内容正文:
第二章
海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
一、物质的量
1.定义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的 ,符号为n。
2.单位:物质的量的单位为摩尔,简称摩,符号为 。1 mol粒子集合体所含的粒子数约为 。
3.国际单位制(SI)的7个基本单位
物理量
质量
电流
热力学
温度
物质
的量
发光
强度
单位
(符号)
米(m)
秒(s)
安(A)
开(K)
坎(cd)
4.摩尔的使用
(1)mol可以计量所有微观粒子(包括 、 、 、 、 、 、 等),如1 mol Fe、1 mol O2、1 mol OH-、1 mol e-等。不能计量宏观粒子,不能说1 mol大米。
(2)用mol作单位时,必须指明粒子种类,且粒子种类要用 或粒子符号。
5.物质与构成粒子的物质的量关系
(1)Na2CO3——2Na+——CO——3O
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol
(2)H2SO4——2H——S——4O
1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
二、阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是 ,单位是mol-1。NA= 。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系: 。
三、摩尔质量
1.定义及符号: 的物质具有的质量,符号为 。
2.定义式:M=。
3.单位:g/mol或g·mol-1。
4.数值:以g/mol为单位时,数值与该粒子的 相等 。
5.示例:M(Na)= ,M(KCl)= ,M(CO)= ,M(Na2CO3)= 。
四、关于物质的量的简单计算
1.基本关系式
(1)n=(n表示物质的量,N表示粒子数)。
关系式中NA的单位是 。
(2)M=(M为摩尔质量,m为物质的质量)。
在M、n和m中,已知任意两项求第三项;若M的单位是 时,则m的单位是g。
2.恒等关系式
由基本关系式n=和n=可得恒等关系式:=。在 N、NA、m、M中,已知任意三项可求第四项。一般情况下,NA、M是已知的,则N与m可互求。
五、影响物质体积大小的因素
六、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积概念
2.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol 气体的体积不一定是22.4 L,因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状况。
(2)1种状态:必须为气体。水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol ”“约22.4 L”。
3.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是 ,可以是单一组分的 ,也可以是 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。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生 反应。
七、阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
可总结为“三同定一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的 。
2.阿伏加德罗定律的推论
类型
描 述
关 系
三正比
同温同压下,气体的体积之比等于它们的物质的量之比
同温同体积下,气体的压强之比等于它们的物质的量之比
同温同压下,气体的密度之比等于它们的摩尔质量之比
二反比
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
一连比
同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
八、物质的量浓度
1.溶质的质量分数
(1)定义:溶液中的溶质质量与 质量之比。
(2)定义式:w= 。
(3)20%的NaCl溶液可表示 。
2.物质的量浓度
(1)定义:单位体积的 里所含溶质B的 。符号为cB。
(2)定义式及单位:cB=,单位 。
(3)意义:1 mol/L NaCl溶液表示 。
九、配制一定物质的量浓度的溶液
1.主要仪器
(1)托盘天平(或分析天平)、烧杯、 、 、 、量筒。
(2)容量瓶的结构与规格
(3)容量瓶的查漏方法
使用前要检查容量瓶是否 ,检查方法:加水→塞瓶塞→ →观察是否漏水→正立→瓶塞旋转 →倒立→观察是否漏水。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
(2)配制示例——配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
注:n、V一列用“偏小”“无影响”或“偏大”填写,c一列用“偏低”“无影响”“偏高”填写。(注:表格中“/”表示对n或V无影响。)
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
/
称量NaOH时使用滤纸
/
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
/
用量筒量取浓硫酸时俯视
/
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
/
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
/
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
转移时有少量溶液流到容量瓶外
/
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
/
定容
定容时仰视刻度线
/
定容时俯视刻度线
/
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
/
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
易错提醒:
(1)“物质的量”是一个专有名词。不能拆解,更不能理解成物质的质量。
(2)表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类,如1 mol氧的说法错误,应是1 mol氧原子或1 mol O2。
易错提醒:
NA的基准是1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023,表示微观粒子数目时,可以用NA来表示,也可以用6.02×1023 mol-1表示,如1 mol O2中含有氧分子数为NA个或6.02×1023个
归纳总结:
对22.4L·mol-1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22.4L·mol-1,也可能不是22.4L·mol-1。故1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况。
易错提醒:
(1)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等,物质的量相等,但原子数不一定相等。
(2)阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。
(3)同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要有三个量相同,第四个量必定相同,即“三同”推“一同”,“两同”定“比例”。
(4)注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
①标准状况下为非气态的物质如H2O、SO3、己烷、CHCl3、HF、CCl4、乙醇、苯等。
②物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
归纳总结:
(1)B表示溶液中的任意溶质,可以是分子、离子等。
(2)溶质用物质的量表示,而不是质量,如给出溶质的质量或气体的体积时,要换算成物质的量。
(3)V指“溶液的体积”,而不是“溶剂的体积”或“溶质的体积+溶剂的体积”,V的单位为升(L)。
(4)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取溶液体积的不同而变化。
1.物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受“温度、压强”外界条件的影响。
2.使用“22.4 L·mol-1”时:一看物质是否为“气体”,二看“气体”是否处在“标准状况”。
3.阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混合气体),但对固体、液体不适用。
4.在气体体积、物质的量、温度、压强四个量中,只要其中三个量相同,则第四个量必相同。
5.标准状况下,1 mol 气体的体积是22.4 L,但当1 mol 气体的体积是22.4 L时,不一定是标准状况,因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件,非标准状况下1 mol气体的体积也可能是22.4 L!
