第二章-化学基本量及计算

第二章化学基本量及其计算

1．能够说出物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积的概念。

2．学会物质的量、摩尔质量、基本单元数、气体摩尔体积的有关计算。

3．知道阿伏加德罗常数与阿伏加德罗定律学习目标第一节物质的量一、物质的量及其单位物质的量与长度、质量、温度、时间等一样，是7个国际单位制（SI）中的一种基本物理量。物质的量是一个整体，它是一个专用名词，不可拆分，是一个基本物理量。物质的量的单位是摩尔在表述物质的量时，应指明其基本单元。基本单元可以是分子、原子、离子等微粒，也可以是这些微粒的特定组合，一般用化学式来表示第一节物质的量

书写物质的量n时，应在n的右下角或用括号的形式标明其基本单元。例如：

氢原子的物质的量记做nH或n（H）

水分子的物质的量记做nH2O或n（H2O）

钠离子的物质的量记做nNa+或n（Na+）微粒B的物质的量记做nB或n（B）第一节物质的量1mol定义：科学上规定，0.012kg12C（原子核内有6个质子和6个中子的碳原子）所含的碳原子数就是1mol。阿伏伽德罗常数(NA)：1mol任何物质都含有6.02×1023个基本单元。第一节物质的量1mol物质含有的基本单元数表示如下：

1molC含有6.02×1023个C原子；

1molS含有6.02×1023个S原子；

lmolCO2含有6.02×1023个CO2分子；

1molH2O含有6.02×1023个H2O分子；

1molH+含有6.02×1023个H+离子；

1molOH-含有6.02×1023个0H-离子；

1molH2SO4含有6.02×1023个H2SO4分子；

lmol电子含有6.02×1023个电子；第一节物质的量摩尔能将不可计量的微粒与可计量的宏观物质联系起来。例如：化学方程式H2+Cl2

＝2HCl

分子数之比112

扩大6.02×1023倍l×6.02×1023个

1×6.02×1023个

2×6.02×1023个

物质的量之比1mol1mol2mol

质量之比2g71g73g在实际应用中也经常用到千摩尔、毫摩尔、微摩尔等单位：

1kmol＝1000mol

1mol＝1000mmol

1mmol＝1000µmol小结第一节物质的量二、摩尔质量（一）摩尔质量

摩尔质量就是物质B的质量除以物质的量。或者说1mol物质B的质量，就叫摩尔质量。即：

用符号表示为:第一节物质的量摩尔质量的符号用M表示，单位是g∕mol。表明时应在M的右下角或用括号的形式标明物质的化学式，例如：MH

，M（H）；MCO2’M（CO2）.

1mol任何物质所含的微粒数是相同的，都是6.02×1023个。但由于不同微粒的质量不同，因此，不同物质的摩尔质量也是不同的.摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子（原子）质量第一节物质的量（二）原子、分子、离子的摩尔质量1．原子的摩尔质量任何原子的摩尔质量，就是以g/mol为单位，数值上都等于该种原子的的相对原子质量。例如：H的相对原子质量是1，1molH的质量是1克，H的摩尔质量M（H）＝1g/mol。O的相对原子质量是16，1molO的质量是16克，O的摩尔质量M（O）＝16g/mol。Fe的相对原子质量是56，1molFe的质量是56克，Fe的摩尔质量M（Fe）＝56g/mol第一节物质的量2．分子的摩尔质量由于分子是由原子构成的，因此，分子的摩尔质量，就是以g/mol为单位，在数值上等于该种分子的相对分子质量。例如：CO2的相对分子质量是44，1molCO2的质量44克，CO2的摩尔质量M(CO2)＝44g/mol。H2O的相对分子质量是18，1molH2O的质量是18克，H2O的摩尔质量M（H2O）＝18g/mol。O2的相对分子质量是32，1molO2的质量是32克，O2的摩尔质量M（O2）＝32g/mol。第一节物质的量3．离子的摩尔质量原子得到或失去电子成为离子。由于一个电子的质量只有一个质子的质量的1/1836，所以原子得到或失去电子可以认为原子的相对原子质量不变，所以，离子的摩尔质量，就是以g/mol为单位，在数值上等于该种离子的化学式量。例如：Cl-的化学式量是35.5，1molCl-的质量是35.5克，Cl-的摩尔质量M（Cl-）＝35.5g/molOH-的化学式量是17，1molOH-的质量是17克，OH-的摩尔质量M（OH-）＝17g∕mol小结第一节物质的量三、物质的量及有关计算

（一）已知物质的质量，求其物质的量

例2-1计算54g水的物质的量是多少?

