《基础化学》物质的量

《《基础化学》物质的量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《基础化学》物质的量（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章 物质的量原子、分子、离子都是构成物质的微粒，其质量 和体积极其微小，也难以称量。如1个12C原子的质量 为1.99271026 kg。 因此，有限量的宏观物质往往含 有十分巨大的微粒数目。为了表示方便，我们选用一 个集体量 “物质的量”来表示宏观物质所含有的微 粒数目。第一节 物质的量及其单位第二节 气体摩尔体积第三节 物质的量浓度第四节 热化学方程式及反应热第二章 物质的量第二章 物质的量第一节 物质的量及其单位 一、物质的量第一节 物质的量及其单位物质的量是表示物质所含微粒数目多少的物理量，其基 本单位为摩尔(mol)，符号为“n”。根据国际单位制的规定：1mol的物质所含微粒数

2、目和0.012 kg 12C中所含的原子数目相等。现已测得 0.012 kg 12C中约含6.021023个12C原子。0.012 kg 12C中所含的碳原子数叫做阿伏加德罗常数(NA)。NA 6.021023/mol第二章 物质的量1 mol O 约含有6.021023 个 O 原子；1 mol CO2 分子约含有 6.021023 个 CO2 分子， 2 6.021023个 O 原子， 6.021023个C原子；2 mol K+ 约含有 2 6.021023 个 K+ 离子。由此可知，物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)、与微粒 数(N )之间的关系为：根据此式可进行物质的量与微粒数目间

3、的换算.一、物质的量0.5 mol NH3 约含有 0.56.021023 个 NH3 分子。1 mol 物质第二章 物质的量二、摩尔质量（M）由于不同原子或分子的质量是不同的，所以 1 mol 不同物质 的质量是不同的。我们把单位物质的量某物质所具有的质量， 称为该物质的摩尔质量，用符号 M 表示，其单位为 g /mol。12C 的摩尔质量为 12 g /mol。根据12C原子的摩尔质量可推 知任何物质的摩尔质量。如 O 原子的摩尔质量为 16 g /mol， CO2 分子的摩尔质量为 44 g /mol。由此得出：任何微粒的摩尔质量以 g /mol 为单位，在数值 上都与其化学式的式量相等

4、。 物质的量(n)、摩尔质量 (M)和物质的质量 (m)间的关系为:摩尔质量第一节 物质的量及其单位第二章 物质的量三、摩尔质量及有关计算第一节 物质的量及其单位例1: 3 mol水的质量是多少克?例2: 0.44克 CO2 的物质的量是多少摩尔?其中含有多少个 CO2 分 子、多少个 O 原子？解：已知 M(H2O) = 18 g /mol m(H2O) = n (H2O) M (H2O)= 3 mol18 g /mol = 54 g解：已知 M (CO2) = 44 g /mol n = m/M = 0.44/44 = 0.01 (mol)所含 CO2 分子数 = 0.016.021023

5、 = 6.021021个所含 O 原子数 = 2 0.016.021023 = 1.2041022个摩尔质量及有关计算第二章 物质的量利用化学方程式进行计算: 2NaOH + H2SO4Na2SO4 + 2H2O 微粒数之比: 2 1 1 2 物质的量之比: 2 1 1 2 例3: 中和 36.5 g 的盐酸,需要 NaOH 多少克? 解：已知 M(HCl) = 36.5 g /mol n (HCl)= m(HCl)/M(HCl) = 36.5 / 36.5 = 1 (mol)根据化学方程式 NaOH + HCl = NaCl +H2O 物质的量之比: 1 ： 1 n (NaOH) : n (

6、HCl) 因为 n(HCl)=1mol，所以 n(NaOH)=1mol，已知M(NaOH)=40 g /mol m(NaOH) = n(NaOH) M (NaOH)= 1 mol40 g/mol = 40 g利用化学方程式进行计算第二章 物质的量第二节 气体摩尔体积一、气体摩尔体积标准状况：温度为0，压强为 101.325 kPa(1个大气压)。实验证明，1 mol的任何气体在标准状况下所占的体积都是 22.4L。我们把单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体 积。气体摩尔体积符号为 Vm ，单位为 L/mol。在标准状况下，气体的摩尔体积Vm = 22.4 L/mol，气体的体积 V =

7、n Vm 。阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下，相同体积的任何 气体都含有相同的分子数,即物质的量相同。第二节 气体摩尔体积第二章 物质的量解： n (O2) = V (O2)/ Vm = 33.6/22.4 =1.5 (mol)第二节 气体摩尔体积二、气体摩尔体积的有关计算1.气体的体积与其质量之间的相互换算例1: 在标准状况下，33.6L O2 的质量是多少克?已知 M (O2) = 32 g /molm (O2) = n (O2) M (O2)= 1.5 mol32 g /mol = 48 g 例2: 在标准状况下，0.085kg NH3 的体积是多少升? 解：已知 M (NH3) =

8、 17 g /moln (NH3)= m (NH3) / M (NH3) = 85 /17 = 5 (mol) V (NH3) = n (NH3) Vm = 5 mol 22.4 L/mol = 112 L气体摩尔体积的有关计算第二章 物质的量1 mol 22.4 L 2 mol 322.4 L n mol V1 n mol V2 2.气体的体积与其质量之间的相互换算 例3: 相同物质的量的镁和铝分别跟足量的盐酸反应,所生成的H2在标况下的体积比是多少?解:设镁和铝的物质的量为n摩尔,镁与盐酸产生的H2体积为V1,铝与 盐酸产生的H2体积为V2气体的体积与其质量之间的相互换算Mg + 2HCl

