00知识清单——物质的量-(必背知识、课前诵读).docx

物质的量
一、物质的量　摩尔质量
1．物质的量(n)
(1)概念：物质的量是国际单位制中的七个基本物理量之一，表示含有一定数目粒子的集合体。符号为n，单位是摩尔(mol)
【微点拨】国际单位制(SI)的7个基本单位：
物理量
长度
质量
时间
电流
热力学温度
物质的量
发光强度
单位名称
米
千克
秒
安(培)
开(尔文)
摩尔
坎(德拉)
单位符号
m
kg
s
A
K
mol
cd
(2)摩尔(mol)：国际上规定，1 mol粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg 12C所含的碳原子数相同，约为6.02×1023
(3)物质的量的规范表示方法：
如：1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na＋或钠离子
(4)计量对象：微观粒子，微观粒子有：分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等
2．阿伏加德罗常数(NA)
(1)含义：1 mol任何物质所含的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为NA
(2)单位：mol－1
(3)数值：NA≈6.02×1023 mol－1
(4)物质的量与微粒数、阿伏加德罗常数之间的关系：n＝或N＝n·NA
【微点拨】阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023的区别：6.02×1023是个纯数值没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指1 mol任何微粒所含的粒子数，它与0.012 kg 12C所含的碳原子数相同，数值上约为6.02×1023
3．摩尔质量(M)
(1)概念：单位物质的量的物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量。符号为M
(2)单位：g·mol－1
(3)数值：以g·mol－1为单位，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量
(4)物质的量(n)、质量(m)与摩尔质量(M)之间的关系：n＝
【微点拨】
①摩尔质量、相对分子(或原子)质量、1 mol物质的质量在数值上是相同的，但三者的含义不同，单位不同
②摩尔质量的单位是g·mol－1，相对原子(分子)质量的单位是1，1 mol物质的质量单位是g
如：钠的摩尔质量为23 g·mol－1，钠的相对原子质量为23,1 mol钠的质量为23 g
二、气体的摩尔体积　阿伏加德罗定律
1．影响物质体积大小的因素
(1)粒子的大小——物质的本性)
(2)粒子间的距离——由温度与压强共同决定
(3)粒子的数目——物质的量的大小
【微点拨】①气体体积的主要影响因素：粒子的数目和粒子间的距离
②固体体积的主要影响因素：粒子的数目和粒子的大小
2．气体摩尔体积(Vm)
(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积，单位为L·mol－1(或L/mol)和m3/mol(或m3·mol－1)
(2)气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系：Vm＝ (V = n·Vm)
(3)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强
(4)计算时常用标准状况下的气体摩尔体积
①数值：标准状况下(0 ℃、101 kPa)，Vm≈22.4 L·mol－1
②标准状况下气体的物质的量：n＝ mol
【微点拨】
①22.4L/mol的理解：气体摩尔体积的数值与温度、压强有关；非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4 L/mol，也可能不是22.4 L/mol。故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也为22.4 L/mol
②使用对象：必须是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，如：水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体，不能用气体摩尔体积计算
③抓“两看”，突破气体与状况陷阱
一看：气体是否处于标准状况(0 ℃、101 kPa)
二看：标准状况下，物质是否是气态。常见干扰物质：
a．无机物Br2、SO3、H2O、HF等
b．有机物中碳原子数大于4的烃，如苯、己烷等
c．有机物中烃的衍生物CCl4、氯仿、乙醇等
3．阿伏加德罗定律及其推论
(1)阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同数目的分子(或气体的物质的量相同)
(2)阿伏加德罗定律的推论——理想气体状态方程为：pV＝nRT
由理想气体的状态方程结合物质的量的相关公式可以推出： pM =ρRT
[其中：p为气体压强；V为气体体积；n为物质的量；R为常数；T为温度(单位为开尔文，符号是K)；ρ密度；M摩尔质量；m质量；N气体的分子数]

