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)。
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 叫阿伏加德罗常数。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。
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。
质量 ↔ nn = m / M;m = nM。M 是“每摩尔多重”。
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
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
- N = nNA,NA ≈ 6.02×10²³ mol⁻¹。
- n = m/M;M 的单位 g/mol。
- 标况气体:V = n×22.4 L/mol。非标况、固体、液体都别套。
- c = n/V;V 是溶液体积,先换成 L。
- 配液:计算 → 称量 → 溶解 → 转移洗涤 → 定容 → 摇匀。