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,12C)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所含通常表示为12C或6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6.02×1023 mol-10.012kg12C中所含有的碳原子数就是阿佛加德罗常数,常用N A表示,N A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2mol H2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写在“摩尔”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g·mol-1。
数值上等于物质的相对原子质量或相对分子质量。
N A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。
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。
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V m,即V m=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0.3mol H2与0.7mol 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 = 22.4ρ)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PPnn 1212=(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ρρ1212MM=(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 m m M M 121212==ρρ(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V V 1M 1M M M 121221==【典型例题】[例1] 在标况下,某气体的密度是L g /25.1,求该气体摩尔质量。
解析:m V M =ρ14.22-⋅=molL ML g M /25.1=mol g mol L /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:D M M ==2121ρρ 16)(21=H M M mol g mol g M /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:++++==212211n n n M n M n m M 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L 1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. L 25.0B. L 5.0C. L 75.0D. L 1解析:)(2O Mr D r M ⋅=5.36)(6.3432082.1=<=⨯=HCl Mr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x L -1 根据气体平均摩尔质量公式:mol g Lx L mol g L x mol g /6.341)1(/291/5.36=-⋅+⋅L x 75.0= 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,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mol 1任何气体所占的体积约为L 4.22。
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Cl NH 4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A N 代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )。
(全国高考题) A. g 7.2金属铝变为铝离子时失去的电子数目为A N 3.0 B. 在常温、常压下,22.11LN 含有的分子数为A N 5.0 C. 在常温、常压下,molNe 1(氖气)含有的原子数为A N4. 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( )。