9、 = MgCl2 + H2 2Al + 6 HCl = 2AlCl3 + 3H2V1 = 22.4 n V2 = 3/222.4 nV1 : V2 = 22.4n : (3/222.4n) = 2:3 第二章 物质的量确定气体物质的相对分子质量3.确定气体物质的相对分子质量例4: 在相同状况下，某气体和同体积的H2的质量比为23:1,求此气 体的相对分子质量。解:设该气体的物质的量为n, 质量为m, 摩尔质量为M据阿伏加德罗定律 n = n (H2)m / M = m (H2) / M (H2)m / m (H2) = M / M (H2)23 / 1 = M / M (H2)已知 M (H2

10、) = 2 g /mol 则 M = 23 2 g /mol = 46 g /mol 第二章 物质的量第三节 物质的量浓度一、物质的量浓度(摩尔浓度) 第三节 物质的量浓度物质的量浓度是以单位体积的溶液中所含溶质的物质的量 来表示的溶液浓度。符号为c，常用单位为 mol/L。常用公式第二章 物质的量第三节 物质的量浓度 二、物质的量浓度计算1溶质的质量和溶液体积与溶液物质的量浓度之间的相互计算物质的量浓度计算例1: 将1.2 g NaOH溶于水中, 配成300 mL的溶液, 求NaOH溶液的 物质的量浓度。 V = 300 mL = 0.3 L解：已知 M (NaOH) = 40 g/mol

11、V = 300 mL = 0.3 L 1.2克NaOH物质的量 n (NaOH) = m (NaOH) / M (NaOH)= 1.2 / 40= 0.03 (mol) 则 c (NaOH) = n (NaOH) / V = 0.03 mol / 0.3 L = 0.1 mol/L 第二章 物质的量物质的量浓度计算2解：已知 M (Na2CO3) = 106 g /mol ; V = 500 mL = 0.5 L ; c = 0.2 mol/L例2: 配制0.2 mol/L的Na2CO3溶液500 mL，需用Na2CO3多少克 ?则 n (Na2CO3) = c V = 0.2 mol/L0.

12、5 L = 0.1 molm(Na2CO3) = n(Na2CO3)M(Na2CO3) = 0.1 mol106 g /mol = 10.6 g 例3: 将25 mL、2 mol/L的硝酸稀释到 0.1 mol/L的稀硝酸时,该溶 液的体积是多少?解：由于稀释前后溶质的物质的量不变，即n (稀) = n (浓) c (稀)V (稀) = c (浓)V (浓) 0.1 mol/LV (稀) = 2 mol/L25 mL V (稀) = 500 mL第二章 物质的量2.由溶液的密度和质量分数进行物质的量浓度的计算由溶液的密度和质量分数进行物质的量浓度的计算例4:计算密度 为0.898 g /cm3

13、,含NH3为28%(质量分数)的氨水的 物质的量浓度。解:根据物质的量浓度定义, 取 1 L即1 000 cm3 (1 cm3 = 1 mL)则 m (NH3) = 1 000 cm30.898 g /cm328%n (NH3) =1 000 cm30.898 g /cm328%M (NH3)c (NH3) =1 000 cm30.898 g /cm328%M (NH3)1 Lc (NH3) =1 000 cm30.898 g /cm328%17 g/mol1 L= 15 mol/L第二章 物质的量由此得出公式：B代表溶质的化学式 A为溶质的质量分数例5: 浓盐酸的密度为1.19 g /cm3

14、,质量分数为37%,求其物质的 量浓度。解：根据公式 c (HCl)=1 000 cm3 1.19 g /cm3 37%36.5 g /mol1 Lc (HCl) = 12.06 mol/L 公式第二章 物质的量化学反应中，物质的量浓度的计算3化学反应中，物质的量浓度的计算例6: 中和 0.10 mol/L的NaOH溶液 40 ml, 用去盐酸 25 ml，求盐 酸的物质的量浓度。解:根据化学方程式NaOH + HCl = NaCl + H2O 因为系数比 1 ： 1所以 n (HCl) = n (NaOH)c (HCl)V (HCl) = c (NaOH)V (NaOH)c (HCl)0.0

15、25 L = 0.10 mol/L0.040 Lc (HCl) = 0.16 mol/L第二章 物质的量物质的量浓度溶液的配制第三节 物质的量浓度 三、物质的量浓度溶液的配制1用固体药品配制溶液配制过程：计算称量溶解转移定容摇匀0.1 mol/L NaCl溶液的配制第二章 物质的量溶液的稀释第三节 物质的量浓度 三、物质的量浓度溶液的配制2溶液的稀释配制过程：计算量取搅匀转移定容摇匀0.5 mol/L 硫酸溶液的配制第二章 物质的量第四节 热化学方程式反应式中的“s”、“l”、“g”分别表示物质的状态为固 态、液态、气态。物质在进行化学反应时，不仅有新物质的生成，同时伴随 有能量变化。其中，向外界放出热量的化学反应叫放热反应， 从外界吸收热量的反应叫吸热反应。化学反应所放出或吸收的 热量都称为反应热。如：C（s) + O2(g) CO2(g) + 393.5 kJ