1、第3節(jié) 化學(xué)中常用的物理量物質(zhì)的量1 物質(zhì)的量及其單位摩爾1物質(zhì)的量：物質(zhì)的量是表示物質(zhì)所含微粒多少的物理量，是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一。物質(zhì)的量的符號(hào)為n。注意：（1）這里的微粒是指分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、電子或這些粒子的特定組合等微觀粒子，不能指宏觀顆粒。（2）“物質(zhì)的量”是一個(gè)專用名詞，不能拆開(kāi)。例如，不能說(shuō)“氫氣的量、硫酸的量”，而應(yīng)說(shuō)“氫氣的物質(zhì)的量、硫酸的物質(zhì)的量”?！局R(shí)鏈接】 基本物理量是由人們根據(jù)需要選定的，在不同學(xué)科中和不同時(shí)期，選定的基本物理量有所不同。例如，在力學(xué)中選定的基本物理量是：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間；在熱學(xué)領(lǐng)域中則采用長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、溫度為基本物理量。1

2、971年前國(guó)際制中采用的基本物理量是六個(gè)，即：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、電流、熱力學(xué)溫度、發(fā)光強(qiáng)度。1971年起又增加了物質(zhì)的量為基本物理量，使基本物理量增加到七個(gè)。2阿伏加德羅常數(shù)：我們把0.012kg12C所含的碳原子數(shù)稱為阿伏加德羅常數(shù)，其近似值為6.021023mol1，符號(hào)為NA。（1）阿伏加德羅常數(shù)帶有單位，其單位是mol1。（2）阿伏加德羅常數(shù)的準(zhǔn)確值是0.012 kg 12C中所含有的碳原子數(shù)目，近似值是6.021023 mol1。（3）NA數(shù)值巨大，作用于宏觀物質(zhì)沒(méi)有實(shí)際意義?！窘涣餮杏憽繛槭裁催x用0.012 kg 12C中所含的碳原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)？相對(duì)原子質(zhì)量的確定是以一個(gè)1

3、2C原子的質(zhì)量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的比值。12C的相對(duì)原子質(zhì)量為12。選用12g正是因?yàn)椤?2”這個(gè)數(shù)值能與相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量聯(lián)系起來(lái)。如某原子R的相對(duì)原子質(zhì)量為Ar，1個(gè)12C原子質(zhì)量為ag，則1個(gè)R原子的質(zhì)量為Ara/12 g，1mol R原子的質(zhì)量為NAAra/12 g，NAa12g，所以1molR的質(zhì)量即為Ara/12 g，同理可推得1mol某分子、離子等的質(zhì)量（g），其數(shù)值正好等于其相對(duì)分子質(zhì)量或式量，這給物質(zhì)的量的計(jì)算和應(yīng)用帶來(lái)極大方便。3摩爾：摩爾是物質(zhì)的量的單位，每摩爾物質(zhì)含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)微粒。摩爾簡(jiǎn)稱摩，符號(hào)為mol。注意：在使用摩爾表示

4、物質(zhì)的量時(shí)，應(yīng)該用化學(xué)式指明粒子的種類，而不使用該粒子的中文名稱。例如說(shuō)“1mol氧”，是指1mol氧原子，還是指1mol氧分子，含義就不明確。又如說(shuō)“1mol碳原子”，是指1mol12C，還是指1mol13C，含義也不明確。粒子集體中可以是原子、分子，也可以是離子、電子等。例如：1mol F，0.5molCO2，1000mol CO32-，amol e-，1.5molNa2CO310H2O等。4物質(zhì)的量與粒子數(shù)（N）的關(guān)系： N nNA滿足上述關(guān)系的粒子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子或它們的特定組合。如：1molCaCl2與阿伏加德羅常數(shù)相等的粒子是CaCl2粒子，其中Ca2+為1mol、Cl-為2m

5、ol，陰陽(yáng)離子之和為3mol。2 摩爾質(zhì)量和氣體摩爾體積1摩爾質(zhì)量（1）概念：摩爾質(zhì)量是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量，符號(hào)為M，單位常用gmol1。注意：摩爾質(zhì)量與1 mol粒子的質(zhì)量含義不同，但有一定的聯(lián)系。例如，H2O的摩爾質(zhì)量為18 gmol1，1 mol H2O的質(zhì)量是18 g。當(dāng)摩爾質(zhì)量的單位取“gmol1”時(shí)，其數(shù)值與相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量或式量數(shù)值相等，但物理意義、單位都不同。在計(jì)算或使用時(shí)要注意區(qū)分。例如，Mr(H2O)18，而M(H2O)18 gmol1。（2）摩爾質(zhì)量、質(zhì)量、物質(zhì)的量、粒子數(shù)之間的關(guān)系：m n N M NA NA M 容易看出，在以上轉(zhuǎn)化關(guān)系中，物質(zhì)的

