物質(zhì)的量
情景引入
首先物質(zhì)的量是如何產(chǎn)生的仇轻,起源京痢,為什么要出現(xiàn)物質(zhì)的量?
在日常中篷店,我們可以怎么來描述水祭椰?比如說我有一杯水,一桶水(這種泛化的描述)我也可以用質(zhì)量來衡量疲陕,比如說一公斤水方淤,一升水。我們知道水從微觀來看鸭轮,是由水分子構(gòu)成的臣淤,水分子可以看做微觀粒子务荆,那么我也可以說我有6.02*10^23個水分子屿讽,總之是對物質(zhì)多少的一種描述。
以固定數(shù)目的集合體作為一個整體萎羔,其他任意量的物質(zhì)均為描述這個集合體的倍數(shù)按厘,如兩盒別針医吊;同理將一定數(shù)目的微觀粒子作為一個集合體,以這個集合體作為基準(zhǔn)逮京,然后將任意量的物質(zhì)所含微粒數(shù)目均表示為這個集合體的若干倍卿堂,顯然是為了方便!
物質(zhì)的量是什么懒棉?
定義:物質(zhì)的量是一種物理量草描,通過它可以將物質(zhì)的質(zhì)量、體積等宏觀物質(zhì)(國際上規(guī)定策严,1mol粒子集體所含粒子數(shù)與0.012kg碳12中含有的碳原子數(shù)相同K肽健)與原子、分子或離子等微觀粒子的數(shù)量聯(lián)系起來妻导。百度百科:表示含有一定數(shù)量粒子的集體逛绵。
物質(zhì)的量的符號:n
單位:摩爾怀各,簡稱 摩,符號 mol术浪;
【注意事項】:
物質(zhì)的量首先是用來描述微觀粒子的瓢对,不能描述宏觀物質(zhì)
既然描述的是粒子,那么描述的粒子對象要明確胰苏。一般不用漢字描述硕蛹,如果要用漢字描述,則應(yīng)該在物質(zhì)名稱后加上分子或原子等漢字碟联。
物質(zhì)的量可以用來描述混合物質(zhì)妓美,
換算的問題,1molH2O中含有4molH(原子)鲤孵。而不是1molH(原子)。
阿伏加德羅常數(shù)
定義:1mol的任何物質(zhì)所含有的該物質(zhì)的微粒數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)
符號:NA
精確值:6.02214076*10^23辰如,
近似值:
單位:1/mol
物質(zhì)的量普监、阿伏伽德羅常數(shù)與微粒數(shù)的關(guān)系
物質(zhì)的量是表示物質(zhì)所含微粒數(shù)N與阿伏伽德羅常數(shù)NA之比,即n=N/NA琉兜。
基本物理量
單位:m凯正、kg、s豌蟋、A廊散、K、mol梧疲、cad(發(fā)光強度)
摩爾質(zhì)量
定義:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量允睹。(1mol物質(zhì)的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量)
符號:M
單位:g/mol
M=m/n
由宏觀推微觀
我們先不談物質(zhì)的量——我們來談?wù)勔粋€起源于幼發(fā)拉底河和底格里斯河之間的美索不達(dá)米亞平原上的單位,也是歐美國家一直沿用到現(xiàn)在的單位:打(dozen)幌氮。
一打是多少個缭受?12個。
一打雞蛋该互,就是12個雞蛋米者;一打羽毛球就是12個羽毛球,那半打蘋果是多少個蘋果宇智?6個蔓搞。兩打啤酒呢?24瓶随橘。
OK喂分,現(xiàn)在你已經(jīng)差不多理解了第一個概念:“打”是什么。
第二個要理解的概念叫“打質(zhì)量”太防。
就是“一打這個東西的質(zhì)量”妻顶,也就是“12個這個東西的質(zhì)量”酸员。
假如一個雞蛋50g(為了方便,我們假設(shè)所有的雞蛋一樣重)讳嘱,那么請問12個雞蛋多重幔嗦?600g對吧?沥潭!所以雞蛋的打質(zhì)量就是600g/打邀泉。
同理,我們假設(shè)一個蘋果200g钝鸽,那么一打蘋果多少克汇恤?2400g,那么我們就說蘋果的“打質(zhì)量”就是2400g/dozen。dozen這個單詞我們簡化一下拔恰,就寫作doz因谎,現(xiàn)在的打質(zhì)量的單位就是g/doz。(這里按照國際單位制颜懊,這里的g應(yīng)該為kg财岔,但是我們在這主要以講題為目的。)
那么河爹,現(xiàn)在思考一個問題匠璧?既然12個蘋果的打質(zhì)量是2400g/doz,那么6個蘋果的打質(zhì)量是不是就是1200g/doz吧咸这?夷恍??是嗎媳维?酿雪??
