第二节 化学计量在实验中的应用
【本节学习要点】
1.了解物质的量及其单位——摩尔;了解摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数和物质的量浓度的含义。
2.掌握物质的量、物质的质量、微粒数目、标准状况下气体体积之间的关系。
3.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法和应用。
【重难点讲解】
重难点一、物质的量及其单位
1.使用“物质的量”与“摩尔”时的注意事项
(1)物质的量
①“物质的量”四个字是一个整体概念,不得简化或增添任何字,如不能说成“物质量”“物质的质量”或“物质的数量”等。
②物质的量是七个基本物理量之一;同“时间”,“长度”等一样,其单位是摩尔。
③物质的量表示的是微观粒子或微观粒子的特定组合的集合体,不适用于宏观物质,如1 mol苹果的说法是错误的。
④物质的量中所指粒子包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等微观粒子或微观粒子的特定组合(如NaCl、Na2SO4等)。
(2)摩尔
使用摩尔作单位时必须用化学式指明粒子的种类,如1 mol H表示1摩尔氢原子,1 mol H2表示1摩尔氢分子,1 mol H+表示1摩尔氢离子。不能说1 mol氢,应该说1 mol氢原子(或分子或离子)。
2.阿伏加德罗常数NA
阿伏加德罗常数是一个物理量,单位是mol-1,而不是纯数。
不能误认为NA就是6.02×1023。
3.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系
摩尔质量(M) 相对原子质量 相对分子质量
概念 ①单位物质的量的物质所具有的质量;②单位是g/mol或kg/mol ①一个原子的质量与12C的1/12作比较,所得的比值;②单位:无 ①化学式中各元素相对原子质量之和;②单位:无
单位
联系 摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量;混合物组成一定时,1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量,在数值上等于该混合物的平均相对分子质量
特别提醒 ①1 mol任何粒子的质量以克为单位时,在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。
②“摩尔质量在数值上一定等于该物质的相对分子质量或相对原子质量”。这句话对否?为什么?
不对。因为摩尔质量的单位有g•mol-1或kg•mol-1等,只有以g•mol-1为单位时,在数值上才与微观粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。
③两种原子的质量之比与其相对原子质量之比有何关系?为什么?
相等。因为任何一种原子的相对原子质量,都是以12C质量的1/12为标准所得的比值。所以,任何原子的质量之比,就等于它们的相对原子质量之比。
4.物质的量n、质量m、粒子数目N之间的关系
计算关系
式(公式) 主要应用 注意事项
n=NNA
在n、N和NA中,已知任意两项求第三项 ①NA有单位:mol-1
②求n或N时,概念性问题用NA;数字性问题用6.02×1023 mol-1
M=mn
①在M、n和m中,已知任意两项求第三项
②先求M,后求Mr M的单位取g/mol时,m的单位取g;M的单位取kg/mol时,m的单位取kg
m÷M×Mn
×NA÷NAN
①在m、NA、M和N中,已知任意三项求第四项
②以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题 ①重视n在m和N之间的桥梁作用
②与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
重难点二、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气态物质,可以是单一气体,也可以是混合气体,如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。
2.气体摩尔体积的数值
(1)气体摩尔体积的数值与温度和压强有关
(2)标准状况下任何气体的气体摩尔体积为22.4 L•mol-1
(3)非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L•mol-1,也可能不是22.4 L•mol-1。1 mol气体的体积若为22.4 L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273℃和202 kPa时,Vm为22.4 L•mol-1。
特别提醒 利用22.4 L•mol-1计算或判断时一定要看清气体所处的状况。常出现的错误:
①忽视物质在标准状况下的状态是否为气态,如水在标准状况下为液态,计算该条件下的体积时不能应用22.4 L•mol-1。
②忽视气体所处的状态是否为标准状况,如“常温常压下2 mol O2的体积为44.8 L”的说法是错误的,因常温常压下气体摩尔体积不是22.4 L•mol-1。
3.气体体积与其他物理量的关系