6、量處于核心的地位?？梢哉f(shuō)，物質(zhì)的量是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，為我們的科學(xué)計(jì)算帶來(lái)了很大的方便。【積累活用】幾個(gè)基本符號(hào)：物質(zhì)的量n；物質(zhì)的質(zhì)量m；摩爾質(zhì)量M；粒子數(shù)N；阿伏加德羅常數(shù)NA；相對(duì)原子質(zhì)量Ar；相對(duì)分子質(zhì)量Mr；質(zhì)量分?jǐn)?shù)2氣體摩爾體積【交流研討】物質(zhì)的體積與組成物質(zhì)粒子有什么關(guān)系？（1）總結(jié)規(guī)律：相同條件下，相同物質(zhì)的量的不同物質(zhì)所占的體積：固體液體氣體。相同條件下，相同物質(zhì)的量的氣體體積近似相等，而固體、液體卻不相等。（2）決定物質(zhì)體積大小的因素：物質(zhì)粒子數(shù)的多少；物質(zhì)粒子本身的大??；物質(zhì)粒子之間距離的大小。（3）決定氣體體積大小的因素：氣體分子間平均距離比分子直徑大得多，因此，當(dāng)

7、氣體的物質(zhì)的量(粒子數(shù))一定時(shí)，決定氣體體積大小的主要因素是粒子間平均距離的大小。（4）影響氣體分子間平均距離大小的因素：溫度和壓強(qiáng)，溫度越高，體積越大；壓強(qiáng)越大，體積越小。當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體分子間的平均距離大小幾乎是一個(gè)定值，故粒子數(shù)一定時(shí)，其體積是一定值。（1）概念：一定的溫度和壓強(qiáng)下，單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫氣體摩爾體積。Vm V/n，單位為L(zhǎng)mol-1和m3mol-1。標(biāo)準(zhǔn)狀況 即0、1個(gè)大氣壓（101 kPa），簡(jiǎn)寫(xiě)為STP在相同的溫度和壓強(qiáng)下，1mol任何氣體所占的體積在數(shù)值上近似相等。任何氣體包括純凈氣體和混合氣體。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積約為22.4 Lmol-1。

8、氣體摩爾體積受溫度和壓強(qiáng)的影響，不同條件下，氣體的摩爾體積可能不同，標(biāo)況下，約為22.4 Lmol-1，但不是標(biāo)況時(shí)也可能是22.4 Lmol-1(比如溫度高于0，壓強(qiáng)小于101 kPa)。附：1mol干冰由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)體積變化示意圖。（2）阿伏加德羅定律（即四同定律）相同溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。（即同溫同壓同體積同分子數(shù)）P1V1/T1 P2V2/T2 PV nRT m/MRT（R為常數(shù)）.阿伏加德羅定律的推論：(n:物質(zhì)的量；：氣體的密度；M：氣體的摩爾質(zhì)量；V：氣體的體積；m：氣體的質(zhì)量；N：氣體的分子數(shù).)同溫、同壓下：V1/V2 n1/n2 N1/N2

9、同溫、同體積下：P1/P2 n1/n2 N1/N2同溫、同壓下：1/2 (M1/M2) (m2/m1) 同溫、同壓、同體積下：m1/m2 M1/M2同溫、同壓、同質(zhì)量下：V1/V2 M2/M1 同溫、同體積、同質(zhì)量下：P1/P2 M2/M13 物質(zhì)的量濃度1、物質(zhì)的量濃度的概念：以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來(lái)表示溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。其表達(dá)式為：n（B） c（B）V 注意（1）物質(zhì)的量濃度和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（B） m（B）m（溶液） 100有本質(zhì)區(qū)別。（2）從一定物質(zhì)的量濃度的溶液中取出任意體積的溶液，其濃度不變，但所含溶質(zhì)的量因體積不同而不同?！就茝V引申】（1）

