物质的量
物质的量
物质的量是7个基本物理量之一,用于将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间建立联系,表示含有一定数目例子的集合体,符号为 $n$ 。
**注意:**物质的量是一个整体,是一个物理量的名称。
这玩意你理解的话,可以用到任何玩意上,甚至是混合物。
单位
作为一个物理量,自然,有着单位。
名称 | 简称 | 符号 | 所含粒子数 |
---|---|---|---|
摩尔 | 摩 | $\pu{mol}$ | 约为$\pu{6.02\times 10^{23} mol^{-1}}$ |
阿伏伽德罗常数
名称 | 定义 | 符号 | 通常表示 |
---|---|---|---|
阿伏伽德罗常数 | $\pu{1 mol}$ 任何粒子的粒子数 | $N_A$ | $\pu{6.02\times10^{23} mol^{-1}}$ |
辨析
某化学老师吐槽:谁翻译的这个玩意儿啊,真不咋地!
因为一些qqgg的原因,物质的量这个物理量被非常直白~~(无脑)~~的翻译成了物质的量。因为这个名词和其所属都有一个“量”字,所以就十分容易搞晕了。
tips:
-
物质的量与阿伏伽德罗常数:$1\space mol$ 任何物质都含有 $N_A$ 个粒子。
- 阿伏伽德罗常数是个数字,
虽然人类还不能精确,单位是**“个”**。 - 物质的量和长度,时间,力等是一样的,单位是**“摩”**。
- 题目中一般~~(不排除某些丧心病狂的出题人)~~问**“量”的时候,回答 $\pu{ans mol}$ ;而问 “数”、“个”**的时候,回答 $(\pu{ans mol}\times6.02)\times10^{23}个$ 或 $\pu{ans\space N_A}$ 。
- 阿伏伽德罗常数是个数字,
-
物质的量是从属于物理量这一大类,与长度等属于同一类名词,不是单位! 不要和摩尔搞混了。
-
虽然答题得参见第一条,但是在心里可以将粒子数转换为以摩尔为单位,便于计算。
摩尔质量
名称 | 定义 | 符号 | 常用单位 | 数值特点 |
---|---|---|---|---|
摩尔质量 | 单位物质的量的物质所具有的质量 | $M$ | $\pu{g/mol}$( $\pu{g\space\cdot\space mol^{-1}}$) | 以克为单位时,与该粒子的式量(相对原子/分子质量)相等 |
公式: $物质的量=\frac{质量}{摩尔质量}$ ,即 $n=\frac{m}{M}$
气体摩尔体积
总所周知,描述气体的量,体积比质量更方便。而既然是量,那必可以用物质的量来描述。
名称 | 定义 | 影响因素 | 常用单位 | 标准状况$^1$ | 室温$^2$ |
---|---|---|---|---|---|
气体摩尔体积 | 单位物质的量的气体所占有的体积 | 温度和压强 | $\pu{L/mol}$ ($\pu{L·mol-1}$) 和 $\pu{m^3/mol}$ ($\pu{m^3·mol^{-1}}$) | $\pu{22.4 L/mol}$ | $\pu{24.5L/mol}$ |
$^1$:$\pu{0^\circ C}$ 和 $\pu{101kPa}$
$^2$:$\pu{25^\circ C}$ 和 $\pu{101 kPa}$
阿伏伽德罗定律
内容
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
微观解释
物体体积大小取决于构成这种物质的粒子的数量、粒子的大小和粒子之间的距离。在 $\pu{1mol}$ 任何物质中,粒子数一定相等,因此,其体积主要取决于构成物质的粒子的大小和间距。
因此,当粒子数量相同时:
状态 | 粒子间距 | 粒子大小 | 决定因素 |
---|---|---|---|
固体 | 极小 | 各异 | 粒子大小 |
液体 | 小 | 各异 | 粒子大小 |
气体 | 远大于粒子直径 | 可忽略 | 粒子间距 |
粒子间距
影响因素:温度、压强和粒子数。
关系
- 体积、质量、密度:$\rho=\frac{m}{v}$ ,即确定两个,第三个确定;确定一个,其余两个成比例。
- 体积、温度、压强:
条件 | 公式 | 文字解释 |
---|---|---|
$T$ 、$p$ 、$V$ 、$n$ 中任意三个相同 | $T_1=T_2$ 、$p_1=p_2$ 、$V_1=V_2$ 、$n_1=n_2$ | 三同推一同 |
$T$ 、$p$ 、$V$ 相同 | $\frac{M_1}{M_2}=\frac{m_1}{m_2}$ | 同温同压同体积的两种气体摩尔质量与质量成正比 |
$T$ 、$p$ 相同 | $\frac{V_1}{V_2}=\frac{n_1}{n_2}$ 、$\frac{\rho_1}{\rho_2}=\frac{M_1}{M_2}$ | 同温同压下,两种气体体积与物质的量成正比,密度与摩尔质量成正比(代入公式1求出) |
$T$ 、$V$ 相同 | $\frac{p_1}{p_2}=\frac{n_1}{n_2}$ | 同温同体积下,两种气体压强与物质的量成正比 |
$n$ 、$T$ 相同 | $\frac{p_1}{p_2}=\frac{V_1}{V_2}$ | 同温同物质的量下,两种气体压强与体积成正比 |
平均摩尔质量(气体)
平均摩尔质量 $\overline{M}=\rho_{混}V_{混}=\frac{m_总}{n_总}$
相对密度 $D=\frac{M_1}{M_2}=\frac{\rho_1}{\rho_2}$
计算方法: $$ \begin{aligned} M_1&\space\space\space\space\space\space\space |\overline{M}-M_2|\newline &\space\backslash \space\space /\newline &\space\space\overline{M}\space\space\space\overline{\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space\space}\space\space\space=\frac{n_1}{n_2}\newline &\space/\space\space\backslash\newline M_2&\space\space\space\space\space\space\space |\overline{M}-M_1| \end{aligned} $$
物质的量浓度
名称 | 定义 | 符号 | 单位 | 公式 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|
物质的量浓度 | 单位体积的溶液里所含溶质的物质的量 | $c$ | $\pu{mol/L}$ ($\pu{mol·L^{-1}}$) | $c=\frac{n}{V}$ | 气体溶于水按气体物质的量算 |
溶液混合:
- 等质量:$w'=\frac{w_1+w_2}{2}$
- 等体积:
- $\rho>1$:$w'>\frac{w_1+w_2}{2}$
- $\rho<1$:$w'<\frac{w_1+w_2}{2}$
配置一定物质的量浓度的溶液
- 算
- 称
- 溶
- 转移
- 洗
- 摇
- 定容
- 装瓶
注意:容量瓶一定带容积。