混合气体摩尔质量的计算方法和物质的量概念的理解

混合气体摩尔质量（或相对分子质量）的计算

（1）已知标况下密度，求相对分子质量.

相对分子质量在数值上等于气体的摩尔质量，若已知气体在标准状况下的密度ρ，则Mr 在数值上等于M ＝ρ·22.4L/mol （2）已知相对密度，求相对分子质量

若有两种气体A 、B 将)()(B A ρρ与的比值称为A 对B 的相对密度，记作D B ，即 D B ＝

)

()(B A ρρ，由推论三，

)

()()

()(B A B Mr A Mr ρρ＝

＝D B ?

Mr(A)＝D B ·Mr(B)

以气体B （Mr 已知）作基准，测出气体A 对它的相对密度，就可计算出气体A 的相对分子质量，这也是测定气体相对分子质量的一种方法.基准气体一般选H 2或空气.

（3）已知混和气体中各组分的物质的量分数（或体积分数），求混和气体的平均相对分子质量.

例 等物质的量的CO 、H 2的混和气，气体的平均相对分子质量Mr. 解：平均相对分子质量在数值上等于平均摩尔质量，按照摩尔质量的定义

设CO 、H 2的物质的量均为1mol

M ＝

mol g mol

mol

g mol mol g mol n m /152/21/281＝＝

总

总?+?

由此例推广可得到求M 的一般公式： 设有A 、B 、C …诸种气体 M ＝

＋＋＋＋＝

总

总)()()()()()(B n A n B n B M A n A M n m ??

[推论一] M ＝M(A)·n(A)％＋M(B)n(B)％＋…… [推论二] M ＝M(A)·V(A)％＋M(B)·V(B)％＋……

例：空气的成分N 2约占总体积的79％，O 2约占21％，求空气的平均相对分子质量. 解：由上面计算平均摩尔质量的方法可得 M (空气)＝M(N 2)·V(N 2)％＋M(O 2)·V(O 2)％ ＝28g/mol ×79％＋32g/mol ×21％ ＝28.8g/mol

答：空气的平均相对分子质量为28.8.

利用类比加深对物质的量概念的理解

《物质的量》这一章涉及很多概念和公式很多。对这些概念和公式的正确理解，是我们灵活运用这章知识的关键，更是学好化学的关键。《物质的量》也是我们进入高中来学习的第一章理论性很强的知识。概念抽象，特别是物质的量，大家很容易弄错，但是物质的量是我们化学计算的基础，联系微观世界和宏观世界的桥梁，只有掌握了它，我们才能学好化学，正确理解化学反应。可以说，物质的量是我们真正走入化学世界的第一步。以后很多化学的思考方式，都是建立在它的基础上。现在就打个比方吧，物质的量实际上是一个度量衡，就像秦始皇统一中国时，所采取的度量衡统一一样。

大思路

概念分为很多层次，我们要从根子上入手，即从最本源的概念入手。打个比方，什么叫同位素，大家都知道说是指质子数相等的一类原子，可是什么又是原子呢？大家就说是物质的基本微粒，由原子核和核外电子组成，如果继续问，就追究到了原子核与核外电子，然后又到了中子、质子。这最本源的东西就是中子、质子、电子。我们暂且把这种方法叫做“寻根刨底”吧！在利用我们的类比方法，一定可以理解这章抽象的概念！

