8年级

摩尔、摩尔质量、溶液浓度

摩尔是宏观计数粒子的单位；用摩尔质量换算质量，用物质的量浓度表示单位溶液体积中的溶质物质的量。

直觉直觉：粒子与变化

一小撮食盐含有数量极大的离子。化学中用摩尔作为计数单位，类似“一打”表示十二个。

所有换算都经过摩尔。切换到示例，跟随 88 g CO₂ 走遍每条箭头。

定义: 核心概念

1 摩尔含有精确的 $N_A=6.02214076\times10^{23}$ 个指定粒子。摩尔质量 $M$ 是单位物质的量的质量；浓度 $c$ 是单位溶液体积中的溶质量。

水的摩尔质量约为 $M(\ce{H2O})=18.0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ 。因此 36.0 g 对应 2.00 mol，与其处于液态还是气态无关。

n=\frac{m}{M},\qquad N=nN_A,\qquad c=\frac{n}{V}

N_A=6.02214076\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}

例题: 例题

9.0 g 水是多少摩尔？取 M = 18.0 g mol⁻¹。

解答

n = m/M = 9.0/18.0 = 0.50 mol，约含 3.01 × 10²³ 个水分子。

例题: 第二个例子

44 g CO₂ 是多少摩尔？有多少个 CO₂ 分子？

解答

M = 12 + 2×16 = 44 g/mol，故 n = 1.0 mol，N = 1.0 × 6.022×10²³ = 6.02×10²³ 个分子。

摩尔浓度采用最终溶液体积，而非加入溶剂的体积。将 0.50 mol 溶质溶解并定容至 2.0 L，则 $c=0.25\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ 。

摩尔是转换枢纽：经摩尔质量在质量与摩尔之间换算，经阿伏伽德罗常数在摩尔与粒子数间换算，经体积和浓度求溶质物质的量。

例题: 计算与应用例题

配制 250 mL 0.20 mol/L 的 NaOH 溶液，需要固体 NaOH（M = 40.0 g/mol）多少克？

解答

n = c × V = 0.20 mol/L × 0.250 L = 0.050 mol；质量 m = n × M = 0.050 mol × 40.0 g/mol = 2.0 g。