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物质的计量

\[ \gdef\ceq{\xlongequal{\quad}} \gdef\val#1#2{\overset{#2}{\ce{#1}}} \textrm{This page intentionally left blank.} \]

物质的量计算

物质的量相关定义

物质的量

反映粒子数目:符号 \(n\),单位 \(\pu{mol}\)

重点:指明具体的微观物质粒子(原子、离子、分子、质子、电子、种子)。

阿伏伽德罗常数

数值上:

\[ \begin{aligned} N_A&=6.022\ 140\ 76\times10^{23}\pu{mol^-1} \end{aligned} \]

一般取约数为 \(6.02\),注意:

  • 早期的阿伏伽德罗常数定义为 \(\pu{12g}\)\(\ce{^12C}\) 中所含的原子个数。
  • 现代的定义是一个固定的值(上),由阿伏伽德罗常数和质量定义物质的量。
\[ n=\dfrac N{N_A} \]

其中 \(N\) 表示微粒个数。

摩尔质量

单位物质的量的物质所具有的质量:

\[ M=\dfrac{m}{n} \]

标准单位为 \(\pu{g/mol}\),此时摩尔质量数值上等于粒子的相对质量。

摩尔体积

单位物质的量的物质所具有的体积:

\[ V_m=\dfrac{V}{n} \]

标准单位为 \(\pu{L/mol}\),具体的数值与:

  • 微粒种类(直径、间距)和个数。
  • 温度和压强(一般对于气体)。

有关。

特殊的,在 \(\pu{0^oC,101kPa}\)(标准状况,STP 标况),任何气体的摩尔体积都等于 \(\pu{22.4L/mol}\)

注意:标况下 \(\ce{H2O,SO3,CCl4}\) 以及酒精不是气体。

物质的量浓度

质量分数定义式:

\[ \omega(B)=\dfrac{m(B)}{m} \]

物质的量浓度定义式:

\[ c(B)=\dfrac{n(B)}{V} \]

需要注意:

  • 溶液的体积不等于溶剂的体积与溶质体积简单相加,除非题目特殊说明。
  • 特殊的,\(\ce{CO2,NH3}\) 溶于水,当做 \(\ce{H2CO3,NH3*H2O}\) 处理。

离子浓度与离子化合物浓度、原子个数成正比。

物质的量相关方法

溶液的稀释

根据:

\[ c_1V_1=c_2V_2 \]

直接计算即可。

浓度公式推导

两个推导公式:

\[ c=\dfrac{1000\rho\omega}M \]
\[ n=\dfrac{V\rho\omega}M \]

注意单位换算即可。

基本方法

三步法:

\[ n=\dfrac{N}{N_A}=\dfrac{m}{M}=\dfrac{V}{V_m}=cV \]
  1. 求物质的量。
  2. 根据计量数换离子。
  3. 求对应的量。

平均摩尔质量

\[ \bar M=\dfrac{\sum m_i}{\sum n_i}=\sum M_ic_i \]

十字交叉法:

十字交叉法


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