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1、第3节 化学中常用的物理量物质的量基础知识基本技能1.物质的量及其单位摩尔(1)物质的量物质的量是表示物质所含微粒多少的物理量，是国际单位制中七个基本物理量之一。物质的量的符号为。注意：“物质的量”是一个专用名词，不能拆开。例如，不能说“氢气的量、硫酸的量”，而应说“氢气的物质的量、硫酸的物质的量”。相关参考：基本物理量是由人们根据需要选定的，在不同学科中和不同时期，选定的基本物理量有所不同。例如，在力学中选定的基本物理量是长度、质量、时间；在热学领域中则采用长度、质量、时间、温度为基本物理量。1 97 1 年前国际制中采用的基本物理量是六个，即：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度。
2、1 97 1 年起又增加了物质的量为基本物理量，使基本物理量增加到七个。【例 1 一1】下列对物质的量的理解，正 确 的 是()A.物质的量就是物质的数量B.物质的量就是物质的质量C.物质的量就是物质所含微粒数目的多少D.物质的量是一种基本的物理量解析：理解物质的量的时候，一定要注意它是一个物理量，是以摩尔为单位来衡量某种物质所含微粒数目多少的物理量。我们不能将物质的量简单地理解为“物质的数量”或“物质的质量”等，C项中没有说明物质的量为一物理量。答案：D(2)摩尔规 定 1 m o l 任何微粒所含的微粒数与k g 碳 原 子 所 含 的 原 子 数 相 等，并规定用摩尔作为物质的量的单位。
3、k g 碳原子(1 2(2)X 1 0 2 3 个。综上可知，1 X 1 0 2 3 个，在理解和使用摩尔时应注意以下几点：1 2 c 是碳元素原子的一种，其原子核内有6个质子和6个中子。这里的“微粒”包括分子、原子、离子、质子、中子、电子以及它们的特定组合。在使用摩尔时要用化学式指明微粒的种类。如“1 m o l u2 m o l O H ”“1 m o l F e”均正确，而“1 m o l 氢”欠妥，让人模糊，无法确定是氢原子、氢分子还是氢离子，而“1 m o l H”就非常明确，指的是1 m o l 氢原子。摩尔不能量度宏观物质，1 m o l 小米、2 m o i苹果、m o l 汽
4、车均错误。(3)阿伏加德罗常数1 m o l 任何微粒所含有的微粒数叫做阿伏加德罗常数(符号NA),由于1 X 1 0 2 3 个，x 1 02 3m o l1,阿伏加德罗常数也是一种物理量，其单位是m o ，记录为N A=X l()2 3 m o ，因此认为阿伏加德罗常数仅仅是个数值是错误的。(4)物质的量()、阿伏加德罗常数(必)、微粒数(M 三者之间的关系物质的量()、阿伏加德罗常数(NA)、微粒数(N)的关系：=看 如：乂 依 个氧分子的物质的量为错误!=m o l；X 1 0 2 4个铁原子的物质的量为错误!=1 5 m o l.可见物质的量是用k g 1 2 c 所含的原子数作为标
5、准来衡量其他微粒集体所含微粒数目多少的物理量。【例 1 一2】下列说法正确的是()A.1 m o l C O2的分子数与1 2 g,2C 所含的原子数相等B.I m o l Ch 的原子数与k g C所含的原子数相等C.1 m o l H2O与 1 m o l C O所含的原子数相等D.1 m o l Ch 与 1 m o l CCh 所含的原子数相等解析：1 m o l CO 2 所含的分子数和1 2 g l 2 c 所含的原子数都是NA。I m o l Ch 所含的原子数是2/VA,k g l 2C 所含的原子数是NA。1 m o l H2O所含的原子总数是3NA,1 m o l C O所
