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第1章 认识化学科学
第3节　化学中常用的物理量——物质的量
物质的量及其单位——摩尔
1.物质的量的概念
物 —七大基本物理量之一
质 —
的
量 —
“物质的量”四个字是一个整体，不能拆开，也不能添字，如不能说成“物质量”或“物质的数量”等。
2.影响物质体积大小的因素
4.注意事项
(1)气体摩尔体积的适用范围是气态物质。在标准状况下，1mol气体所占的体积约为22.4L。
(2)气体的体积与温度、压强有关。相同温度下，单位物质的量的气体压强越小，气体体积越大；相同压强下，单位物质的量的气体温度越高，气体体积越大。
(3)气体摩尔体积不仅适用于纯气体，也适用于混合气体。
(4)1mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4L，也可能不是22.4L。
上述公式里的体积必须为溶液的体积，而不能是溶剂的体积。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
以配制100mL1.00mol·L－1NaCl溶液为例。
(1)主要仪器：100mL容量瓶、托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、玻璃棒、药匙、胶头滴管等。
(2)配制步骤
①计算：根据nB＝cB·V可知n(NaCl)＝0.1mol，则m(NaCl)＝5.85g。
②称量：用托盘天平准确称取NaCl固体5.9g。
③溶解：将称好的NaCl固体放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌，并冷却至室温。
④转移：将烧杯中的溶液用玻璃棒引流转移到容量瓶中。
⑤洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，并将洗涤液都注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。烧杯中的溶液转移到容量瓶中后，烧杯的内壁上还残留少量溶液，若不用蒸馏水洗涤烧杯，容量瓶中的溶质就会偏少，即容量瓶内溶质的物质的量偏小，导致所配溶液中溶质的浓度偏低。
⑥定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面距容量瓶颈部的刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切。
⑦摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。
实验流程图如图所示：
若配制过程中有溶液洒落或定容时加水过多，只能重新配制。
物质的量有关概念的理解与有关计算
1.对基本概念的理解
物质的量 “物质的量”四个字是一个整体，不能添字、漏字或换字，如不能说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等
摩尔 只能用来描述微观粒子，如原子、分子、离子、电子、质子、中子等，也可以是这些微观粒子的特定组合，如 1 mol NaOH
阿伏加德
罗常数 表示微观粒子的数目时，可以用NA来表示，也可以用6.02×1023 mol－1表示，如1 mol O2中含有的氧分子数为NA个或6.02×1023个
摩尔质量 (1)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量
(2)以g·mol－1为单位时，数值上等于物质的相对原子(分子)质量(单位为1)
(3)对于指定的物质，摩尔质量是确定不变的，与物质的多少无关
2.“物质的量”的桥梁作用
3.m、n、N的关系式及其换算
顺铂[化学名称为顺二氯二氨合铂(Ⅱ)，化学式为Pt(NH3)2Cl2]是一种用于治疗癌症的药物，它的结构如图所示。
一片顺铂药片所含顺铂的质量为3×10－4 g，设NA表示阿伏加德罗常数的值，请计算：
(1)一片顺铂药片中顺铂的物质的量是　　　　。
1×10－6 mol　
n(N)＝2n[Pt(NH3)2Cl2]＝1×10－6 mol×2＝2×10－6 mol，N(N)＝n(N)×NA＝2×10－6NA＝1.204×1018。
(2)一片顺铂药片中顺铂所含氮原子的物质的量和个数分别为　　　　和　　　　。
2×10－6 mol　1.204×1018
有关物质的量的计算时要注意两点：
1.明确分子与原子或离子的数量关系；
2.看清题目中所求的是微粒的物质的量还是数量。
阿伏加德罗定律及推论
1.阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
①阿伏加德罗定律适用于任何气体，包括混合气体，不适用于非气体；②同温、同压、同体积、同分子数，共同存在，相互制约，且“三同定一同”；③标准状况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
2.阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论
公式 语言叙述
T、p相同 同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同 温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比
n、T相同 物质的量相等、温度相同的气体，压强与体积成反比
