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物质的量闯关

n · M · Vm · c

把看不见的粒子,接到能称、能量、能配的世界

第 1 关为什么要造一座“桥”

一杯水里的分子多到没法一个个数,但化学反应偏偏按粒子个数发生。

实验室能称出 18 g 水,却不能数出里面每一个水分子。于是化学家约定:把一大包数量固定的粒子当成一个单位。这座桥叫物质的量,符号是 n,单位是摩尔(mol)

宏观:能称
18 g
约等于水滴
360 滴
微观:分子数
6.02×10²³
这座桥怎么走1 mol H₂O 的质量是 18 g,约 18 mL。若用“约 20 滴是 1 mL”的常见估算,大约是 360 滴;里面却有约 6.02×10²³ 个水分子。

第 2 关1 mol 到底装了多少

“一打”固定是 12 个;“一摩尔”也固定装这么多粒子。

NA ≈ 6.02 × 1023 mol−1

NA阿伏加德罗常数。它是“每 1 mol 有多少个指定粒子”。指定粒子可以是分子、原子、离子,也可以是电子,题目得说清。

粒子数换算N = nNA  反过来 n = N / NA

试一下:0.5 mol O₂ 含有多少个 O₂ 分子?又含多少个 O 原子?

最常丢的“下标倍数”0.5 mol O₂ 是 0.5 mol O₂ 分子,但每个 O₂ 里有 2 个 O 原子,所以 O 原子数还要乘 2。

第 3 关M:每摩尔有多重

摩尔质量 M,说人话就是“1 mol 这种物质的质量”。

单位用 g/mol。数值上,摩尔质量等于化学式的相对分子质量或相对原子质量。例如 H₂O:2×1 + 16 = 18,所以 M(H₂O)=18 g/mol

质量 m(g)
36
÷ M
物质的量 n
2 mol
两条路n = m / M  m = nM
n 是“有几包”,M 是“每包多重”,m 是“总共多重”。

算一算:44 g CO₂ 是多少 mol?

mol
“相对分子质量”为什么没单位,M 却有?

相对分子质量是一个比值,没有单位;摩尔质量是每 mol 的质量,必须带 g/mol。两者常常数值相同,但身份不同。

第 4 关换算枢纽:先回到 n

质量、粒子数、气体体积、浓度看着是四条路,中间都经过 n。

n物质的量
m质量
N粒子数
Vg气体体积
c浓度
质量 ↔ nn = m / M;m = nM。M 是“每摩尔多重”。
全路线计算器
mol
L 溶液
这台计算器的边界“22.4 L/mol”那格只是在算标准状况下的气体。不是标况,或者物质不是气体,就不能走那条边。

第 5 关Vm 与阿伏加德罗定律

气体分子离得很远,气体体积主要看粒子数、温度和压强。

标准状况(0 ℃、101 kPa)下,1 mol 任何气体的体积约为 22.4 L。所以 Vm = 22.4 L/mol,V = nVm

V = 1.0 × 22.4 = 22.4 L

阿伏加德罗定律同温同压下,相同体积的任何气体,含有相同数目的分子。换个方向说:同温同压下,气体的 V 比等于 n 比。

小挑战:调到目标体积

目标:44.8 L

第 6 关c:一升溶液里装几 mol

物质的量浓度 c,说人话就是“每升溶液里有多少 mol 溶质”。

浓度换算c = n / V  n = cV
c 的单位是 mol/L;V 必须换成 L,而且是溶液体积,不是溶剂体积。

配制 100 mL 1.00 mol/L NaCl 溶液,先算 n = 1.00×0.100 = 0.100 mol,再算 m = 0.100×58.5 = 5.85 g。下面把操作按顺序点出来。

容量瓶最后一厘米要慢先加水到刻度线下 1–2 cm,再用胶头滴管逐滴加。视线要和凹液面最低处、刻度线同高。最后盖塞,反复上下颠倒摇匀。

误差方向:想清 c = n / V

定容时俯视刻度线,实际液面低于刻度线,V 偏小,c 怎样?
洗涤液没有转入容量瓶,少了一部分溶质,c 怎样?

第 7 关三个大坑,一次踩明白

每题都在问:这个公式的“通行证”齐不齐。

通关测10 题覆盖全程

每次随机生成,数字保证好算。交卷后每题都会讲清。

附加关60 秒换算连闯

随机在 n、m、N、标况气体体积、浓度之间切换。答错扣 3 秒,答对 10 题拿满 20 附加分。

60 秒本轮答对 0最好 0
点开始,第一题就来。
连闯诀窍先找 n。质量除以 M,粒子数除以 NA,标况气体体积除以 22.4,浓度乘溶液体积。再从 n 走到题目要的量。

一眼小抄