6、含的原子总数是2 必。1 m o l O 2 所含的原子总数是2NA,1 m o l CO 2 所含的原子总数是3NA。答案：A判断微粒个数时一定要明确题中的微粒的种类。例 如1 m ol小。含 有1 m ol水分子，但含有2 m oi氢原子、1 m ol氧原子，共3 m oi原子。(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。(2)符号：M；单位：g-mo广(或kg-m oL)。说明：摩尔质量与1 m ol粒子的质量含义不同，但有一定的联系，如H2O的摩尔质量 是18 g-m or-l m olHzO的质量为18 g 当 摩 尔 质 量 的 单 位 取 时，其数值与粒子相应的相对原
7、子质量或相对分子质量相等，但物理意义和单位都不相同。(3)物质的量()、物质的质量(、摩尔质量(M)三者之间的关系我们知道H2O的摩尔质量是18 g-moP1,其意义为1 mol H2O的质量为18 g,那2 molH20的质量必定为36 g,3 mol H20的质量为54 g，因而三者之间的关系为n弋,在理解该关系式时，应注意：对于给定的物质而言，其M可认为是已知值。N N m联系=歹可知：因此，物质的量。7)可以将宏观质量(和微观粒子数(M/VA/VA/以联系起来。【例2】下列有关摩尔质量的描述或应用，正 确 的 是()A.lm o lO H 的质量为17 gB.二氧化碳的摩尔质量为44
8、gC.铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量D.一个钠原子的质量等于错误！解析：理解摩尔质量的概念时要区别摩尔质量与质量，摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量的关系，1 mol OFT的质量为17 g,A项正确；B项中摩尔质量的单位错误，应为44g-m orl;C项中铁原子的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量，C项错误；D项 中1X 1023个，又根据钠的摩尔质量为23 g-m o l-i,因而I m ol钠原子的质量为23 g,从而可求出一个钠原子的质量等于错误！g或相误！g,但该项没注明单位是错误的。答案：A3.气体摩尔体积(1)概念：在一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气
9、体摩尔体积。(2)符号：Vm；单位：L-mo 或m3.mo说明：在标准状况下的气体摩尔体积可概括为：一个条件(标准状况：0、101 kPa)。一个对象(气体：任何气体，包括纯净气体和混合气体)、两个数据(1 m o k约 为L)。辨误区 标准状况与L m oF1的关系标准状况下，1 m o l气体的体积约是L,这一说法是正确的。但认为若1 m o l气体的体积 是L,则该气体处在标准状况下，这一说法是错误的，因为气体的体积受温度和压强两个因素的影响。一般而言，某一特定的温度和压强下的气体摩尔体积是一个定值。不同的温度和压强下，气体摩尔体积一般不同，也可能相同。(3)物质的量()、气体摩尔体积(
10、%“)、气体的体积(V)三者之间的关系通过对气体摩尔体积概念的理解，很容易得出上述三者之间的关系：即=缶，若在标V准状况下=缶=错 误！。(4)决定物质体积大小的因素1 m ol固体或液体的体积不相同；在相同的温度和压强下，1 m ol任何气体所占的体积在数值上近似相等。那为什么会出现这样的结论呢？气态 液态 固态同 种 物 质 气 态、液态装固态时分子靛巨离示意图决定物质体积大小的因素有：粒子数目、粒子的大小、粒子间的距离。固体、液体：1 m ol不同的固体或液体，虽然具有相同的粒子数目，但粒子的大小是不同的，由于固体或液体粒子之间的距离很小，所以固体或液体的体积主要决定于粒子数目和粒子的大
11、小。而不同物质粒子的大小不同，故1 m ol不同的固体或砺的体积不同。气体：一般来说，气体分子间的平均距离约是分子直径的10倍，因此当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于粒子之间的距离,而不是粒子的大小。而分子间平土藻禽受温度和压强的影响。若温度一定，压强增大，气体分子间的平均距离变小，气体体积变小；压强减小，气体分子间的平均距离增大，则气体体积增大；若压强一定，温度升高，气体分子间的平均距离增大，气体体积变大；温度降低，气体分子之间的距离变小，气体的体积变小。在同温同压下，不同气体分子间的平均距离几乎相等，故在相同的温度和压强下，1 mol不同气体的体积近似相等。【例3】判断下列说法是否
