第二章-化學基本量及計算

第二章化學基本量及其計算

1．能夠說出物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積的概念。

2．學會物質的量、摩爾質量、基本單元數(shù)、氣體摩爾體積的有關計算。

3．知道阿伏加德羅常數(shù)與阿伏加德羅定律學習目標第一節(jié)物質的量一、物質的量及其單位物質的量與長度、質量、溫度、時間等一樣，是7個國際單位制（SI）中的一種基本物理量。物質的量是一個整體，它是一個專用名詞，不可拆分，是一個基本物理量。物質的量的單位是摩爾在表述物質的量時，應指明其基本單元?；締卧梢允欠肿?、原子、離子等微粒，也可以是這些微粒的特定組合，一般用化學式來表示第一節(jié)物質的量

書寫物質的量n時，應在n的右下角或用括號的形式標明其基本單元。例如：

氫原子的物質的量記做nH或n（H）

水分子的物質的量記做nH2O或n（H2O）

鈉離子的物質的量記做nNa+或n（Na+）微粒B的物質的量記做nB或n（B）第一節(jié)物質的量1mol定義：科學上規(guī)定，0.012kg12C（原子核內(nèi)有6個質子和6個中子的碳原子）所含的碳原子數(shù)就是1mol。阿伏伽德羅常數(shù)(NA)：1mol任何物質都含有6.02×1023個基本單元。第一節(jié)物質的量1mol物質含有的基本單元數(shù)表示如下：

1molC含有6.02×1023個C原子；

1molS含有6.02×1023個S原子；

lmolCO2含有6.02×1023個CO2分子；

1molH2O含有6.02×1023個H2O分子；

1molH+含有6.02×1023個H+離子；

1molOH-含有6.02×1023個0H-離子；

1molH2SO4含有6.02×1023個H2SO4分子；

lmol電子含有6.02×1023個電子；第一節(jié)物質的量摩爾能將不可計量的微粒與可計量的宏觀物質聯(lián)系起來。例如：化學方程式H2+Cl2

＝2HCl

分子數(shù)之比112

擴大6.02×1023倍l×6.02×1023個

1×6.02×1023個

2×6.02×1023個

物質的量之比1mol1mol2mol

質量之比2g71g73g在實際應用中也經(jīng)常用到千摩爾、毫摩爾、微摩爾等單位：

1kmol＝1000mol

1mol＝1000mmol

1mmol＝1000μmol小結第一節(jié)物質的量二、摩爾質量（一）摩爾質量

摩爾質量就是物質B的質量除以物質的量?；蛘哒f1mol物質B的質量，就叫摩爾質量。即：

用符號表示為:第一節(jié)物質的量摩爾質量的符號用M表示，單位是g∕mol。表明時應在M的右下角或用括號的形式標明物質的化學式，例如：MH

，M（H）；MCO2’M（CO2）.

1mol任何物質所含的微粒數(shù)是相同的，都是6.02×1023個。但由于不同微粒的質量不同，因此，不同物質的摩爾質量也是不同的.摩爾質量在數(shù)值上等于該物質的相對分子（原子）質量第一節(jié)物質的量（二）原子、分子、離子的摩爾質量1．原子的摩爾質量任何原子的摩爾質量，就是以g/mol為單位，數(shù)值上都等于該種原子的的相對原子質量。例如：H的相對原子質量是1，1molH的質量是1克，H的摩爾質量M（H）＝1g/mol。O的相對原子質量是16，1molO的質量是16克，O的摩爾質量M（O）＝16g/mol。Fe的相對原子質量是56，1molFe的質量是56克，F(xiàn)e的摩爾質量M（Fe）＝56g/mol第一節(jié)物質的量2．分子的摩爾質量由于分子是由原子構成的，因此，分子的摩爾質量，就是以g/mol為單位，在數(shù)值上等于該種分子的相對分子質量。例如：CO2的相對分子質量是44，1molCO2的質量44克，CO2的摩爾質量M(CO2)＝44g/mol。H2O的相對分子質量是18，1molH2O的質量是18克，H2O的摩爾質量M（H2O）＝18g/mol。O2的相對分子質量是32，1molO2的質量是32克，O2的摩爾質量M（O2）＝32g/mol。第一節(jié)物質的量3．離子的摩爾質量原子得到或失去電子成為離子。由于一個電子的質量只有一個質子的質量的1/1836，所以原子得到或失去電子可以認為原子的相對原子質量不變，所以，離子的摩爾質量，就是以g/mol為單位，在數(shù)值上等于該種離子的化學式量。例如：Cl-的化學式量是35.5，1molCl-的質量是35.5克，Cl-的摩爾質量M（Cl-）＝35.5g/molOH-的化學式量是17，1molOH-的質量是17克，OH-的摩爾質量M（OH-）＝17g∕mol小結第一節(jié)物質的量三、物質的量及有關計算

（一）已知物質的質量，求其物質的量

例2-1計算54g水的物質的量是多少?