解已知：水的相对分子质量是18，水的摩尔质量是18g/mol，m（H2O）=54g

答：54g水的物质的量是3mol根据公式

得：第一节物质的量（二）已知物质的量，求质量

根据公式

m＝n（H2S04）M（H2S04）＝2.5mol×98g∕mol＝245g

答：2.5mol硫酸的质量是245g。例2-22.5mol硫酸的质量是多少克?解已知H2S04的相对分子质量是98，H2S04的摩尔质量是98g∕mol。第一节物质的量（三）已知物质的质量，求其物质的量和微粒个数n（H2S04）=49g/98g/mol=0.5molN（H2S04）=n（H2S04）NA=0.5mol×6.02×1023=3.01×1023(个)

答：49g硫酸的物质的量是0.5mol；含有3.01×1023个硫酸分子。例2-349g硫酸的物质的量是多少?含有多少个硫酸分子?根据公式解已知H2S04的相对分子质量是98，硫酸的摩尔质量是98g∕mol。m（H2SO4）=49g第一节物质的量例2-4多少克铁和3g碳的原子个数相同？解根据阿伏加德罗定律，物质的量相同，物质的基本单元数也相同。

已知碳的摩尔质量是12g/mol，质量是3g,根据公式

n(C)=m(C)/M(C)=0.25mol

则n（Fe）＝n（C）＝0.25mol

铁的摩尔质量是56g/mol，铁的质量为：

m（Fe）＝nM＝0.25mol×56g/mol＝14g

答：14g铁和3g碳的原子个数相同。得第一节物质的量（四）物质的量在化学方程式计算中的应例2-5制备1.5molO2，需要分解多少克KClO3？解已知n（O2）=1.5mol

设需要分解KClO3的物质的量为x2KClO3

＝2KCl+3O2↑

2mol3mol

xmol1.5mol

2mol：3mol＝x：1.5mol

x＝1mol

m（KClO3）＝n（KClO3）M（KClO3）＝1mol×122.5g∕mol=122.5g

答：制备1.5molO2需要分解122.5gKClO3*第二节气体摩尔体积一、摩尔体积1mol物质在一定条件下所占有的体积就叫做摩尔体积。用符号Vm表示。20℃（293K）时，几种固态和液态物质的摩尔体积。见下表物质名称

摩尔体积Vm（cm3/mol）

物质名称

摩尔体积Vm（cm3/mol）铁

7.1水

1.8铝

10硫酸

54.1铅

18.33蔗糖

215.5由此看出，固态或液态物质的摩尔体积是不相同的

几种固态和液态物质的摩尔体积（293K）*第二节气体摩尔体积二、气体摩尔体积几种气体在标准状况（温度273.15K和压强为101.325kPa）下的摩尔体积。物质名称摩尔质量（M）（g/mol）密度（ρ）(g/L)摩尔体积（Vm）(L/mol)近似值氧气

32.001.42922.39氢气

2.020.09022.42≈22.4氮气

28.021.25122.41二氧化碳

44.011.97722.26由此可见：1mol任何气体所占的体积都约是22.4L，这个体积称为气体的摩尔体积。符号Vm,o

；单位L/mol，即Vm,o=22.4L/mol。

（一）含义*第二节气体摩尔体积为什么1mol的固体或液体物质的体积不相同，而1mo1气体物质在标准状况下所占的体积几乎都相同呢?

我们知道，物质的体积主要由两个方面决定：一是微粒的大小，二是微粒间的距离。对于固体和液体物质来说，由于微粒间排列紧密，微粒间的距离很少，固态和液态物质的体积主要由微粒的大小决定，物质不同，微粒的大小不同，所以，固态或液态物质的摩尔体积就不同。对于气体物质，气体分子与分子之间排列非常疏松，分子间的距离很大，而分子的体积很小，可以忽略分子的大小对体积的影响，气体的体积主要取决于分子间的平均距离。在同温同压下，不同气体分子间的平均距离基本相同，因而1mol的任何气体分子占据的体积就基本相同，在标准状况下都约22.4L。*第二节气体摩尔体积在同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子，这一规律称为阿伏加德罗定律。

注意：阿伏加德罗定律仅适用于气体物质，而不适用于固态和液态物质，因为固态和液态物质微粒间的距离比气体小得多，微粒本身的大小不能忽略不计，它们的体积不仅与分子数有关，而且与微粒本身大小有关。*第二节气体摩尔体积（二）关于气体摩尔体积的计算注意：气体摩尔体积的计算仅适用于标准状况下的气体。

*第二节气体摩尔体积1．已知气体的质量，计算在标准状况下气体的体积。例2-6计算48g氧气在标准状况下的体积是多少升?解（1）计算48g氧气的物质的量已知氧气的相对分子质量是32，氧气的摩尔质量是32g∕mol。根据公式*第二节气体摩尔体积（2）计算1.5mol氧气在标准状况下的体积已知Vm,o=22.4L/mol

根据公式

V＝nVm,o

＝1.5mol×22.4L∕mol＝33.6L

答：48g氧气在标准状况下的体积是33.6L。*第二节气体摩尔体积2．已知在标准状况下气体的体积，求气体的质量例2-7计算在标准状况下33.6L氨气的质量是多少克?解（1）计算氨气的物质的量已知V＝33.6L

Vm,o＝22.4L/mol根据公式

*第二节气体摩尔体积（2）计算氨气的质量已知氨气的摩尔质量M（NH3）＝17g/molm（NH3）＝nM＝1.5mol×17g∕mol＝25.5g答：在标准状况下33.6L氨气的