内容正文:
第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量、摩尔质量和气体摩尔体积
课程标准要求
学业质量水平
1.了解物质的量及其相关物理量摩尔质量和气体摩尔体积的涵义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。
认识物质的量在化学定量研究中的重要作用,能结合实验或生产、生活中的实际数据,应用物质的量计算物质的组成。(水平1)
一、物质的量及其单位——摩尔
1.基本物理量
基本物理量
长度
质量
时间
电流
热力学温度
物质的量
发光强度
基本
单位
米(m)
千克(kg)
秒(s)
安培(A)
开尔文(K)
摩尔(mol)
坎德拉(cad)
其中:通过物质的量可以把物质的质量、体积等宏观量与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。
2.摩尔:简称摩,符号mol,国际规定1 mol物质包含6.02214076×1023个基本单元(原子、分子或离子等微观粒子或它们的组合)。
3.阿伏加德罗常数:就是每摩尔物质所含的基本单元数,符号为NA,单位:mol-1即NA≈6.02×1023mol-1,在数值上约等于0.012_kg12C所含的原子数。
4.n、NA与N之间的关系: n=,利用该公式可进行物质的量和微粒数之间的换算。
5.物质的量:是用阿伏加德罗常数作为标准来衡量微粒集体所含微粒数多少的物理量。
6.微粒整体与部分的关系:1 mol AnBm中含有n mol A和m mol B,其推导过程如下:
二、摩尔质量
三、气体摩尔体积
1.气态物质特征:气体分子之间的平均距离比分子直径大得多,在粒子数目相同的情况下,气体体积的大小主要取决于气体分子之间的平均距离,在相同的温度和压强下,气体分子之间的平均距离近似相等,则1 mol任何气体的体积基本相同。
2.气体摩尔体积:一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占有的体积,其中:符号为Vm,常用单位为L·mol-1或m3·mol-1,标况(0 ℃,101 kPa)下Vm≈22.4_L·mol-1。
3.Vm、n与V的关系:Vm=,利用该公式可进行气体体积和气体物质的量之间的换算。
4.阿伏伽德罗定律:同温、同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子(即物质的量相同)。
1.巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)物质的量就是物质的微观粒子数目(×)
(2)1 mol任何物质中含有6.02×1023个分子(×)
(3)阿伏加德罗常数就是6.02×1023(×)
(4)氧的摩尔质量是32(×)
(5)2 mol H2O的摩尔质量是36 g·mol-1(×)
(6)标况下1 mol H2SO4的体积是22.4 L(×)
(7)标况下,0.5 mol氮气和氧气的混合气体的体积为11.2 L(√)
2.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,0.1 NA个水分子所占的体积约为2.24 L
B.11.2 L CO2的物质的量为0.5 mol
C.NH3的摩尔质量等于NA个氨分子的质量之和
D.常温常压下,18 mL水和32 g O2所含分子数均为NA
D [在标准状况下水不是气体,不能用气体摩尔体积来计算,A项错误;题中没有指明温度、压强,因此不能确定11.2 L CO2的物质的量就是0.5 mol,B项错误;NH3的相对分子质量为17,其摩尔质量为17 g·mol-1,NA个NH3分子的质量之和为17 g,三者在数值上相同,但单位不同,C项错误;常温常压下,18 mL水就是18 g水,其物质的量为1 mol,32 g O2的物质的量也是1 mol,二者都含有NA个分子,D项正确。]
学习任务一 物质的量及其相关物理量的理解及其换算
1.分析讨论,下列说法是否正确并说明其原因:
(1)1 mol大米和1 mol氧。
(2)水的摩尔质量就是1 mol H2O 的质量。
(3)标准状况下,水的摩尔体积是22.4 L。
(4)气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,则一定处于标准状况。
提示 (1)不正确,因为阿伏加德罗常数是一个很大的数目,物质的量不能用来表示宏观物体;用物质的量表示物质时,必须指明微粒的名称或具体的物质,1 mol氧的说法属于指代不明。
(2)不等于,因为水的摩尔质量18 g·mol-1, 1 mol H2O 的质量是18 g,二者虽然数值相等,但意义不同,单位不同。
(3)不正确,因为标准状况下水不是气体,不能用气体摩尔体积表示,且气体摩尔体积的单位是L·mol-1,而不是L。
(4)不一定,因为气体的体积受温度和压强两种因素影响。
2.计算填空:
(1)标况下 66 g CO2的体积是______