物质的量及其单位--摩尔1
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物质的量及其单位--摩尔
【导课】国际单位制中一共有7个基本物理量,前6个我们在初中已经学过,分别是:
物理量的符号基本单位名称及符号
长度l(L)米(m)
时间t 秒(s)
质量m 千克(kg)
温度T 开尔文(K)
电流I 安培(A)
发光强度I(Iv)坎德拉(cd)
物质的量n 摩尔(mol)
今天我们来学习第7个基本物理量——物质的量。
什么叫物质的量,它的符号是什么,单位是什么,引入这个基本物理量有什么意义?这就是今天我们要学习的主要内容。
【创设情景】在学习物质的量之前,我们先来解决一个问题。
古时候,有一个勇敢的小伙子想娶美丽的公主,国王出题刁难他,其中一个问题是:10kg的小米有多少粒?同学们,如果你是这个小伙子,该怎么解决这个问题?
【学生】1.一粒一粒数
2.数出1g小米有M粒,10kg是1g的一万倍,那么10kg小米的总粒数是10000 x M 【教师】很显然第二种方法更科学,更实用,这主要运用的是分组的思想,先将小米平均10000堆,那么组名称应该为:堆。
每一堆小米的质量为1g,每堆小米为M粒,也就是组容量为M粒,10kg小米粒数为N=M×10000。
那化学家是怎么计算微粒呢?这里的微粒指的是构成物质的基本单元,如分子、原子、离子、质子、中子、电子等。
由于微粒太小,物质组成的微粒数目及其巨大,逐一计数,显然是不明智的。
其实我们也可以采用分组的方法。
将含有一定数目的微粒为一组,有n组含有这种一定数目的微粒,乘以n,就是微粒总数了。
这时候,我们就引入了新的物理量,叫做物质的量。
【板书]】第二节化学计量在实验中的作用
一.物质的量(n)
1.定义:表示物质所含有微粒多少的一个物理量,也表示含有一定数目粒子的集合体。
【教师】对于计数小米分,组名称为“堆”,对于计数微粒,组名称叫什么呢?化学家们称之为“摩尔”,例如:1 mol O2,2 mol C,3mol H+。
对于计数小米,“一定数目”为M粒,也就是组容量为M粒,那么对于计数微粒,这个“一定数目”多少,分组容量多大比较合适呢?物质中所含微粒数目极其巨大,不能以“百”“千”甚至“百万”分组,都是不合适的。
第14届国际计量大会规定1mol粒子集体所含有的粒子数与0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023。
也就是1 mol 的任何微粒个数都大约是6.02×1023,把6.02×1023mol-1叫做阿伏伽德罗常数,符号为N A。
6.02×1023是一个多巨大的数字呢?一枚回形针3 cm,将6.02×1023个回形针一个个首尾相连,在太空中伸展开相当于多少光年呢(1光年=9.46ⅹ1015米)?我们知道,离我们最近的恒星(除太阳外)有4.3光年,离银河系中心有30000光年,离最近的星系有2ⅹ106光年,再来比较一下回形针串的长度,可见短短的一枚回形针,6.02×1023个首尾相连,就那么长,可见阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的常数。
【学与练】1 mol O2约含有6.02×1023个氧气分子, 2 mol C 约含有1.204×1024个碳原子,
3 mol H+约含有1.806×1024个氢离子
【总结】可见,n mol 某种微粒集合体中所含有微粒数为n × 6.02×1023。
【分析】由公式N = n × N A 可推知n=N/N A ,N A =N/n
【学与练】1.204 × 1024
个水分子的物质的量约为2 mol
0.1 mol 的Na 2SO 4中含有离子总共1.806×1023
个 【板书】2.物质的量的单位:摩尔(n ) 3.阿伏伽德罗常数
1mol 粒子集体所含有的粒子数与0.012 kg 12
C 中所含的碳原子数相同,约
为6.02×1023
,把6.02×1023
mol -1
叫做阿伏伽德罗常数,符号为N A 。
3.概念间的联系:n=N/N A 【副板书】
【提问】判断下面两题是否正确:(1)1 mol 小米;(2)1 mol 氢。
【分析】大米是一个宏观物质,肉眼看得见,而物质的量适用对象是微观的,肉眼看不见的微粒,所以1 mol 大米是错的。
写汉字氢,容易导致指代不明。
【板书】 注意事项:
1.摩尔的适用范围:微观粒子(原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等)
2.摩尔计量的微粒类型必须用元素符号表示,而不能用汉字,如1 mol H 2。
【提问】对于计数小米来说,每组质量都是1 g ,那对于计数微粒,每组质量是多大呢?也就是1 mol 物质的质量是多少呢?经过研究发现1 mol O 2的质量等于32 g ,1 mol C 的质
量等于12 g ,1 mol H +
的质量等于1 g ,由此可见,1mol 任何微粒的质量以g 为单位,其数值等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
我们把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 ,单位为g/mol (或g ·mol -1
)。
由定义可知将质量除以物质的量就等于该物质的摩尔质量(M=m/n )。
由M=m/n ,可以推知n=m/M 。
【板书】三、摩尔质量(molar mass )
1.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 ,单位为g/mol (或g ·mol -1
)。
2.摩尔质量的数值该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。
3.概念间的关系:n=m/M
【学与练】24.5 g H 2SO 4的物质的量是多少?1.5 mol Na 2CO 3的质量是多少?
【教师】如果我手上有1g 金子,而同学手上有1亿个金原子,你们愿意跟我交换吗?金原子相对原子质量为197
【分析】联系n=m/M 和n=N/NA ,可得到N/N A =m/M 。
通过这个公式,可见物质的量是微观的微粒个数和宏观的物质的质量的桥梁。
计数小米 计数微粒 操作人员 小伙子
化学家 操作方法 分组
“组”名称 堆 摩尔
组容量 M 个
6.02×1023
(阿伏加德罗常数 N A ) 总个数 N = 10000×M N = n × N A 每组质量
1g
摩尔质量
对 象
维
度。