物质的量

1 物质的量

概念:表示含有一定数目粒子的集合体。

符号及单位:符号为 $n$,单位为摩尔,符号为 $mol$。

计量对象:微观粒子。

2 阿伏伽德罗常数

定义:$1$ $mol$ 粒子集合体所含的粒子数约为 $6.02 \times 10^{23}$ ,$1$ $mol$ 任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数,符号为 $N_A$,通常用 $6.02 \times 10^{23} mol^{-1}$ 表示。

$n = \frac{N}{N_A}$

3 摩尔质量

定义:单位物质的量的物质所具有的质量,符号为 $M$,单位为 $g/mol$。

当摩尔质量以 $g/mol$ 为单位时,在数值上等于该粒子的相对原子质量相对分子质量

$n = \frac{m}{M}$

4 气体摩尔体积

定义:单位物质的量的气体所占的体积,符号为 $V_m$ ,$V_m = \frac{v}{n}$ ;单位为 $L/mol $ 。

气体摩尔体积与气体所处的温度压强有关。

标况下,气体的摩尔体积约为 $22.4L/mol$ ,$1$ $mol$ 任何气体所占据的体积都为 $22.4L$ 。

需要注意的几点:

  • 水在标况下不是气体。
  • 气体可以是混合气体。

4.2 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粒子。

4.2.2 阿伏伽德罗定律的推论

该定律的一些推论:

  • 同温同压时,体积之比等于物质的量之比等于分子数之比。
  • 同温同体积时,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比。
  • 同温同压时,密度之比等于摩尔质量之比等于相对分子质量之比。
  • 同温同压下同体积时,质量与摩尔质量成正比。

4.2.3 理想气体状态方程

$$
PV = nRT
$$

其中 $R$ 是一个常数,$T$ 代表温度, $n$ 代表物质的量,$P$ 代指压强,$V$ 代表体积。

该方程可以推导一些比例关系,也可以推出 4.2.2 中的推论。


该方程还有一个变形:
$$
PM= \rho RT
$$
$\rho$ 代表密度,$M$ 代表摩尔质量,其余字母的表示同上。

推导:$PV=nRT \Rightarrow PV=\frac{m}{M }RT \Rightarrow PM = \frac{m}{v} RT \Rightarrow \rho RT$


$\mathrm{{\Large Example1} } $

问题描述

同温同压下,等质量的 $CH_4、CO_2、O_2、SO_2$ ,将他们的体积从小到大排列,$CH_4$ 位于第几个?

分析与解答

将 $PM=nRT$ 带入该题目,$V=n=\frac{m}{M}$ ,易得答案为 $4$。

5 物质的量浓度

定义:单位提及溶液里所含溶质 $B$ 的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质 B 的物质的量浓度

表达式: $c_B = \frac{nB}{V{液}}$

单位: $mol/L$

注意:

  • 溶液的体积和水的体积不相同。
  • 不同物质的量浓度相互混合的体积不一定是二者体积之和

强电解质在水溶液中完全电离,离子浓度之比等于化学式中粒子的数目之比。

电解质溶液中 $阳离子所带正电荷的总数 = 阴离子所带的负电荷总数$。

5.2 物质的量浓度与质量分数的比较和换算

物质的量浓度 $c_B = \frac{n_B}{V_{液}}$ ,质量分数 $w = \frac{m_{溶质}}{m_{溶液}} \times 100\%$ 。

则有:

$$c = \frac{1000pw}{M}$$

$M$ 为溶质的摩尔质量,$\rho$ 为溶液的密度。我怎么知道他的密度?

5.3 溶液的稀释

溶质的质量在稀释前后保持不变。

溶质物质的量在稀释前后保持不变。

溶液的质量守恒,但体积不守恒。

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