物质的量-基础知识

1四组名词一、物质的量与摩尔：1、物质的量我们知道，物质都是由分子、原子、离子等微观粒子组成的。这些微粒非常小，质量很轻，难于称量。但是物质之间的反应，既是按照一定的微粒个数进行，又是以可称量的物质来进行反应的。这就需要一个物理量把微粒的多少与可称量的物质的质量联系起来，这个物理量就是“物质的量”，为了帮助同学尽快理解掌握这一概念，分析如下几点：(1)物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。七个基本物理量的名称、单位（SI单位）及单位符号物理量单位名称单位符号长度米m质量千克kg时间秒S电流安[培]A热力学温度开[尔文]K物质的量摩[尔]mol发光强度坎[德拉]cd（2）“物质的量”是表示物质所含粒子（分子、原子、离子、电子、质子、中子等）多少的物理量。如同长度、质量等物理量一样，“物质的量”这四个字不得简化，也不得增添任何字，不能多一个字，也不能少一个字，更不能把它当作表示物质数量或质量多少的量。它是表示微观粒子集体的一个物理量。它有量纲，有明确的物理含义，是一个科学专有名词。2、摩尔（1）摩尔的概念摩尔是物质的量的单位。同其它物理量都有度量各自的单位一样，“物质的量”也有计量单位。正如米是长度的单位一样，摩尔是物质的量的单位。摩尔可简称为“摩”，其符号是“mol”。使用摩尔做物质的量的单位时，要注意：A、摩尔只使用于微观粒子，不适用于宏观物质。B、应用符号表明微观粒子的种类或其特定组合（如分子、原子、离子、电子、质子、中子及其他有化学意义的特定组合），强调“用符号”而非“用汉字”，这和以前的有所不同。（2）摩尔的确定按规定，科学上应用0.012kg（即12g）碳12（指原子核内含6个质子和6个中子的一种碳原子，通常表示为12C或612C）所含碳原子数目就是1摩尔。也就是说，摩尔这个单位是以0.012kg12C所含的原子个数为标准，来衡量其它物质中所含微粒数目的多少。二、阿佛加德罗常数与6.02×1023mol-10.012kg12C中所含有的碳原子数就是阿佛加德罗常数，常用NA表示，NA是一个准确数字。阿佛加德罗常数是一个非常庞大的数值，现在已经由实验测得相当精确的数值，在使用时常取其近似值为6.02×1023。例如2molH2约含2×6.02×1023个H2分子。12.04×1023个O2分子约是2mol。阿佛加德罗常数的单位是mol－1或/mol。每摩尔物质含阿佛加德罗常数个微粒。物质的量是以阿佛加德罗常数为计数单位，表示物质的基本微粒数目多少的物理量。（4）使用摩尔时的注意事项①摩尔只能用于微观粒子，如分子、原子、离子、中子、质子、电子等；而不能用于宏观物质，如不能说1mol苹果、1mol小米等。②使用摩尔时，必须指明量度的微观粒子的名称或化学式。通常将微粒的名称或化学式或微粒符号2写在“摩尔”或“mol”的后面，如：1mol氢分子或写成1molH2；1mol氢原子或写成1molH；1mol钠离子或写成1molNa+；1mol电子或写成1mole等。但不能说“1mol氢”，因为这里的氢究竟是指氢原子还是氢分子，很不明确；一般只说氢时常指氢元素，然而元素属于宏观概念，只有种类之分，不讲个数，所以“1mol氢”这种说法或写法都是错误的。三、摩尔质量与化学式量（相对原子质量、相对分子质量）（1）摩尔质量的含义1摩尔物质的质量叫该物质的摩尔质量。摩尔质量的单位是克/摩，符号是g/mol或写成g·mol-1。数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。NA个某种微粒的总质量为摩尔质量。由于组成物质的微粒大小、质量不一样，故1mol任何物质的质量也是不相同的。任何原子、分子或离子的摩尔质量，当单位为g/mol时，其数值上等于其原子量、分子量或离子式量。物质的摩尔质量与物质的量、相对原子质量（相对分子质量）的关系如下表实例：微粒符号相对原子质量1个微粒真实质量（g）物质的量（mol）所含微粒数（个）摩尔质量(g·mol-1)C121.993×10-2316.02×102312Fe569.3×10-2316.02×102356O2325.32×10-2316.02×102332H2O182.99×10-2316.02×102318H2SO4981.63×10-2216.02×102398OH-172.82×10-2316.02×102317Na+233.82×10-2316.02×102323注意，摩尔质量的单位是g/mol；原子量、分子量、式量都是相对比值，没有单位；1mol物质的质量单位是g。三者的意义不同、单位不同、仅数值上相同。化学式量是指该物质一个粒子（或单位组成）的质量与一个612C原子质量的1/12之比所得的数值，单位是1，使用时两者的意义是不一样的（2）二个关系式①物质的量（mol）物质的质量摩尔质量gg/mol②物质的量（mol）物质的微粒数个阿佛加德罗常数个/mol上面二个关系式中各种量之间的关系，也可归纳如下：③化学方程式中的化学计量数之比，等于各物质的微粒数之比，也等于各物质反应时物质的量之比。例如：SO2+2H2S==3S+2H2O微粒数之比1∶2∶3∶2物质的量之比1∶2∶3∶2质量之比16∶17∶24∶9四、气体摩尔体积与22.4L·mol-1：1、影响物质体积的因素：从微观来看有：（1）微粒个数；（2）微粒本身的大小；（3）微粒间距离。3对于固体和液体来说，构成它们的微粒间的距离很小，但微粒直径较大，所以含一定微粒个数的固体或液体的体积取决于微粒大小，因为各种微粒直径不同，即微粒本身的大小不同，所以1mol固体或气体的体积不同。对于气体来说，气体微粒间距离很大，通常情况下，是气体微粒直径的10倍左右。因此气体体积取决于微粒间距离，气体微粒间平均距离与温度和压强有关。当温度和压强一定时，不同气体微粒间的平均距离几乎是相等的。2、气体摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积，叫气体的摩尔体积，其符号是Vm,即Vm=V/n，单位是L/mol或L·mol-1。在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。