T、p相同 同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比
T、p、V相同 同温、同压、体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比
同温同压下，对于相同体积密闭容器中的四种气体：①Cl2、②CO2、③NH3、④CH4，下列说法错误的是(　　)
A.气体的质量：①＞②＞③＞④ B.气体的密度：④＞③＞②＞①
C.气体的压强：①＝②＝③＝④ D.所含原子数：④＞③＞②＞①
B
同温同压下，相同体积的四种气体的物质的量相同。物质的量相同时，气体的质量之比等于其摩尔质量之比，A正确；体积相同时，气体的密度之比等于其质量(摩尔质量)之比，B错误；因为在同温同压条件下，所以各气体的压强相同，C正确；气体的物质的量相同时，每个气体分子中所含原子越多，气体所含原子数越多，D正确。
利用阿伏加德罗定律解题的思路如下：
溶质的质量分数、固体物质的溶解度、溶液的物质的量浓度的计算
1.物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数
内容= 物质的量浓度 质量分数
定义 以单位体积溶液所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量 以单位质量溶液所含溶质B的质量来表示溶液组成的物理量
溶质的单位 mol g
溶液的单位 L g
计算公式
两者关系
2.物质的量浓度的计算
进行物质的量浓度的计算时要注意溶质的质量守恒、物质的量守恒及溶液的电荷守恒、质量守恒等。
关于物质的量浓度的计算类型 溶质的质量、溶液的体积和物质的量浓度之间的计算
已知气体溶质的体积(STP)、水的体积和溶液的密度，计算溶质的物质的量浓度
计算溶液中的离子浓度 根据溶质的构成，算出离子的物质的量
A
ρ的单位是g·mL－1，c的单位是mol·L－1。
容量瓶的使用及溶液配制时的误差分析
1.容量瓶的构造
(1)标注：温度、容积、刻度线。
(2)常用规格：100 mL、250 mL、500 mL及1000 mL。
2.容量瓶的使用
(1)检漏：使用前必须检查是否漏水。
(2)使用容量瓶注意“五不”：
①不能溶解固体，②不能稀释浓溶液，③不能加热，④不能作为反应容器，⑤不能长期贮存溶液。
3.配制溶液时的误差分析(以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例)
可能引起误差的一些操作 过程分析 对c的影响
m V
称量时间过长 偏小 － 偏低
用滤纸称NaOH固体 偏小 － 偏低
物质、砝码位置放反(使用了游码) 偏小 － 偏低
移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 无影响
转移时有少量液体洒落 偏小 － 偏低
可能引起误差的一些操作 过程分析 对c的影响
m V
未洗涤烧杯和玻璃棒 偏小 － 偏低
未冷却到室温就注入定容 － 偏小 偏高
定容时水加多后用滴管吸出 偏小 － 偏低
定容摇匀后液面下降再加水 － 偏大 偏低
定容时俯视刻度线 － 偏小 偏高
定容时仰视刻度线 － 偏大 偏低
配制1.0mol·L－1 NaOH溶液的步骤为计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→洗涤烧杯及玻璃棒→摇动容量瓶→向容量瓶中加水定容→上下颠倒摇匀。
实验室欲用NaOH固体配制1.0mol·L－1的NaOH溶液240mL。
(1)配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：①称量，②计算，③溶解，④摇匀，⑤转移，⑥洗涤，⑦定容，⑧冷却，⑨摇动。
其正确的操作顺序为　　　　　　　(填序号)。
②①③⑧⑤⑥⑨⑦④
容量瓶使用前必须检查是否漏水。
(2)某同学欲称量NaOH的质量，他先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如下图所示。烧杯的实际质量为　　　　g，要完成本实验该同学应称取　　　　gNaOH。
27.4　10.0
该同学将砝码与烧杯放反了，所以烧杯的质量为20 g＋10 g－2.6 g＝27.4 g；因容量瓶的规格没有240 mL，故选用250 mL容量瓶配制溶液，应称量NaOH的质量为1.0 mol·L－1×0.25 L×40 g·mol－1＝10.0 g。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是　　　　。
检漏
使用容量瓶的第一步操作为检漏。
A操作使溶质的物质的量减小，溶液浓度偏低；B、C操作使溶液体积减小，溶液浓度偏高；D操作使溶液的体积偏大，溶液浓度偏低；故选BC。
(4)在配制溶液过程中，其他操作都是正确的，下列操作会引起结果偏高的是　　　　(填字母)。
A.转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
B.定容时俯视刻度线
C.未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶中并定容
D.定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加水至刻度线
BC

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