物质的量
理解摩尔与阿伏加德罗常数的含义,用微粒数除以阿伏加德罗常数求物质的量;由摩尔质量数值上等于相对原子质量或相对分子质量,用质量除以摩尔质量计算;认识标准状况下气体摩尔体积约为 22.4 L·mol⁻¹,据此换算气体体积;结合甲烷燃烧理解计量数之比即物质的量之比。
这一页讲的是必修第一册 第1章 化学研究的天地 · 物质的量里的「物质的量」,教材要求做到:能换算给定物质的微粒数、质量与标准状况下的气体体积。。它不是凭空出现的——要先会「物质的分类」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「化学中常用的实验方法」。下面配了 8 道诊断题,其中基础 3 道、进阶 5 道,答案与解析全部公开;先自己做一遍,再对照解析找断点。
掌握标准
- 能换算给定物质的微粒数、质量与标准状况下的气体体积。
- 能用化学方程式中计量数之比等于物质的量之比进行简单计算。
先修关系
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诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)
第 1 题 基础
下列关于物质的量及其单位的说法中,正确的是( )
- 物质的量就是物质的质量,二者含义完全相同
- 1 mol 任何粒子的集合体都约含 6.02×10²³ 个粒子
- 摩尔是国际单位制中的一个基本物理量
- 1 mol 氢的质量一定为 1 g
看答案与解析
答案:B
解析:物质的量是表示一定数目粒子集合体的物理量,质量是表示物体所含物质多少的物理量,二者不是同一概念,A 错误;摩尔只是物质的量的单位,不是物理量本身,C 错误;使用摩尔时必须指明具体微粒,1 mol 氢未说明是氢分子还是氢原子,质量无法确定,D 错误;1 mol 任何粒子的集合体都约含 6.02×10²³ 个粒子,B 正确。故选 B。
第 2 题 基础
下列关于摩尔质量的说法中,正确的是( )
- 摩尔质量的单位是 g,与质量的单位相同
- 摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量,单位是 g·mol⁻¹
- 水的摩尔质量为 18 g
- 物质的质量越大,其摩尔质量就越大
看答案与解析
答案:B
解析:摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是 g·mol⁻¹,而质量的单位是 g,A、C 都把单位写成了 g,错误;摩尔质量的数值等于该物质的相对原子质量或相对分子质量,这是由摩尔与相对原子质量的基准统一决定的,B 正确;摩尔质量是物质本身的属性,不随所取质量的大小而改变,D 错误。故选 B。
第 3 题 进阶
在 0.5 mol 硫酸(H2SO4)中,所含氧原子的数目约为( )
- 3.01×10²³
- 6.02×10²³
- 1.204×10²⁴
- 2.408×10²⁴
看答案与解析
答案:C
解析:每个 H2SO4 分子中含有 4 个氧原子,因此 0.5 mol H2SO4 中氧原子的物质的量为 0.5 mol×4=2 mol;再由微粒数与物质的量的关系可得氧原子数目为 2 mol×6.02×10²³ mol⁻¹=1.204×10²⁴。若把 4 个氧原子漏算成 1 个,会得到 3.01×10²³ 的错误结果。故选 C。
第 4 题 挑战
设阿伏加德罗常数为 NA,下列说法中正确的是( )
- 标准状况下,22.4 L 水的物质的量为 1 mol
- 1 mol CH4 中含有的氢原子数为 4NA
- 0.5 mol O2 的质量为 32 g
- 摩尔质量相同的两种物质,其质量一定相同
看答案与解析
答案:B
解析:气体摩尔体积 22.4 L·mol⁻¹ 只适用于标准状况下的气体,水在标准状况下不是气体,不能直接用体积除以 22.4 L·mol⁻¹ 求物质的量,A 错误;1 mol CH4 含 4 mol 氢原子,即 4NA 个氢原子,B 正确;0.5 mol O2 的质量为 0.5 mol×32 g·mol⁻¹=16 g,C 错误;质量还取决于物质的量,摩尔质量相同的两种物质若物质的量不同,质量也不同,D 错误。故选 B。
第 5 题 基础
已知碳的摩尔质量为 12 g·mol⁻¹,则 24 g 碳的物质的量为 ____ mol。
看答案与解析
答案:2
解析:由物质的量与质量的关系可知,物质的量等于质量除以摩尔质量,即 24 g÷12 g·mol⁻¹=2 mol,所以 24 g 碳的物质的量为 2 mol。
第 6 题 进阶
已知某气体含有 3.01×10²³ 个 CO2 分子,则该气体的物质的量为 ____ mol。
看答案与解析
答案:0.5
解析:微粒数与物质的量的换算关系为 n=N/NA,把 3.01×10²³ 个 CO2 分子代入该式,得 3.01×10²³÷6.02×10²³ mol⁻¹=0.5 mol,故该气体的物质的量为 0.5 mol。
第 7 题 挑战
已知甲烷完全燃烧的化学方程式为 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O,请说明方程式中计量数之比与物质的量之比的关系,并计算 2 mol CH4 完全燃烧时所需 O2 的物质的量。
看答案与解析
答案:化学方程式中各物质的计量数之比等于反应时各物质的物质的量之比;CH4 与 O2 的计量数之比为 1:2,故 2 mol CH4 完全燃烧需要 4 mol O2;由此也可推知生成 2 mol CO2 和 4 mol H2O。
解析:化学方程式中的计量数表示反应中各微粒的个数比,而微粒个数之比与物质的量之比相等,所以可直接把计量数之比当作物质的量之比使用;按 1:2 的比例,2 mol CH4 需 4 mol O2,生成 2 mol CO2 与 4 mol H2O。
第 8 题 进阶
标准状况下,6.72 L CO2 气体的物质的量是多少 mol?(只填数值)
看答案与解析
答案:0.3
解析:标准状况下气体摩尔体积约为 22.4 L·mol⁻¹,由体积求物质的量用 n=V/Vm,即 6.72 L÷22.4 L·mol⁻¹=0.3 mol,故物质的量为 0.3 mol。
课标对应
…5.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算…
《课程标准》原文节选(che-2017:G.NR.78)
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