物质的量基础知识.pdf

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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

2、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，

3、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1023 mol-1 0.012kg12C 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

4、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1023。例如 2mol H2约含 21023个 H2分子。1023个 O2分子约是 2mol。阿佛加德罗常数的单位是 mol1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 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。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写在“摩尔

5、”或“mol”的后面，如：1mol 氢分子或写成 1mol H2；1mol 氢原子或写成 1mol H；1mol钠离子或写成 1mol Na+；1mol 电子或写成 1mol e 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 gmol-1。数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。NA

6、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(gmol-1)C 12 10-23 1 1023 12 Fe 56 10-23 1 1023 56 O2 32 10-23 1 1023 32 H2O 18 10-23 1 1023 18 H2SO4 98 10-22

7、1 1023 98 OH-17 10-23 1 1023 17 Na+23 10-23 1 1023 23 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 物质的量（mol）物质的质量摩尔质量gg/mol 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：化学方程式中的化学计量

8、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 Lmol-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。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

9、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Lmol-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

10、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、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 H2与 O2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

11、尔体积的两个公式 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 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=）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

12、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）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：mVM14.22mol

13、LM LgM/25.1molgmolL/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：DMM2121 16)(21HMM molgmolgM/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 5.2312121322281M 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

14、入容器中液体的体积是（）A.L25.0 B.L5.0 C.L75.0 D.L1 解析：)(2OMrDrM5.36)(6.3432082.1HClMr 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xL1 根据气体平均摩尔质量公式：molgLxLmolgLxmolg/6.341)1(/291/5.36 Lx75.0 答案：C 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

15、，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.11:1 B.7:11 C.1:11 D.11:7 3.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AN3.0 B.在常温、常压下，22.11LN含有的分子数为AN5.0 C.在

16、常温、常压下，molNe1（氖气）含有的原子数为AN 4.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.75.40 B.375.29 C.69.14 D.无法计算 7

17、.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.44 B.48 C.64 D.71 8.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.3NaHCO B.3KClO C.4KMnO D.34HCONH 9.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（）。（北京市会考题）A.16 B.8.17 C.4.18 D.6.35 10.今有2H和CO（体积比为2:1）的混合气体VL，当其完全燃烧时所需2O的体积为

18、（）。（湖南省会考题）A.VL3 B.VL2 C.VL D.VL5.0 11.在一定温度、压强下，1 体积)(2气X和 3 体积)(2气Y化合生成 2 体积的气体化合物，则该气体化合物的化学式为（）。（苏州市测试题）A.3XY B.XY C.YX3 D.32YX 12.将gm1锌加到gm2%20的HCl溶液中去，反应结果共放出nL氢气（在标准状况下），则被还原的HCl的物质的量是（）。（高考科研题）A.molm651 B.molm5.3652 C.molm5.362 D.moln2.11 13.在同温、同压的条件下，相同体积的氧气和氢气的质量比为 ，密度比为 ，氧气对氢气的相对密度为 。14.

19、在标准状况下，g6.1某气态氧化物2RO的体积为L56.0。该气体的物质的量是 ，摩尔质量是 ，R的相对原子质量是 。15.mL30某气体yxHN全部分解生成230mLN和260mLH，上述气体的体积均在同温、同压的条件下测定，由此推断该气体的相对分子质量是 。（浙江省联考题）16.实验测量CO与2O的混合气体的密度是相同状况下2H密度的5.14倍，则该气体的平均摩尔质量是 ，CO与2O的物质的量之比为 ，CO的质量分数是 。17.在一定温度和压强下，2H、2O、2Cl按体积比1:4:10混合，将此混合气体在密闭容器内用电火花引燃，待反应完全后冷却到室温。容器内产生了盐酸，则盐酸溶液中溶质的质

20、量分数为 。（广西自治区竞赛题）18.每升天然水中通入g002.0氯气就达到消毒作用，可供饮用。g002.0氯气在标准状况下的体积为 mL。19.在同温、同压下，测得氢气密度为Lg/089.0，某种有刺激性的气体X密度为Lg/927.2。又知气体X是三原子分子并由两种元素组成，两种元素的质量比为1:1。则气体X的化学式为 。（河北省测试题）20.计算L2.11下列气体在标准状况下的质量：（1）2N和2O体积比为1:4的混合气体；（2）2N质量分数为%20的2N和2O的混合气体。（南昌市测试题）试题答案 1.B 2.C 3.AC 4.A 5.D 6.B 7.A 8.D 9.B 10.D 11.A