我們回頭看看打質(zhì)量的定義:“一打這個東西的質(zhì)量”所以侨艾,6個蘋果的打質(zhì)量也是2400g/doz执虹,那么24個蘋果的打質(zhì)量是多少?2400g/doz對不對唠梨!因為打質(zhì)量的定義是“12個某物體質(zhì)量”袋励,跟這個物體本事有多少個(就是他的個數(shù))有么有關(guān)系?沒有当叭!一個蘋果是200g茬故,這是確定好的,無論有多少個蘋果蚁鳖,一個蘋果都是200g磺芭,12個蘋果自然也是2400g,所以蘋果的打質(zhì)量一直是2400g/doz醉箕。
下面這兩種表述是等價的:“2400g/doz”和“12個重2400g”钾腺。
OK徙垫,那么如果你已經(jīng)理解了打和打質(zhì)量這兩個概念。下面我們用打表示物體的個數(shù)放棒。
你們班有48名同學(xué)—>你們班有()打?qū)W生姻报。
我有3支筆—>我有()打筆。
我有24本書—>我有()打書间螟。
我買了24斤蘋果—>我買了()打蘋果—>我買了()個蘋果吴旋。
下面理解最后一個概念:打數(shù)。
打數(shù)厢破,就是打前面的系數(shù)荣瑟,比如說,5打蘋果摩泪,蘋果的個數(shù)是60個笆焰,打數(shù)就是5。
1/4打筆见坑,筆的打數(shù)是多少仙辟?1/4,支數(shù)是多少鳄梅?()
上面說了4個概念,下面我把這些概念跟物質(zhì)的量等一些概念對應(yīng)以下未檩,再來理解下面語句的含義戴尸。
蘋果/雞蛋/羽毛球(宏觀)——原子/分子/離子...(微粒)
打——摩爾
打質(zhì)量——摩爾質(zhì)量
打數(shù)——物質(zhì)的量
doz——mol
12——6.02214076*10^23
12——阿伏伽德羅常數(shù)
一打是12個——1摩爾(約)是6.02214076*10^23個
我們來看看翻譯后的結(jié)果:
1打蘋果就是12個蘋果——1摩爾氫原子(約)是6.02214076*10^23個氫原子。
12個蘋果的打數(shù)是1打——6.02214076*10^23個氫原子的物質(zhì)的量是1mol
這里有12kg的蘋果冤狡,根據(jù)蘋果的打質(zhì)量為2400g/doz孙蒙,算出蘋果的打數(shù)為5打——這里有18g水,根據(jù)水的摩爾質(zhì)量(就是水分子)為18g/mol悲雳,算出水的物質(zhì)的量是1mol
我往鍋里加了兩個雞蛋=>我往鍋里加了1/6打雞蛋——我往試管里加了1/6mol水
簡言之挎峦,阿伏伽德羅常數(shù)就是一個數(shù),大概等于6.02214076*10^23合瓢,只是因為這個數(shù)太長了坦胶,為了簡便不寫數(shù)字,寫成NA晴楔。
相對原子/分子質(zhì)量
定理:【前提必須以g/mol為單位】摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于該微粒的相對原子質(zhì)量(或相對分子質(zhì)量)
