瘧疾及兇險(xiǎn)型瘧疾的高效藥物。
(1)0.5 ml青蒿素分子中,各組成原子的個數(shù)分別是多少?
答案:(1)N(C)=7.5NA,N(H)=11NA,N(O)=2.5NA
解析:(1)0.5 ml青蒿素分子中含有n(C)=7.5 ml,n(H)=11 ml,n(O)=2.5 ml。其原子個數(shù)分別為N(C)=7.5NA,N(H)=11NA,N(O)=2.5NA。
(2)80 g氧氣與多少克的雙氫青蒿素分子含有的氧原子數(shù)相等?
答案:(2)284 g
(3)等質(zhì)量的三種藥品,含有的分子個數(shù)之比是多少?

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