21、 12.D 13.1:16；1:16；16 14.mol025.0；molg/64；32 15.32 16.molg/29；1:3；%4.72 17.%6.33 18.63.0 19.2SO 20.（1）g4.14 （2）g56.15 4、相对密度、平均分子量、平均摩尔质量及其计算。平均分子量：对组成一定的混合物而言，可根据各组分的组成和分子量来计算平均分子量。MMAa%+MBb%+平均摩尔质量在数值上等于平均分子量。相对密度：DMA/MB 两种气体的密度之比称为相对密度。如 A 气体对 B 气体的相对密度用 DB表示为：DMMBABAB 由某气体对 H2的相对密度DMMHHH222某某，可知

22、M2DH2某。由某气体对空气的相对密度D空，可以知道M29D某空。5、在气体反应的化学方程式中，化学计量数之比等于各气体的体积之比，也等于各气体物质的量之比。例如：6、气体的质量、体积及微粒数、物质的量之间的换算关系 三.物质的量在化学实验中的应用 容量瓶的使用之一 1使用容量瓶前检查它是否漏水方法如下：往瓶内加水，塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水，把瓶塞旋转 180后塞紧，仍把瓶倒立过来，再检验是否漏水，经检查不漏水的容量瓶才能使用。2配制溶液（1）如果试样是固体，把称好的试样溶解在烧杯里；如果试样是液体，需用移液管或量筒量取移入

23、烧杯里，然后再加少量蒸馏水，用玻璃棒搅动，使它混合均匀。应特别注意在溶解或稀释时有明显的热量变化，就必须待溶液的温度恢复到室温后才能向容量瓶中转移。（2）把溶液从烧杯移到容量瓶里，并多次洗涤烧杯，把洗涤液也移入容量瓶，以保证溶质全部转移到容量瓶里。缓慢地加入蒸馏水，到接近标线 23cm 处，用滴管滴加蒸馏水到标线（小心操作，切勿超过标线）。（3）盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次，使溶液混合均匀。容量瓶使用完毕，应洗净、晾干（玻璃磨砂瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫张纸条，以免瓶塞与瓶口粘连）。容量瓶的使用之二 使用前要检查是否漏水。向瓶中加水到标线附近，盖好瓶塞

24、，用布将瓶外的水揩干。左手食指按住瓶塞，右手手指托住瓶底边缘，将瓶倒立 2min，观察瓶塞周围有无水渗出。如不漏，把瓶放正，将瓶塞转动 180后再倒过来检查一遍。配制溶液时，先把容量瓶洗净，再把溶解后冷到室温的溶液按图中所示倒入容量瓶中，用蒸馏水把烧杯洗涤三次，洗出液都倒入容量瓶中。加水至瓶体积的 2/3 时，摇动容量瓶，使溶液混合均匀。加水到快接近标线时，改用滴管慢慢滴加，直到溶液凹液面的最低点与标线相切为止。盖好瓶塞，将瓶倒转几次，使瓶内溶液混合均匀。容量瓶不允许用瓶刷刷洗，一般用水冲洗，若洗不净，倒入洗液摇动或浸泡，再用水冲洗。它不能加热，也不可长期盛放溶液。使用容量瓶的注意事项（1）使

25、用前要检验是否漏水。程序是：加水倒立，观察瓶塞旋转 180倒立，观察。（2）容量瓶不能用于溶解溶质，更不能用玻璃棒搅拌。因此溶质要先在烧杯内溶解，然后再转移到容量瓶中。（3）不能将热的溶液转移到容量瓶中，更不能给容量瓶加热。如果溶质在溶解时是放热的，则须待溶液冷却后再移液。（4）配制一定体积的溶液，须选用与该溶液体积相同规格的容量瓶。常用的有 50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL 等规格。（5）观察所加液体是否达容量瓶的刻度线，一定要平视，使液面的最低点刚好与刻度线相平。（6）如果加水定容时超过了刻度线，不能将超出的部分再吸走，必须重新配制。因为吸走一部分液体虽然溶液的体积达到了要求，但吸走的部分液体带走了一部分溶质，使所配溶液的浓度偏低。（7）容量瓶通常不用于贮存试剂，因此，配制好的溶液要倒入试剂瓶中，并贴上标签。