解已知：水的相對分子質量是18，水的摩爾質量是18g/mol，m（H2O）=54g

答：54g水的物質的量是3mol根據(jù)公式

得：第一節(jié)物質的量（二）已知物質的量，求質量

根據(jù)公式

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

答：2.5mol硫酸的質量是245g。例2-22.5mol硫酸的質量是多少克?解已知H2S04的相對分子質量是98，H2S04的摩爾質量是98g∕mol。第一節(jié)物質的量（三）已知物質的質量，求其物質的量和微粒個數(shù)n（H2S04）=49g/98g/mol=0.5molN（H2S04）=n（H2S04）NA=0.5mol×6.02×1023=3.01×1023(個)

答：49g硫酸的物質的量是0.5mol；含有3.01×1023個硫酸分子。例2-349g硫酸的物質的量是多少?含有多少個硫酸分子?根據(jù)公式解已知H2S04的相對分子質量是98，硫酸的摩爾質量是98g∕mol。m（H2SO4）=49g第一節(jié)物質的量例2-4多少克鐵和3g碳的原子個數(shù)相同？解根據(jù)阿伏加德羅定律，物質的量相同，物質的基本單元數(shù)也相同。

已知碳的摩爾質量是12g/mol，質量是3g,根據(jù)公式

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

則n（Fe）＝n（C）＝0.25mol

鐵的摩爾質量是56g/mol，鐵的質量為：

m（Fe）＝nM＝0.25mol×56g/mol＝14g

答：14g鐵和3g碳的原子個數(shù)相同。得第一節(jié)物質的量（四）物質的量在化學方程式計算中的應例2-5制備1.5molO2，需要分解多少克KClO3？解已知n（O2）=1.5mol

設需要分解KClO3的物質的量為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：制備1.5molO2需要分解122.5gKClO3*第二節(jié)氣體摩爾體積一、摩爾體積1mol物質在一定條件下所占有的體積就叫做摩爾體積。用符號Vm表示。20℃（293K）時，幾種固態(tài)和液態(tài)物質的摩爾體積。見下表物質名稱

摩爾體積Vm（cm3/mol）

物質名稱

摩爾體積Vm（cm3/mol）鐵

7.1水

1.8鋁

10硫酸

54.1鉛

18.33蔗糖

215.5由此看出，固態(tài)或液態(tài)物質的摩爾體積是不相同的

幾種固態(tài)和液態(tài)物質的摩爾體積（293K）*第二節(jié)氣體摩爾體積二、氣體摩爾體積幾種氣體在標準狀況（溫度273.15K和壓強為101.325kPa）下的摩爾體積。物質名稱摩爾質量（M）（g/mol）密度（ρ）(g/L)摩爾體積（Vm）(L/mol)近似值氧氣

32.001.42922.39氫氣

2.020.09022.42≈22.4氮氣

28.021.25122.41二氧化碳

44.011.97722.26由此可見：1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L，這個體積稱為氣體的摩爾體積。符號Vm,o

；單位L/mol，即Vm,o=22.4L/mol。

（一）含義*第二節(jié)氣體摩爾體積為什么1mol的固體或液體物質的體積不相同，而1mo1氣體物質在標準狀況下所占的體積幾乎都相同呢?

我們知道，物質的體積主要由兩個方面決定：一是微粒的大小，二是微粒間的距離。對于固體和液體物質來說，由于微粒間排列緊密，微粒間的距離很少，固態(tài)和液態(tài)物質的體積主要由微粒的大小決定，物質不同，微粒的大小不同，所以，固態(tài)或液態(tài)物質的摩爾體積就不同。對于氣體物質，氣體分子與分子之間排列非常疏松，分子間的距離很大，而分子的體積很小，可以忽略分子的大小對體積的影響，氣體的體積主要取決于分子間的平均距離。在同溫同壓下，不同氣體分子間的平均距離基本相同，因而1mol的任何氣體分子占據(jù)的體積就基本相同，在標準狀況下都約22.4L。*第二節(jié)氣體摩爾體積在同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子，這一規(guī)律稱為阿伏加德羅定律。

注意：阿伏加德羅定律僅適用于氣體物質，而不適用于固態(tài)和液態(tài)物質，因為固態(tài)和液態(tài)物質微粒間的距離比氣體小得多，微粒本身的大小不能忽略不計，它們的體積不僅與分子數(shù)有關，而且與微粒本身大小有關。*第二節(jié)氣體摩爾體積（二）關于氣體摩爾體積的計算注意：氣體摩爾體積的計算僅適用于標準狀況下的氣體。

*第二節(jié)氣體摩爾體積1．已知氣體的質量，計算在標準狀況下氣體的體積。例2-6計算48g氧氣在標準狀況下的體積是多少升?解（1）計算48g氧氣的物質的量已知氧氣的相對分子質量是32，氧氣的摩爾質量是32g∕mol。根據(jù)公式*第二節(jié)氣體摩爾體積（2）計算1.5mol氧氣在標準狀況下的體積已知Vm,o=22.4L/mol

根據(jù)公式

V＝nVm,o

＝1.5mol×22.4L∕mol＝33.6L

答：48g氧氣在標準狀況下的體積是33.6L。*第二節(jié)氣體摩爾體積2．已知在標準狀況下氣體的體積，求氣體的質量例2-7計算在標準狀況下33.6L氨氣的質量是多少克?解（1）計算氨氣的物質的量已知V＝33.6L

Vm,o＝22.4L/mol根據(jù)公式

*第二節(jié)氣體摩爾體積（2）計算氨氣的質量已知氨氣的摩爾質量M（NH3）＝17g/molm（NH3）＝nM＝1.5mol×17g∕mol＝25.5g答：在標準狀況下33.6L氨氣的