下面是我们这一章的所有的新概念以及公式。 阿佛加德罗常数：0.012kg 12

C 所含有的12

C 原子个数，1223

0.012 6.0210A C

N m =

=?个，这不是一

个精确值，而是一个近似值。

1摩尔：把含有A N 个物质的结构微粒叫做1摩尔该物质，即23

6.0210?个物质微粒。与生活中

把12支铅笔叫做1打铅笔一样哦！ 举例： 23

6.0210

?个2H O 分子，或者说A N 个2H O 分子，就是1摩尔水；

23

6.0210?个质子，或者说A N 个质子，就是1摩质子；

1摩尔氧气就是23

6.0210?个氧分子2O ，即 A N 个氧分子2O ； 1摩尔电子就是23

6.0210?个电子，即A N 个电子。

但是我们不能说1摩尔鸡蛋，原因是鸡蛋不是微观的粒子。

物质的量—摩尔：以摩尔为单位来计量物质所含结构微粒数的物理量。它与物质的质量不一

样。我们在表述时，必须指明微粒种类。 我们接着上面的例子帮助大家理解：

1打铅笔等于12支铅笔；

2打铅笔等于212?支铅笔；

3打铅笔等于312?支铅笔； n 打铅笔等于12n ?支铅笔；

第一点： 这里的“打”是“数量这个物理量”的一个单位，相当于“摩尔”，是一个

“物质的量这个物理量”的单位。 第二点：“12”相当于

A

N ，即23

6.0210

?，是一个阿佛加德罗常数。

我们在继续往下想：

12支铅笔是1打；

212?支铅笔是21212?打；

312?支铅笔是31212?打；

N 支铅笔是

12

N 打；

所以我们类推得到：N 个物质微粒就是

23

6.0210

N ?摩该物质。

即得到公式：23

6.0210

A

N N n N =

=

?

摩尔质量—克/摩：单位物质的量的物质所具有的质量，即1摩尔物质的质量。实际上就是

23

6.0210?个该物质分子的质量。从这个定义就知道，质量与摩尔质量是不一样的，

他们的单位也不一样。摩尔质量数值上等于相对原子质量或者相对分子质量。 举例：

1mol 氧气的质量是32g,那么氧气的摩尔质量就是32g/mol 。氧气的相对分子质量是32。

1mol N a 质量是23g,那么钠的摩尔质量就是23g/mol 。钠的相对原子质量是23。那么： 32g 氧气就是1mol ；

64g 氧气就是

6432

mol ；

mg 氧气就是

32m mol ；

mg N a 就是23

m mol ；

于是我们可以得到一个公式：

m V

n M

M

ρ=

=

其中M 是摩尔质量，ρ是密度，V 是体积。

气体摩尔体积—升/摩：标准状况下，单位物质的量的气体所占有的体积为22.4L ，即1摩尔

气体的体积。实际上就是23

6.0210?个气体分子占有的体积约为 22.4L 。和摩尔质量一样的推导法，我们得到一个公式：/m

m

V m n V V ρ=

=

物质的量浓度—摩/升：在一定温度和压强下，单位体积中所含溶质物质的量的多少，即1L 溶液

中含有溶质的物质的量，实际就是1L 溶液中含有多少个23

6.0210

?个溶质分子。

公式：n C V

=

在这些概念中，最本源的是什么，其实就是阿佛加德罗常数N A 和摩尔。其他的概念和定义都建立在它们的基础上。让我们以题为载体来理解吧！

体验1

下列各指定粒子数目不等于阿伏加德罗常数值的是（ ） A ．1g H 2所含的原子个数 B ．4g 氦气所含的原子个数

C ．23g 金属Na 全部转变为金属离子时失去的电子个数

D ．16g O 2所含的分子个数

体验思路：抓住定义，阿佛加德罗常数指的是1摩尔物质的微粒数，1摩尔就是阿佛加德罗常

数个，就像“一打就是12个”。所以我们求物质的量，即求物质到底有多少摩尔，就有多少个阿佛加德罗常数，就像“到底有多少打，就有多少个12个”。利用公式

m V

n M

M

ρ=

=

或者/m

m

V m n V V ρ=

=

，根据已知条件选择其中之一，然后我们还要注意

题目具体指的是什么微粒。

体验过程：A 选项：22

2

22212

H H H H m n n mol mol M ==

=

=，这个选项中大家一定就要注意指的

是氢原子数而不是氢分子数，选项对。

B 选项：414

H e H e m n m ol m ol M

=

=

=，1摩尔He 含有阿佛加德罗常数个He 分子。

C 选项：23123

N a e N a N a N a

m n n n m ol m ol M

+

===

=

=，每个N a 失去一个电子，所以电

子数和N a 离子数相等，根据阿佛加德罗常数的定义，1摩尔电子就是阿佛加德罗常数个电子。

D 选项：222

160.532

O O O m n mol mol M =

=

=，根据阿佛家德罗常数的定义，1mol 就是阿

佛加德罗常数，那么0.5mo l 2O 只是阿佛加德罗常数的

12

。

答案：D

小结：从这道题中，我们知道要注意具体指的是什么微粒，就要注意分子式中的下标，看是单

原子分子还是多原子分子，或者指的是电子。

体验2

设N A 代表阿佛加德罗常数,下列说法正确的是（ ）

(A)2.4克金属镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1N A (B)2克氢气所含原子数目为N A