进行有关计算时常写成22.4L/mol。对于气体摩尔体积的理解，应注意以下几点：（1）气体摩尔体积的适用范围是气态物质。因为固态或液态物质其微粒之间的距离很小，且不同的固态或液态物质的微粒大小是不相同的，因而固态或液态物质的体积主要由微粒本身的大小决定。气体分子间的平均距离比分子的直径大得多，在标准状况下不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。（2）气体的体积与温度、压强有关，只有在标准状况下（0℃、1.01×105Pa）1mol任何气体的体积才是22.4L。（标准状况可用S、P、T表示）（3）气体物质的量是1mol。（4）“22.4L”这个数值是近似值，但在计算时就取22.4L/mol即可。（5）气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。如0.3molH2与0.7molO2的混合气在标准状况下的体积约为22.4L。（6）1mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4L，也可能不是22.4L。应用气体摩尔体积的两个公式①气体物质的量（mol）22.4L/molL气体摩尔体积标准状况下气体的体积②标准状况下气体的密度（g/L）气体的摩尔质量气体摩尔体积g/mol22.4L/mol气体摩尔质量=气体密度（S、P、T）×气体摩尔体积（M=22.4）3、阿佛加德罗定律及其推论在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。这就是阿佛加德罗定律。这个定律也可以记忆成：同T、同P、同V时，N、n（气体）相同。A.由三同推一同。B.联系理想气体状态方程PV=nRT，可以得出一系列正比、反比关系。阿佛加德罗定律的推论：（1）同温、同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比。即同T、同P时VVnn1212（2）同温下，同体积气体的压强之比等于其物质的量之比。即同T、同V时PPnn1212（3）同温、同压下，不同气体的密度之比等于其摩尔质量之比（或气体的分子量之比）。即同T、同P时1212MM4（4）同温、同压下，同体积的任何气体的质量之比等其分子量之比，也等于其密度之比。即同T、同P、同V时mmMM121212（5）同温、同压下，同质量的不同气体的体积之比等于其分子量的倒数之比。即同T、同P、同m时VV1M1MMM121221【典型例题】[例1]在标况下，某气体的密度是Lg/25.1，求该气体摩尔质量。解析：mVM14.22molLMLgM/25.1molgmolL/28/4.22点评：此方法称为“绝对密度法”[例2]在同温同压下，某气体对氢气的相对密度为16，则该气体的摩尔质量是多少？解析：DMM212116)(21HMMmolgmolgM/32/2161点评：此法称为“相对密度法”[例3]在标况下，将21molN、22molO、21molH混合，求混合气体的平均相对分子质量。解析：212211nnnMnMnmM总总5.2312121322281M点评：这个公式用于求混合气体的平均分子量[例4]体积为L1的干燥容器中充入HCl气体后，测得容器中气体对氧气的相对密度为082.1，将此气体倒扣在水中，进入容器中液体的体积是（）A.L25.0B.L5.0C.L75.0D.L1解析：)(2OMrDrM5.36)(6.3432082.1HClMr故该混合气体中必混有空气。HCl易溶于水，空气不溶于水，故进入容器中液体的体积等于HCl气体的体积。设HCl气体的体积为x，则空气的体积为xL1根据气体平均摩尔质量公式：molgLxLmolgLxmolg/6.341)1(/291/5.36Lx75.0答案：C5点评：本题运用到了空气的平均相对分子质量)29(，判断空气的存在应用了平均摩尔质量的方法。【模拟试题】1.下列有关气体体积的叙述中，正确的是（）。（上海市高考题）A.一定温度、压强下，气态物质体积的大小由构成气体的分子大小决定。B.一定温度、压强下，气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定。C.不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同。D.气体摩尔体积是指mol1任何气体所占的体积约为L4.22。2.某温度下，在一密闭容器中有适量的2Cl和3NH，完全反应后容器中只有2N和ClNH4颗粒，则容器中反应前后的压强之比为（）。A.11:1B.7:11C.1:11D.11:73.设AN代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）。（全国高考题）A.g7.2金属铝变为铝离子时失去的电子数目为AN3.0B.在常温、常压下，22.11LN含有的分子数为AN5.0C.在常温、常压下，molNe1（氖气）含有的原子数为AN4.在同温、同压下，有同质量的气体X和Y。已知此时Y的体积大于X的体积，则它们的相对分子质量关系是（）。（陕西省会考题）A.YXMMB.YXMMC.YXMMD.无法确定5.在给定温度和压强下的理想气体，影响其所占体积大小的主要因素是（）。（云南省会考题）A.分子直径的大小B.分子间距离的大小C.分子间引力的大小D.分子数目的多少6.在150℃时，加热高氯酸铵发生分解反应OHOClNClONH222244422，其气态生成物组成的混合气的平均相对分子质量为（）。A.75.40B.375.29C.69.14D.无法计算7.有一真空储气瓶，净重g500。在相同条件下，装满氧气后重g508，装满另一种气体X时重g511，则X的相对分子质量为（）。（石家庄市测试题）A.44B.48C.64D.718.下列物质分解时，若产生的气体在常温、常压时体积相同，则消耗下列物质的物质的量最小的是（）。A.3NaHCOB.3KClOC.4KMnOD.34HCONH9.mol1氧气在放电条件下，有%30转化为臭氧)(3O，则放电后所得混合气体对氢气的相对密度是（）。（