漂白粉中滴加稀鹽酸增強漂白性
Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO顿苇,鹽酸酸性強,比空氣中CO2產(chǎn)生的碳酸更易與Ca(ClO2)反應(yīng)税弃,生成的HClO濃度更大纪岁,增強漂白性。
由過氧化物引出的關(guān)于氧的總結(jié):
基本:不溶于水则果;無色無味無臭無毒(But氧氣含量過即氧濃度過高也會發(fā)生氧中毒)常見化合價有-2幔翰,-1,0漩氨;單質(zhì)有氧氣和臭氧(O3);相對原子量為16遗增。
構(gòu)成有機體的所有主要化合物都含有氧叫惊,包括蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪贡定。
元素分布:氧元素是地殼中含量最多的元素(占48.6%)
氧的化合價:
-2價:常見的水赋访,氧化鈉
-1價:過氧化物中表現(xiàn)為-1價,過氧化氫缓待、過氧化鈉
0價:氧氣蚓耽、臭氧(單質(zhì))
以下為了解即可,考試不考旋炒!
在超氧化物中表現(xiàn)為-1/2價
在臭氧化物中表現(xiàn)為-1/3價
氧的正價很少出現(xiàn)步悠!只有和氟的化合物二氟化氧、二氟化二氧和氟鉑酸氧(O2PtF6)中依次顯示+2價瘫镇,+1價鼎兽,+0.5價。
氧氣能和除黃金外的所有金屬反應(yīng)生成金屬氧化物
氣體摩爾體積
體積
話題引入
我們假定以下各物質(zhì)都是1mol,也就是各自的微粒數(shù)都是6.02214076*10^23個铣除。
得出一個結(jié)論就是:固體谚咬、液體在相同狀況下體積不同,氣體在相同狀況下體積相同尚粘。
原因分析
影響體積的因素是什么择卦?我們假定各物質(zhì)的微粒數(shù)是一樣的,那么從微觀來看郎嫁,都有哪些因素能夠影響微粒數(shù)這個集體的體積秉继。
粒子大小(或者說粒子直徑)泽铛、粒子之間的間距尚辑。
固體、液體
固體或液體微粒的體積主要取決于原子或分子本身的大小盔腔。當(dāng)然還受原子的堆積方式(球間縫隙是否得到充分利用)等影響杠茬。比如說液態(tài)水和固態(tài)水的體積差別明顯,就可認(rèn)為與水分子間的堆積(排列)方式有關(guān)铲觉。
氣體
我們可以這樣理解氣體澈蝙,氣體就是分子間疏遠(yuǎn)不堆積的流體,常溫常壓下氣體分子間的距離其實是遠(yuǎn)大于分子自身直徑的大小撵幽,約為分子直徑大小的10倍上下灯荧。這是我們規(guī)定或者默認(rèn),分子自身的直徑大小忽略不計盐杂,因此決定氣體體積的主要因素就是分子間距逗载。
摩爾體積
首先我們先不去探究“氣體摩爾體積”哆窿,我們先來看什么是摩爾體積?
摩爾體積(Molar Volume)
辨析摩爾體積厉斟、氣體摩爾體積
摩爾體積(Molar Volume):單位物質(zhì)的量的某種物質(zhì)的體積挚躯,也就是1mol物質(zhì)的體積〔粱啵【拓展】如何根據(jù)一個化學(xué)名詞的描述來確定它的單位表示码荔?
