由质量求摩尔数,就是把以克为单位的质量除以以克每摩尔为单位的摩尔质量:n = m / M。摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量或相对式量。
把质量换成摩尔数,是 SPM化学 里用得最多的一道计算。它是通往化学计量、滴定与反应质量问题的门户,所以我们的一对一网课老师会确保这套流程在你遇到更难、以它为基础的题目之前就已成为本能。
什么时候用到它
当一道题给出以克(或千克)为单位的质量、要你求摩尔数时,就用它;或者当你需要先把质量换成摩尔数、再用化学方程式时,也用它。它与摩尔换质量的变形 m = n x M 成对,两者互为逆运算。
公式
n = m / M
- n = 摩尔数,单位 mol
- m = 质量,单位克 (g)
- M = 摩尔质量,单位克每摩尔 (g mol⁻¹)
摩尔质量 M 在数值上等于相对原子质量(对元素)或相对分子/式量(对化合物),但它带单位 g mol⁻¹。
单位
质量必须以克为单位。若题目给千克,先乘以 1000。
答案 n 的单位是 mol。
例题一(易):氢氧化钠
求 8 g 氢氧化钠 NaOH 里的摩尔数。(Ar:Na = 23、O = 16、H = 1。
)
- 第一步,摩尔质量:M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 g mol⁻¹。
- 第二步,用 n = m / M:n = 8 / 40 = 0.2 mol。
例题二(中):二氧化碳
求 11 g 二氧化碳 CO2 里的摩尔数。(Ar:C = 12、O = 16。
)
- 第一步,摩尔质量:M(CO2) = 12 + (2 x 16) = 44 g mol⁻¹。
- 第二步,n = m / M = 11 / 44 = 0.25 mol。
例题三(SPM 水平):碳酸钠
求 5.3 g 碳酸钠 Na2CO3 里的摩尔数。(Ar:Na = 23、C = 12、O = 16。
)
- 第一步,摩尔质量:M(Na2CO3) = (2 x 23) + 12 + (3 x 16) = 46 + 12 + 48 = 106 g mol⁻¹。
- 第二步,n = m / M = 5.3 / 106 = 0.05 mol。
这个故意「不好看」的小数字很有 SPM 味道:它看似棘手,但只要摩尔质量算对了,就会干净利落地约出来,这正是摩尔质量这一步如此重要的原因。
常见陷阱
- 用错摩尔质量,答案出错最常见的原因。除之前先把 M 仔细算好。
- 把质量留在千克。先换成克(x 1000)。
- 把公式上下颠倒,写成 M / m。记住 n = m / M。
- 忘了在答案上写单位 mol,或在摩尔数上写了 g mol⁻¹。
- 把摩尔质量四舍五入(例如把 44 写成 40),这会让整个答案偏掉。
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一旦由质量求摩尔数稳当了,它的逆运算(由摩尔数求质量)以及每一道反应质量题都会变得简单,因为它们全都建立在这一个关系之上。
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