10、物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)間的關(guān)系： c（B） 1000（mL）（g/mL）w1（L）M（g/mol）（2）溶液稀釋規(guī)律：溶質(zhì)不變：m（濃）w（濃） m（?。﹚（稀）；溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變：c（濃）v（濃） c（?。﹙（稀）2物質(zhì)的量濃度溶液的配制（1）認(rèn)識(shí)新儀器容量瓶一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制是本節(jié)重點(diǎn)之一。配制這種物質(zhì)的量濃度的溶液，所用的專用儀器容量瓶的使用要注意以下幾點(diǎn)：只用于配制溶液，不能用作反應(yīng)容器；溶液注入容量瓶前需恢復(fù)到常溫。因?yàn)槿苜|(zhì)在燒杯內(nèi)稀釋或溶解時(shí)會(huì)吸熱或放熱，而容量瓶必須在常溫下使用；用容量瓶不能配制任意體積的一定物質(zhì)的量濃度的溶液.這是因?yàn)槿萘科康囊?guī)格是固定的，常用的

11、有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等規(guī)格，配制溶液時(shí)可據(jù)所需溶液的體積選擇合適的容量瓶；使用前，除洗滌外，還應(yīng)檢驗(yàn)容量瓶是否漏液；向容量瓶注入液體時(shí)，應(yīng)沿細(xì)玻璃棒注入，以防注入操作時(shí)液體流出而損失；容量瓶上只有一個(gè)刻度線，正確讀數(shù)時(shí)，要使視線、容量瓶刻度線和瓶?jī)?nèi)液面的最低點(diǎn)相切。（2）物質(zhì)的量濃度溶液的配制步驟：計(jì)算：求出所配制溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量。如果是用濃溶液（如濃H2SO4）來(lái)配制一定物質(zhì)的量濃度的稀溶液，則需求算出濃溶液所需用的體積；稱量：如果溶質(zhì)是固體，可用天平稱量溶質(zhì)的質(zhì)量；如果是濃溶液，可用量筒來(lái)量取溶液的體積；溶解、轉(zhuǎn)移：把稱量好的溶質(zhì)或濃溶液放入燒杯中(

12、如果是濃硫酸，則燒杯中應(yīng)先加水再加濃硫酸，并邊加邊攪拌)，加適量的蒸餾水溶解、攪拌靜置冷卻到室溫下，再用玻璃棒引流，讓溶解后的溶液沿玻璃棒注入容量瓶?jī)?nèi)；洗滌、轉(zhuǎn)移：用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒23次，每次洗滌后的溶液都要注入容量瓶?jī)?nèi)，以確保溶質(zhì)全部進(jìn)入容量瓶，防止產(chǎn)生誤差，輕輕震蕩容量瓶，使溶液充分混合；定容、搖勻：然后注入蒸餾水直至液面離刻度線1cm2cm，改用膠頭滴管逐滴加蒸餾水至溶液的凹液面正好與刻度相切。蓋好瓶塞，反復(fù)上下顛倒，搖勻。裝瓶、貼簽：最后把上面配好的溶液轉(zhuǎn)移至規(guī)定的試劑瓶，貼好標(biāo)簽，寫(xiě)明溶液名稱和物質(zhì)量濃度。稱量 溶解并冷 將溶液轉(zhuǎn)移 洗滌燒杯2-3次 卻至室溫 到容量瓶中 并

13、轉(zhuǎn)移到容量瓶中 搖勻 加水至離刻度線 加水至刻度線 反轉(zhuǎn)搖勻 1-2厘米 附：配制250mL0.20mol/L碳酸鈉溶液示意圖： 【領(lǐng)悟整合】1物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是表示溶液組成的物理量，它們的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：2化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的物質(zhì)的量的關(guān)系要比它們的質(zhì)量關(guān)系簡(jiǎn)單，量取溶液的體積也比稱量其質(zhì)量方便。因此，物質(zhì)的量濃度比質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)用更加廣泛。3定量實(shí)驗(yàn)操作細(xì)則以及實(shí)驗(yàn)儀器的選擇主要是圍繞減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)考慮。配制物質(zhì)的量濃度溶液也不例外，其操作步驟為：計(jì)算、稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶?！韭?lián)想發(fā)散】配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的誤差分析由c=n/v可知，誤差來(lái)源的根本原因是：物質(zhì)的

