化学物质基本概念 · 二 · 「物质的计量」

物质的量 及其相关概念

物质的量 $n$

1. 概念：表示含有一定数目粒子的集合体，是国际单位制中七个基本物理量之一（易混）。
2. 符号：$n$
3. 单位：$\mathrm{mol}$（摩尔 简称“摩”）
4. 使用范围：适用于微观粒子或微观粒子的特定组合
5. 阿伏伽德罗常数：指一摩尔任何粒子的粒子数，符号为 $N_A$ ， $N_A\approx 6.02\times {10}^{23}\mathrm{mol}{\phantom{A}}^{-1}$
6. 计量对象：微观粒子，包括分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子团等
7. 公式：$n={\displaystyle \frac{N}{N_A}}$

$3\mathrm{mol}\mathrm{CO}{\phantom{A}}_2$ 有 $9N_A$ 个原子

摩尔质量 $M$

1. 定义：单位物质的量的物质所具有的质量

2. 符号：$M$

3. 单位：$g/\mathrm{mol}(g\cdot \mathrm{mol}{\phantom{A}}^{-1})$

4. 数值：摩尔质量以 $g/\mathrm{mol}$ 为单位时，在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量

   $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ 的相对分子质量为 $18$（单位为「1」），$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ 的摩尔质量为 $18g/\mathrm{mol}$

5. 物质的量、质量、摩尔质量的关系：$n={\displaystyle \frac{m}{M}}$

气体摩尔体积 $V_m$

1. 定义：单位物质的量的气体所占的体积
2. 符号：$V_m$
3. 单位：$L/\mathrm{mol}(L\cdot \mathrm{mol}{\phantom{A}}^{-1})$
4. 公式：$V_m={\displaystyle \frac{V}{n}}$
5. 气体摩尔体积与气体所处的 温度 与 压强 有关
6. 在标准状况下（$0°\mathrm{C}、101k\mathrm{Pa}$）气体的摩尔体积约为 $22.4L/\mathrm{mol}$
   1. 在标况下，$1\mathrm{mol}$ 任何气体的体积都为 $22.4L$
   2. 使用时，物质的聚集状态一定为 气体（可以是混合气），但条件必须为 标准状况

物质的量浓度 $c$

1. 定义：一定温度、压强下，单位溶液中所含溶质的量的多少
2. 符号：$c$
3. 单位：$\mathrm{mol}/L(\mathrm{mol}\cdot L^{-1})$
4. 公式：$c={\displaystyle \frac{n}{V}}$

相互换算：

$c=\frac{1000\rho w}{M}$

$\rho :$ 密度 $w:$ 质量分数 $m:$ 溶质的摩尔质量

物质的量 及其相关概念 常见错误

1. [×] 摩尔是化学上常用的一个物理量：摩尔是单位
2. [×] $1\mathrm{mol}$ 水含有 $2\mathrm{mol}$ 氢 和 $1\mathrm{mol}$ 氧：没有明确粒子的种类
3. [×] $1\mathrm{mol}$ 任何物质都含有 $6.02\times {10}^{23}$ 个分子：物质不一定都由分子构成
4. [×] $2\mathrm{mol}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ 是 $1\mathrm{mol}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ 摩尔质量的 $2$ 倍：摩尔质量与物质的量无关