6.气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
7.阿伏加德罗常数的标准是人为规定的。如果改变了它的标准,则摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等均发生改变。而质量、粒子数、一定质量的气体体积、气体密度等客观存在因素并不会因此而改变!
8.若给出气体的物质的量或质量:粒子数与外界条件无关。
9.使用物质的量时应注意的问题
(1)用物质的量描述宏观物质。
(2)描述的对象不明确。如1 mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1 mol N2表示1 mol氮分子,1 mol N表示1 mol氮原子。
(3)换算错误。如1 mol CH4中含有4 mol H,而不是1 mol H。
10.物质的量浓度配制注意事项
①在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,应洗净容量瓶,重新配制。
②配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响实验结果。
③定容时俯视、仰视对结果的影响
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏低。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏高。
11.溶液中溶质的几种特殊情况
(1)某些物质溶于水后与水发生反应生成了新物质,此时溶质为反应后的生成物,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,溶质为NaOH,SO3H2SO4,溶质为H2SO4。
(2)带有结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水时,其溶质是CuSO4,而不是CuSO4·5H2O。
(3)NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
12.混合后溶液的体积
(1)单位体积的溶液(1 L),注意溶液的体积不等于溶剂的体积;
(2)若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和。
(3)若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
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第二章
海水中的重要元素——钠和氯
第三节 物质的量
一、物质的量
1.定义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n。
2.单位:物质的量的单位为摩尔,简称摩,符号为mol。1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023。
3.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
(符号)
米(m)
千克(kg)
秒(s)
安(A)
开(K)
摩(mol)
坎(cd)
4.摩尔的使用
(1)mol可以计量所有微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等),如1 mol Fe、1 mol O2、1 mol OH-、1 mol e-等。不能计量宏观粒子,不能说1 mol大米。
(2)用mol作单位时,必须指明粒子种类,且粒子种类要用化学式或粒子符号。
5.物质与构成粒子的物质的量关系
(1)Na2CO3——2Na+——CO——3O
1 mol 2 mol 1 mol 3 mol
(2)H2SO4——2H——S——4O
1 mol 2 mol 1 mol 4 mol
二、阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是NA,单位是mol-1。NA=6.02×1023_mol-1。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n=。
三、摩尔质量
1.定义及符号:单位物质的量的物质具有的质量,符号为M。
2.定义式:M=。
3.单位:g/mol或g·mol-1。
4.数值:以g/mol为单位时,数值与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等 。
5.示例:M(Na)=23g/mol,M(KCl)=74.5g/mol,M(CO)=60g/mol,M(Na2CO3)=106g/mol。
四、关于物质的量的简单计算
1.基本关系式
(1)n=(n表示物质的量,N表示粒子数)。
关系式中NA的单位是mol-1。
(2)M=(M为摩尔质量,m为物质的质量)。
在M、n和m中,已知任意两项求第三项;若M的单位是g·mol-1时,则m的单位是g。
2.恒等关系式
由基本关系式n=和n=可得恒等关系式:=。在 N、NA、m、M中,已知任意三项可求第四项。一般情况下,NA、M是已知的,则N与m可互求。
五、影响物质体积大小的因素
【答案】大小 数目 距离
六、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积概念
【答案】单位物质的量 22.4 温度 压强 气体
2.标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol 气体的体积不一定是22.4 L,因此在使用气体摩尔体积时,一定要看清气体所处的状况。
(2)1种状态:必须为气体。水、酒精、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol ”“约22.4 L”。
3.气体摩尔体积的适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体,可以是单一组分的气体,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。需要注意的是混合气体中气体之间不能发生化学反应。
七、阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
可总结为“三同定一同”,即同温、同压、同体积的气体,具有相同的 。
【答案】分子数 分子数
2.阿伏加德罗定律的推论
类型
描 述
关 系
三正比
同温同压下,气体的体积之比等于它们的物质的量之比
同温同体积下,气体的压强之比等于它们的物质的量之比
同温同压下,气体的密度之比等于它们的摩尔质量之比
二反比
同温同压下,相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质量成反比
同温同体积时,相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔质量成反比
一连比
同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于它们的摩尔质量之比,也等于它们的密度之比
【答案】
八、物质的量浓度
1.溶质的质量分数
(1)定义:溶液中的溶质质量与溶液质量之比。
(2)定义式:w=×100%。
(3)20%的NaCl溶液可表示100_g_NaCl溶液中含有NaCl 20 g。
2.物质的量浓度
(1)定义:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量。符号为cB。
(2)定义式及单位:cB=,单位mol/L(或mol·L-1)。
(3)意义:1 mol/L NaCl溶液表示1 L NaCl溶液中含有1 mol NaCl。
九、配制一定物质的量浓度的溶液
1.主要仪器