公式
语言叙述
T、p相同

同温同压下，任何气体的体积之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比

同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比，也就是其相对分子质量之比
T、V相同

同温同体积时，任何气体的压强之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比
【微点拨】
①阿伏加德罗定律适用于任何气体，既包括单一气体，也包括混合气体，但不适用于非气体
②温度、压强、体积、分子数四个物理量相互制约，只要其中“三同”成立，第“四同”也成立，即“三同”定“一同”。如：
a．同温、同压下，相同物质的量的气体，气体体积相同
b．同温、同体积下，相同物质的量的气体，气体的压强相同
4．混合气体的平均摩尔质量()或平均相对分子质量
(1)混合气体的平均摩尔质量：
(2)根据混合气体中各组分的物质的量分数或体积分数求混合气体的平均摩尔质量
①＝＝＝M1a1%＋M2a2%＋…＋Miai%
其中ai%＝×100%，是混合气体中某一组分的物质的量分数。
②＝＝＝M1b1%＋M2b2%＋…＋Mibi%
其中bi%＝×100%，是混合气体中某一组分的体积分数
(3)已知混合气体的密度：＝×22.4
5．计算气体摩尔质量的5种方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝(定义式)
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M＝
推理过程：
特例：已知一个分子的质量，则M＝m(分子)×NA
(3)根据标准状况下气体的密度ρ：M＝ρ×22.4 L·mol－1，ρ的单位是g/L
推理过程：
如：标准状况下，0.4L某气体的质量为1.143g，则该气体的相对分子质量为：M=ρ×22.4 = 22.4L·mol－1× =64g·mol－1
(4)根据气体的相对密度(D＝)：＝D(相对密度)M1＝M2×D(相对密度)
推理过程：
如：某气体对氧气的相对密度为2.5，则该气体的相对分子质量为：M1=d×M2=2.5×32=80
(5)对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式M＝ρ×22.4(g·mol－1)、M1/M2＝D、M＝m/n、M＝NA·m/N
仍然成立。还可以用下式计算：，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)
三、物质的量浓度及其简单计算
1．物质的量浓度
(1)概念：表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量，符号为cB
(2)表达式：cB＝
(3)单位：mol·L－1或mol/L
(4)特点：对于某浓度的溶液，取出任意体积的溶液，其浓度、密度、质量分数相同，但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变
2．溶质的质量分数
(1)概念：以溶液里溶质质量m(B)与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量，一般用百分数表示
(2)表达式：w(B)＝×100%
3．溶解度
(1)概念：在一定温度下，某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解溶质的质量，单位是g
(2)表达式：S＝×100g
4．物质的量浓度计算的要素
(1)正确判断溶液的溶质
与水发生反应的物质，溶质发生变化，水量减少
如：Na、Na2O、Na2O2NaOH；
SO3H2SO4；NO2HNO3
特殊物质
如：NH3溶于水后溶质为NH3·H2O，但计算浓度时仍以NH3作为溶质
含结晶水的物质，溶质不变但水量增多
如：CuSO4·5H2OCuSO4；Na2CO3·10H2ONa2CO3
(2)准确计算溶液的体积
①c＝中的V是溶液的体积，不是溶剂的体积，也不是溶质和溶剂的体积之和，不能用水的体积代替溶液的体积，应根据V＝×10－3 L计算
②两溶液混合，溶液的体积并不是两液体体积的加和，应依据混合溶液的密度进行计算
(3)物质的量浓度(c)与溶质质量分数(w)的换算
设c为溶质的物质的量浓度，单位mol·L－1，ρ为溶液密度，单位g·cm－3，w为溶质的质量分数，M为溶质的摩尔质量，单位g·mol－1，按溶液体积为1 L，公式的推导如下：c＝＝＝ mol/L
(4)物质的量浓度(c)与溶解度(S)的换算
若某饱和溶液的密度为ρ g·cm－3，溶质的摩尔质量为M g·mol－1，溶解度为S g，则溶解度与物质的量浓度的表达式分别为：S＝，c＝＝
5．标况下气体溶于水，其物质的量浓度的计算
(1)气体溶于水，溶质是该气体与水反应生成的物质，NH3溶于水后主要溶质是NH3·H2O，但以NH3计算
(2)气体溶于水，溶液的体积不是溶剂的体积更不是气体体积与溶剂体积之和，应根据V＝进行计算
假定气体的摩尔质量为M g·mol－1，V L(标准状况下)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm－3

①先计算溶质的物质的量：n＝ mol
②再计算溶液的体积：V＝
＝×1×10－3 L·mL－1
＝ L
③后计算溶质的物质的量浓度：c＝＝＝ mol·L－1
6．溶液的稀释或混合的计算
(1)浓溶液稀释 (稀释规则：稀释前后溶质的质量和物质的量均不变)
①溶质的质量不变：m(浓)·w(浓)＝m(稀)·w(稀)；m(稀)＝m(浓)＋m(水)
②溶质的物质的量不变：c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)

(2)相同溶质两溶液混合
①同溶质不同溶质的质量分数的溶液的混合的计算 (混合规则：混合前后溶质的质量)
m1w1＋m2w2＝m(混)·w(混)，式中，m1＋m2＝m3 (质量有加和性)
即：w(混合)＝
②同溶质不同物质的量浓度的溶液的混合计算 (混合规则：混合前后溶质的物质的量不变)
c1V1＋c2V2＝c(混)·V(混)
a．混合后溶液体积保持不变时：c1V1＋c2V2＝c混×(V1＋V2)
b．混合后溶液体积发生改变时：c1V2＋c2V2＝c混V混，其中V(混)＝＝
7．相同溶质的溶液混合后其质量分数的计算
同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
等体积
混合
①当溶液密度大于1 g·cm－3 时，必然是溶液浓度越大，密度越大，等体积混合后，质量分数w>(a%＋b%)(如H2SO4、NaOH等)
②当溶液密度小于1 g·cm－3时，必然是溶液浓度越大，密度越小，等体积混合后，质量分数w<(a%＋b%)(如酒精溶液、氨水等)
等质量
混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1 g·cm－3还是ρ<1 g·cm－3)，则混合后溶液中溶质的质量分数
w＝(a%＋b%)
四、以物质的量为核心的各个化学计量之间的关系

相关公式
①n＝，n表示物质的量，NA表示阿伏加德罗常数，N表示粒子数
② n＝，m表示物质的质量，M表示摩尔质量
③n＝，V表示气体体积
④c＝，c表示物质的量浓度，V表示溶液的体积
⑤