14、量或溶液體積產(chǎn)生誤差，若n偏大或v偏小則c偏大，若n偏小或v偏大則c偏小。(1) 若稱量物錯(cuò)放在托盤(pán)天平的右盤(pán)上，n可能偏小使c偏小，因?yàn)榉Qm(左)=m(右)+m(游)。(2) 轉(zhuǎn)移過(guò)程中有少量溶液或洗滌液灑在容量瓶外，則n偏小而使c偏小。(3) 未洗滌溶解用的燒杯和玻璃棒或洗滌液未轉(zhuǎn)移入容量瓶，配出的溶液濃度偏低，因?yàn)槿苜|(zhì)的n少了。(4) 量簡(jiǎn)量取計(jì)算出的濃溶液體積時(shí)仰視刻度，n偏大使c偏大。(5) 除洗滌燒杯和玻璃棒外，還洗滌了量筒，則n偏大使c偏大，因?yàn)榱客苍跇?biāo)定刻度時(shí)，沒(méi)有把附在器壁上的殘留液計(jì)算在內(nèi)，用水洗滌反而使溶質(zhì)的量偏大，造成c偏大。(6) 定容時(shí)仰視刻度，則v偏大，使c偏小。

15、(7) 定容時(shí)俯視刻度，則v偏小，使c偏大。(8) 若容量瓶使用前有少量蒸餾水，則無(wú)影響。(9) 若容量瓶使用前用標(biāo)準(zhǔn)也潤(rùn)洗，則n偏大而使c偏大。4. 【思想方法】本節(jié)概念較多，可以用比較法加深對(duì)它們的理解和掌握。1物質(zhì)的量與摩爾的區(qū)別和聯(lián)系物質(zhì)的量摩爾區(qū)別表示含有一定數(shù)目粒子的集體的物理量為物質(zhì)的量的單位聯(lián)系摩爾是物質(zhì)的量的單位2物質(zhì)的量與阿伏加德羅常數(shù)的區(qū)別和聯(lián)系物質(zhì)的量阿伏加德羅常數(shù)區(qū)別表示物質(zhì)所含數(shù)目的集體的物理量、單位是摩爾0.012kg12C所含碳原子數(shù)，單位mol-1聯(lián)系nNA N；NNA n3物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的區(qū)別和聯(lián)系：內(nèi)容物質(zhì)的量濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義以1L溶液里含有多

16、少摩溶質(zhì)來(lái)表示溶液組成的物理量用溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比來(lái)表示溶液組成的分?jǐn)?shù)溶質(zhì)的單位molg溶液的單位Lg計(jì)算公式物質(zhì)的量濃度(mol/L)質(zhì)量分?jǐn)?shù)100 4. 基本關(guān)系：以物質(zhì)的量為核心的各物理量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 單元專題探究平均相對(duì)分子質(zhì)量的求法（1）已知標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體密度，M122.4 。（2）已知非標(biāo)準(zhǔn)狀況氣體溫度、壓強(qiáng)、密度，M1 。（3）已知兩種氣體的相對(duì)密度D，MA DMB。氣體的相對(duì)密度：D 。（4）混合氣體的平均式量(n1,n2，表示混合物中各組分的物質(zhì)的量；V1，V2，表示混合物中各組分的體積；M1，M2，表示混合物中各組分的式量)：混合氣體本來(lái)無(wú)式量，但對(duì)組成一定的混合氣體來(lái)

17、說(shuō)，可以根據(jù)其各組的組成和式量來(lái)計(jì)算所謂的平均式量。它在數(shù)值上等于混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，其表達(dá)式為：M1n1+M2n2+Mini M1V1 + M2V2 + + MiVi混合物的式量可以用平均值法確定。如空氣的主要成分為O2和N2，空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29，介于兩種氣體相對(duì)分子質(zhì)量之間。十字交叉法十字交叉法是進(jìn)行二組分混和物平均量與組分量計(jì)算的一種簡(jiǎn)便方法。凡可按M1n1 M2n2 （n1 + n2）計(jì)算的問(wèn)題，均可用十字交叉法計(jì)算的問(wèn)題，均可按十字交叉法計(jì)算，算式為： M1 n1（M2） M2 n2（M1） 式中，表示混和物的某平均量，M1、M2則表示兩組分對(duì)應(yīng)的量。如表示平均相對(duì)分子質(zhì)量，M1、M2則表示兩組分各自的分子量，n1、n2表示兩組分在混和物中所占的份額，n1n2在大多數(shù)情況下表示兩組分物質(zhì)的量之比，有時(shí)也可以是兩組分的質(zhì)量比，如在進(jìn)行有關(guān)溶液質(zhì)量百分比濃度的計(jì)算。十字交叉法常用于求算：混和氣體平均分子量及組成、混和氣體平均分子式及組成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反應(yīng)等。（1）混和氣體計(jì)算中的十字交叉法例1：在常溫下，將1體積氮?dú)?/p>