12、正确，对的在括号内打“，错的打“X”。A.标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为L()B.Im olE h的质量只有在标准状况下才为2g()C.标准状况下，1 molO?和N?的混合气体(按任意比混合)的体积约为L()D.标准状况下，任何气体的体积都约为L()E.1 molEh的体积约为L()F.在20 0c时，I m o l任何气体的体积总比工大()解析：本题主要考查对气体摩尔体积的理解和应用。气体摩尔体积是针对气态物质而言的，A指 出“任何物质”是不正确的；气体的质量只与气体的摩尔质量和气体的物质的量有关，与气体所处环境的温度、压强无关，B不正确；在标准状况下，1 mol任何气体(可以
13、是纯净气体，也可以是混合气体)的体积都约是L,C正确；在标准状况下，只有物质的量是1 m ol的任何气体体积才约是L,物质的量大于或小于1 m ol,体积都不是L,D错误；1 mol氢气的体积受温度和压强的影响，在未指明温度和压强的情况下，L这个数值是无意义的，E错误；由于气体摩尔体积与气体所处环境的温度、压强有关，因此仅温度一定，而压强不一定，1 m ol气体的体积也不能确定，也就是说在20 C时，1 mol任何气体的体积可能比L大，也可 能 比L小，也可能等于L,因此F也是不正确的。答案：A.X B.X C.V D.X E.X F.X解 技 巧准确掌握气体摩尔体积的四个要素：状态；状况；定
14、量；数值。(1)概念：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。符号：CB(B表示各种溶质)；单位：m o U或moLm-3。(3)溶质B的物质的量(B)、溶液的体积(V)和溶质的物质的量浓度(CB)三者之间的关系为：B=C B-VO(4)在应用物质的量浓度及其公式计算时要注意：概念中的体积是溶液的体积，而不是溶剂的体积；其单位一般用L,也可用其他单位，但要注意单位的换算和统一。溶质的量用物质的量来表示，不能用质量或其他物理量来表示，单位必须是mol。“溶质”是指溶液中的溶质，可以指化合物，也可以指离子或其他特定的组合，分析溶质时要注意有关的变化，如
15、N a*N a O H,Na2O-N a O H,溶液中的溶质都是NaOH。以带有结晶水的物质配制溶液时，在确定溶质的物质的量时，用结晶水合物的质量除以结晶水合物的相对分子质量即可，但溶液中的溶质仍为不带结晶水的物质。溶质的物质的量浓度是溶液的固有属性之一，当从一定物质的量浓度的溶液中取出任意体积的溶液时，物质的量浓度不变，但随溶液的体积变化溶质的物质的量不同。体积相同、物质的量浓度相同的溶液里所含有的溶质的物质的量相同。【例4】某校化学兴趣小组在实验室中发现一瓶溶液，标签上标有“CaCb,m o lir”的字样，下面是该小组成员对该溶液的叙述，正 确 的 是()A.配 制1 L该溶液，mol
16、CaCb溶 于1 L水中B.Ca2+和 Cmol L-1C.从试剂瓶中取该溶液的一半，mol-L 1D.将该瓶溶液稀释一倍，则所得溶液的c（C）mol.Lr解析：根据物质的量浓度的定义及溶液的稀释规律进行判断，注意一定物质的量浓度的溶液中溶质离子之间的比例关系。A 项，所得溶液的体积不是1 L,错误：B 项，Cl mol-L-1,Ca22+4HCl(浓)T=M nCb+2H2O+C12 t87 g Lxg)L上述三种表示方法均正确，解题时具体选用哪种格式，要根据题目所给量的单位，具体问题具体分析，灵活运用。【例 7】化学实验中残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，以防污染空气。若 有 g 氢氧化钠
