高中化学 06 物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量

陈一男学习网站[ ChenYinan.com ] - 中国化学学会 - 中国院士 - GeoGebra - 化学基础

一、物质的量

定义：物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，它表示含有一定数目粒子的集合体，符号为\(n\)。

单位：物质的量的单位是摩尔，简称摩，符号为\(mol\)。

计量对象：物质的量计量的对象是微观粒子，如分子、原子、离子、电子、质子、中子等。例如，\(1mol\) \(H_{2}O\)中含有约\(6.02\times10^{23}\)个水分子。

二、阿伏加德罗常数

定义：\(1mol\)任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，符号为\(N_{A}\)，通常用\(6.02\times10^{23}mol^{-1}\)表示。

意义：阿伏加德罗常数是联系宏观物质与微观粒子的桥梁。例如，已知铁的摩尔质量是\(56g/mol\)，那么\(56g\)铁中含有的铁原子数为\(N_{A}\)个。

三、摩尔质量

定义：单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为\(M\)，常用单位是\(g/mol\)（或\(g\cdot mol^{-1}\)）。

数值关系：摩尔质量以\(g/mol\)为单位时，在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。例如，\(O_{2}\)的相对分子质量为\(32\)，则\(O_{2}\)的摩尔质量为\(32g/mol\)。

计算：物质的量\(n\)、质量\(m\)和摩尔质量\(M\)之间的关系为\(n=\frac{m}{M}\)。例如，\(16g\) \(O_{2}\)的物质的量为\(n=\frac{16g}{32g/mol}=0.5mol\)。

四、物质的量与阿伏加德罗常数、摩尔质量的关系

物质的量\(n\)与粒子数\(N\)、阿伏加德罗常数\(N_{A}\)之间的关系为\(n=\frac{N}{N_{A}}\)。由此可知，已知物质的量可以求出粒子数，反之，已知粒子数也可以求出物质的量。

物质的量\(n\)、质量\(m\)和摩尔质量\(M\)之间的关系为\(n=\frac{m}{M}\)。通过这个公式，可以在物质的量、质量和摩尔质量三者之间进行相互换算。

五、相关计算及应用

计算物质的量：已知物质的质量或粒子数，可根据上述公式计算物质的量。例如，\(3.01\times10^{23}\)个\(CO_{2}\)分子的物质的量为\(n=\frac{N}{N_{A}}=\frac{3.01\times10^{23}}{6.02\times10^{23}mol^{-1}}=0.5mol\)。

确定物质的化学式：通过测定一定质量物质中所含某元素的质量或粒子数，结合物质的量的计算，可以确定物质的化学式。

化学方程式的计算：在化学方程式中，各物质的化学计量数之比等于它们的物质的量之比。利用这一关系，可以根据已知物质的物质的量或质量，计算出其他物质的物质的量或质量。

物质的量、阿伏加德罗常数和摩尔质量是高中化学中非常重要的基本概念，它们贯穿于整个化学学习过程，对于理解化学反应、进行化学计算等都具有重要意义。

化学基础