(C)在25℃,压强为1.01×105帕时,11.2升氮气所含的原子数目为N A (D)标准状况(0℃,101.3千帕)下,22.4升氯气中所含的氯原子数为2N A

体验思路：这道题还是阿佛加德罗常数定义的理解，1摩尔就是N A 个，就像“一打就是12个”。

抓住的主要线索还是：1摩尔某物质微粒数就是阿佛加德罗德常数，所以还是求物质的量，看到底有多少摩尔，“看到底有几打，有几个12个”。根据已知选择公式

m V

n M

M

ρ=

=

还是/m

m

V m n V V ρ=

=

，直接计算就好了。

体验过程：A 选项：22 2.420.224

M g e M g M g

m n n m ol m ol M ?==

=

=，由于每个M g 失去两个电

子，即电子摩尔数为M g 的两倍，即0.2A N 。

B 选项：22

2

222222

H H H H m n n mol mol M ?==

=

=，即氢原子数为2A N 。

C 选项：公式/m

m

V m n V V ρ==成立的条件是标准状况下，所以这个选项肯定不对。

D 选项：这次可以利用公式m

V n V =,22

2222.42222.4

C l C l C l m

V n n m ol m ol V ?==

=

=,应

该是2A N 个氯原子。

答案：D

总结：通过这两道题，你是不是对阿佛加德罗常数和摩尔理解透了呢！理解好了我们就进入下

一步啦！

体验3

下列说法正确的是（ ）

A 、摩尔表示物质的质量的单位

B 、10gHF 含有0.5molHF 分子

C 、2gH2的体积约为22.4L

D 、物质的摩尔质量等于其式量

体验思路：这道题的主要考察我们表述的严密性，注意任何一个公式的应用都有它的范围哦。 体验过程：A 选项：摩尔是物质的量的单位，并非物质的质量哦

B 选项：摩尔后面修饰的是物质，不能物质微粒哦，应该是10gHF 含有0.5molHF ，不能是HF 分子。

C 选项：只有标准状况下的1摩尔气体体积才是22.4升，这里用一个“约”，所以他正确了。

D 选项：摩尔质量数值上等于式量，并非是完全相等哦！

实践1

设NA 表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是 （ ）

A ．N A 个N 2分子和N A 个CO 分子质量比为1∶1

B ．1 mol H 2O 的质量等于N A 个H 2O 质量的总和

C ．在任何条件下1mol H 2所含的原子数为N A

D ．1mol H 2SO 4中所含的粒子数目一定是N A

实践2

下列说法正确的是 （ ）

A 、摩尔是含有6.02×1023

个微粒的集体 B 、0.012kg 12

C 所含的原子数精确值是6.02×1023

C 、1mol H 2的体积为22.4L

D 、1molH 2SO 4的质量是98g

实践题答案

实践1

实践略解：A 选项：考察的是摩尔质量定义，1摩尔N 2和1摩尔CO 的质量比就是它们的摩尔质量比。2

28/C O N M M

g m ol ==。

B 选项：1 mol H 2O 就是N A 个H 2O 分子啦，质量当然相等啦！

C 选项：要仔细哦，1mol H 2说的当然是N A 个H 2分子啦，没说在标况下

D 选项：1mol H 2SO 4中所含的粒子数，什么粒子没说清楚。错啦！

答案：AB 实践2

思路略解：A 选项：摩尔是一个微粒集体单位，不是含有6.02×1023

个微粒的集体

1摩尔某微粒才是含有6.02×1023

个微粒的集体。

B 选项：0.012kg 12

C 所含的原子数精确值是6.02×1023

，不是精确值，是近似值啦，这么 小的原子，谁能数出一个精确值呢。

C 选项：标准状况下的1摩尔气体体积才约是22.4L.

D 选项：硫酸的式量是98，摩尔质量就是98g/mol 。 答案：D