物质的量(摩尔)等于以克计的质量除以以 g/mol 计的摩尔质量,数值与你在上一课求得的 Mr 相同。这一课双向练习:从质量到摩尔数,再从摩尔数回到质量,并始终保持单位的一致。
为什么单位是方法的一部分?
一摩尔把粒子的数量和可以称量的质量联系起来。摩尔质量(写作 g/mol)就是桥梁:它告诉你一摩尔有多少克。
如果质量用克、摩尔质量用 g/mol,那么 g ÷ (g/mol) 留下 mol。如果质量用 kg,单位就无法正确约去,所以要先换算。
由质量求物质的量的步骤
- 写出带单位的质量,必要时换成 g。
- 求 Mr,写成 g/mol。
- 相除: n = m ÷ Mr。
- 在答案旁写上单位 mol。
反过来,用 m = n × Mr,得到 g。
例题详解
2.0 kg 氢氧化钠 NaOH 含有多少摩尔?使用 Na = 23,O = 16,H = 1。
第一步,换算: 2.0 kg × 1000 = 2000 g。
第二步,Mr: 23 + 16 + 1 = 40,所以摩尔质量是 40 g/mol。
第三步,相除: 2000 g ÷ 40 g/mol = 50 mol。
反向核对:50 mol × 40 g/mol = 2000 g,也就是 2.0 kg。答案回到了起点。
一个常见的失误
有学生写成:n = 2.0 ÷ 40 = 0.050 mol。
错误答案: 0.050 mol
2.0 的单位是 kg,却被除以单位为 g/mol 的摩尔质量。单位不匹配,所以答案小了 1000 倍。
改正的方法是在每个数字旁写上单位,并先换成克。然后 2000 ÷ 40 = 50 mol。
自我检测
1. 9.0 g 水 H₂O 含有多少摩尔?(H = 1,O = 16)
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Mr = 2 + 16 = 18。n = 9.0 ÷ 18 = 0.50 mol。
2. 0.30 mol 氯化钠 NaCl 的质量是多少?(Na = 23,Cl = 35.5)
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Mr = 23 + 35.5 = 58.5。m = 0.30 × 58.5 = 17.55 g,取三位有效数字是 17.6 g。
3. 称得 250 mg 硫酸铜(II) CuSO₄。它有多少摩尔?(Cu = 64,S = 32,O = 16)
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换算:250 mg ÷ 1000 = 0.250 g。Mr = 64 + 32 + 64 = 160。n = 0.250 ÷ 160 = 0.0015625 mol,取三位有效数字是 1.56 × 10⁻³ mol。
下一步
下一课是用方程式比例联系反应量,需要用到你刚求出的物质的量。摩尔与方程式比例辅导工具会在每一行写出单位来展示同样的换算,方程式配平推理训练器则检查它所依赖的方程式。
当学生在不同课题里反复因单位失分时,看得到你书写过程的老师可以指出这个习惯。这也是我们在化学线上一对一补习中所做的一部分。