(1)托盘天平(或分析天平)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒。
(2)容量瓶的结构与规格
(3)容量瓶的查漏方法
使用前要检查容量瓶是否漏水,检查方法:加水→塞瓶塞→倒立→观察是否漏水→正立→瓶塞旋转180°→倒立→观察是否漏水。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
(2)配制示例——配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液
3.配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
注:n、V一列用“偏小”“无影响”或“偏大”填写,c一列用“偏低”“无影响”“偏高”填写。(注:表格中“/”表示对n或V无影响。)
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
偏小
/
偏低
称量NaOH时使用滤纸
偏小
/
偏低
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
偏大
/
偏高
用量筒量取浓硫酸时俯视
偏小
/
偏低
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
偏大
/
偏高
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
偏小
/
偏低
冷却、
转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
偏小
偏高
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
无影响
转移时有少量溶液流到容量瓶外
偏小
/
偏低
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
偏小
/
偏低
定容
定容时仰视刻度线
/
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
/
偏小
偏高
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
偏小
/
偏低
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
偏大
偏低
易错提醒:
(1)“物质的量”是一个专有名词。不能拆解,更不能理解成物质的质量。
(2)表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类,如1 mol氧的说法错误,应是1 mol氧原子或1 mol O2。
易错提醒:
NA的基准是1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023,表示微观粒子数目时,可以用NA来表示,也可以用6.02×1023 mol-1表示,如1 mol O2中含有氧分子数为NA个或6.02×1023个
归纳总结:
对22.4L·mol-1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22.4L·mol-1,也可能不是22.4L·mol-1。故1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况。
易错提醒:
(1)同温、同压、同体积的任何气体的分子数相等,物质的量相等,但原子数不一定相等。
(2)阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。
(3)同温、同压、同体积、同分子数,这“四同”相互制约,只要有三个量相同,第四个量必定相同,即“三同”推“一同”,“两同”定“比例”。
(4)注意“标准状况”“常温常压”等外界条件
①标准状况下为非气态的物质如H2O、SO3、己烷、CHCl3、HF、CCl4、乙醇、苯等。
②物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受外界条件的影响。
归纳总结:
(1)B表示溶液中的任意溶质,可以是分子、离子等。
(2)溶质用物质的量表示,而不是质量,如给出溶质的质量或气体的体积时,要换算成物质的量。
(3)V指“溶液的体积”,而不是“溶剂的体积”或“溶质的体积+溶剂的体积”,V的单位为升(L)。
(4)一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取溶液体积的不同而变化。
1.物质的质量、摩尔质量、微粒个数不受“温度、压强”外界条件的影响。
2.使用“22.4 L·mol-1”时:一看物质是否为“气体”,二看“气体”是否处在“标准状况”。
3.阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混合气体),但对固体、液体不适用。
4.在气体体积、物质的量、温度、压强四个量中,只要其中三个量相同,则第四个量必相同。
5.标准状况下,1 mol 气体的体积是22.4 L,但当1 mol 气体的体积是22.4 L时,不一定是标准状况,因为影响气体体积的因素是温度、压强两个条件,非标准状况下1 mol气体的体积也可能是22.4 L!
6.气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
7.阿伏加德罗常数的标准是人为规定的。如果改变了它的标准,则摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等均发生改变。而质量、粒子数、一定质量的气体体积、气体密度等客观存在因素并不会因此而改变!
8.若给出气体的物质的量或质量:粒子数与外界条件无关。
9.使用物质的量时应注意的问题
(1)用物质的量描述宏观物质。
(2)描述的对象不明确。如1 mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1 mol N2表示1 mol氮分子,1 mol N表示1 mol氮原子。
(3)换算错误。如1 mol CH4中含有4 mol H,而不是1 mol H。
10.物质的量浓度配制注意事项
①在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,应洗净容量瓶,重新配制。
②配制时完全不需要计算水的用量,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响实验结果。
③定容时俯视、仰视对结果的影响
仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大,所配浓度偏低。俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小,所配浓度偏高。
11.溶液中溶质的几种特殊情况
(1)某些物质溶于水后与水发生反应生成了新物质,此时溶质为反应后的生成物,如Na、Na2O、Na2O2NaOH,溶质为NaOH,SO3H2SO4,溶质为H2SO4。
(2)带有结晶水的物质如CuSO4·5H2O溶于水时,其溶质是CuSO4,而不是CuSO4·5H2O。
(3)NH3溶于水后溶质为NH3·H2O,但计算浓度时是以NH3分子作为溶质。
12.混合后溶液的体积
(1)单位体积的溶液(1 L),注意溶液的体积不等于溶剂的体积;
(2)若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和。
(3)若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)==来计算。
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