舉一個簡單的例子:單位面積內(nèi)所種樹木的棵數(shù)。怎么求感挥?用總顆數(shù)除以總面積缩搅。說白了,如果求出來触幼,一平方米種4棵樹硼瓣,那就是用4除以1吧?置谦!也就是說堂鲤,就是用后面那個量除以這個帶單位的量,那么摩爾體積的單位怎么表示媒峡?用體積L升除以物質(zhì)的量mol瘟栖,結(jié)果就是升每摩爾(L/mol)。跟這種表述相似的還有畝產(chǎn)量——每畝地的農(nóng)作物產(chǎn)量谅阿;月工資慢宗;周課時。這些詞組的特征就是后者受到前者量的指定奔穿。比如摩爾質(zhì)量,就是指定一摩爾物質(zhì)(含阿伏伽德羅常數(shù)個指定微粒)的質(zhì)量敏晤,而摩爾體積贱田,顧名思義就是每摩爾某物質(zhì)的體積了。
質(zhì)量和體積是宏觀物質(zhì)世界的兩大基本屬性嘴脾。肉眼看不見男摧、肉手摸不著的空氣也是有質(zhì)量和體積的。進(jìn)入微觀世界译打,直接跟質(zhì)量和體積掛鉤的就是物質(zhì)所含微粒數(shù)耗拓。對應(yīng)的就是摩爾質(zhì)量(單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量)跟摩爾體積(單位物質(zhì)的量的某種物質(zhì)的體積)。
氣體摩爾體積(Gas Molar Volume):無非就是在摩爾體積前加了氣體奏司,說白了就是研究氣體的摩爾體積乔询,那么有液體或固體的摩爾體積嗎?有韵洋!
我們知道水(液體)的摩爾質(zhì)量是18g/mol(數(shù)值上等于分子量)竿刁,水的密度為1g/ml黄锤,質(zhì)量除以密度等于體積,摩爾質(zhì)量對應(yīng)摩爾體積食拜,因此水的摩爾體積就是18ml/mol
金屬鋁(固體)的摩爾質(zhì)量是27g/mol(數(shù)值上等于原子量)鸵熟,鋁的密度是2.7g/cm^3,質(zhì)量除以密度等于體積负甸,因此鋁的摩爾體積就是10cm^3/mol
你只要了解固體或液體的摩爾體積主要取決于原子或分子本身的大小流强。當(dāng)然摩爾體積還受原子的堆積方式(球間縫隙是否得到充分利用)等影響。比如說液態(tài)水和固態(tài)水的體積差別明顯呻待,就可認(rèn)為與水分子間的堆積(排列)方式有關(guān)打月。
決定氣體摩爾體積的主要因素是分子間距。
分子間距又受到壓強和溫度的影響带污。(這是因為分子的熱運動決定的僵控,同溫同壓的條件下,大小分子熱運動的平均速率(和碰撞速率)大致相同鱼冀,分子間的距離也就基本一致报破。所以分子間距離一致了,氣體摩爾體積就一致了)
但是高中只討論氣體的摩爾體積千绪,即氣體摩爾體積的定義就應(yīng)該是單位物質(zhì)的量的氣體的體積充易。
氣體摩爾體積
定義:一定溫度、壓強下荸型,單位物質(zhì)的量 的氣體所占有的體積盹靴。
符號:Vm
單位:L/mol
數(shù)學(xué)表達(dá)式:Vm=V/n
影響因素只與所處的溫度和壓強有關(guān)。
標(biāo)準(zhǔn)狀況下:溫度為0攝氏度瑞妇,壓強為101kPa稿静,氣體的摩爾體積約為22.4L/mol。
【辨析】標(biāo)準(zhǔn)狀況下辕狰,同溫同壓下改备,常溫常壓下
標(biāo)準(zhǔn)狀況:0 攝氏度,101kPa蔓倍。
同溫同壓:沒有確切的溫度和壓強悬钳,只是用作比較的條件。
常溫常壓:25攝氏度偶翅,101kPa默勾。
阿伏伽德羅定律
內(nèi)容:同溫同壓下,體積相同的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子聚谁。