专题十 万能公式计算法
物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一(7个基本的物理量分别为:长度、质量、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量),它和长度、质量、时间等概念一样,是一个物理量的整体名词。其符号为n,单位为摩尔(mol),简称摩。物质的量是表示物质所含微粒数(如:分子,原子等)与阿伏加德罗常数之比。它是把微观粒子与宏观可称量物质联系起来的一种物理量。其表示物质所含粒子数目的多少。在使用物质的量时,必须指明基本单元(它可以是组成物质的任何自然存在的原子、分子、电子、离子、光子等一切物质的粒子,也可以是按需要人为地将它们进行分割或组合而实际上并不存在的个体或单元)。一般利用化学式指明基本单元,而不用汉字。使用摩尔时,基本单元应指明,可以是原子分子及其粒子,或这些粒子的特定组合。
同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,称为阿伏伽德罗定律。气体的体积是指所含分子占据的空间,通常条件下,气体分子间的平均距离约为分子直径的10倍,因此,当气体所含分子数确定后,气体的体积主要决定于分子间的平均距离而不是分子本身的大小。在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。所以又叫三同定一同。气体,可以是单一气体也可以是混合气体。可以是单质气体,也可以是化合物气体。
中学化学中,阿伏加德罗定律占有很重要的地位。它使用广泛,特别是在求算气态物质分子式、分子量时,如果使用得法,解决问题很方便。下面简介几个根据克拉伯龙方程式导出的关系式,以便更好地理解和使用阿佛伽德罗定律。
克拉伯龙方程式通常用下式表示:PV=nRT……①
P表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数。所有气体R值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位(SI),R=8.31帕·米3/摩尔·开。如果压强为大气压,体积为升,则R=0.082大气压·升/摩尔·度。
因为n=m/M、ρ=m/V(n—物质的量,m—物质的质量,M—物质的摩尔质量,数值上等于物质的分子量,ρ—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程式也可写成以下两种形式:PV=m/MRT……②和PM=ρRT……③阿伏伽德罗定律及推论都可由理想气体状态方程及其变形推出。由定律可导出:“一连比、二反比、三正比”的规律。
1.“一连比”:指在同温同压下,同体积的任何气体的质量比等于摩尔质量(相对分子质量)之比,等于密度比。
2.“二反比”。
(1)同温同压同质量下,两气体的体积与其摩尔质量(相对分子质量)成反比。
(2)同温同分子数(或等物质的量)时,两气体的压强与其体积成反比。?三正比”。同温同压下,两气体的体积之比等于其物质之比。同温同体积下,两气体的压强之比等于其物数之比。同温同压下,两气体的密度之比等于其摩尔
3.“
(1)的量之比,等于其分子数
(2)质的量之比,等于其分子
(3)质量(相同分子质量)之比。?
推论5:同温同压下,任何气体的密度之比等于摩尔质量之比,
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