17、发生了化学反应，试求：(1)生成NaCl的质量。(2)生成NaClO的物质的量。(3)被吸收的氯气在标准状况下的体积。(4)生成水的物质的量。答案：解法一：Cl2+2N aO H=N aC l+NaClO+H2O71 g 80 g g g 18g/w(C12)g?(N aC l)皿 N aC lO)皿 H2O)错误!=错误!解得皿NaCl)=g错误！=错误！解得皿NaC10)=g(NaClO)-例(NaC10)错误，m o 1(3)错误！=错误！解得wj(Ch)=g.?(Ch)_g.(C12)-n 1 1-1 molM(CL)71 g-mol 1标准状况下的体积V(C12)=/?(C12)X
18、L mol-1molX L-mol-1=L(4)错误！=错误!解得团(H?O)=g/口 c、见H2O)gn(H2O)-M(H 2 O)-1 8 g m o r l mol答：略解法二：g NaOH的物质的量为”(NaOH)=启 0 moloo M(NaOH)40 g-mol 1Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O1 mol 2 mol 1 mol 1 mol 1 moln(Cl2)mol n(NaCl)n(NaC10)n(H2O)错误!=错误!解得n(NaCl)molw(NaCl)=/?(NaCl)X M(NaCl)mol X g-mo=g(2)错误！=错误!解得fi(NaClO)
19、mol(3)、=错误!解得 (CL)mol(CI2)在标准状况下 V(Cl2)=n(C12)X L moF1 molX Lmoi=L。(4)错误！=错误!解得n(H2O)mol析 规 律 物质的量应用于化学方程式计算的思路先将化学方程式写出，化学方程式的下面标出反应物和产物的定量关系，再在这些量的下面标出题干所给和所求的物质的相应量，最后列比例关系进行求解。计算过程要遵循以下原则：基本化学方程式计算中的物理量及单位要上下一致，左右相当。另外，还要注意解题的规范性。思维拓展创新应用8.有关物质的量浓度的计算(1)基本计算关系：C R=V=Ma-V(2)溶液稀释定律溶质质量不变：如孙=侬92溶质的
20、物质的量不变：c(浓)X H 浓)=C(稀)XV(稀)(3)不同物质的量浓度溶液混合C(混)W(混)=cM+c2 V2注意：无特别指明时，M混)#打+匕；*混)=皆 需(4)物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算1 OOO(mLL】，(gmL 1)上。计算关系：c=-M(g mol(5)溶液中粒子的物质的量浓度求算以Fe2(SO”3为例:若 cFe2(SO4)3j=mol-L I,由 Fe2(SO4)3=2F e3+3SO?1 2 3a mol-L 1 2a mol-L 1 3a mol-L-1贝 ij c(Fe3)2a mol-L 1,c(SO4)3a mol-L【例 8 一 1】mol-L
21、mol-L 1 mol-L 1的 NaOH溶液50 mL。设混合后溶液的体积等于混合前两溶液的体积之和，则所需两溶液的体积比为()A.1 ：1B.3：2C.2：1 D.1 ：4解析：因混合物溶液的体积等于混合前两溶液的体积之和，故可用以下计算式:0.58 mol-L-1m o lir XV mol-L-|X V一 Vi+V2解 得:黜。答案：B【例 8 2】将标准状况下的。L 氯化氢气体溶于1 L 水中，得到盐酸的密度为人gmL则该盐酸的物质的量浓度是()A.错误！mol L-B.错误！m ol-L1C-ab,T.22 400+tz m O，LI 000D 22 400+zmol-L 1解析：盐酸中溶质的质量为错误！X g-mori=错误！g,溶液的质量为错误！g+1 000 g=错误！g,则其质量分数训=错误！义100%=错误！X 100%,代入公式c=错误！=错误！mol-L-,o答案：D