由粒子数求摩尔数,就是除以阿伏伽德罗常数:n = N / NA,其中 NA 为 6.02 x 1023 每摩尔。粒子可能是原子、分子或离子,所以要看清题目。
以摩尔来计数、而不是一颗一颗地数粒子,正是摩尔这个概念的全部意义,SPM化学 会用「有多少原子/分子/离子」这类题目直接考它。我们的一对一网课老师会确保你能双向移动,由粒子求摩尔、也由摩尔求粒子,而不会弄丢题目所指的是哪一种粒子。
什么时候用到它
当一道题给出、或要你求粒子数时就用它:原子、分子、离子或电子。它常和 n = m / M 连用,让你从质量、到摩尔、再到粒子数一气呵成。
公式
n = N / NA
- n = 摩尔数,单位 mol
- N = 粒子数(无单位)
- NA = 阿伏伽德罗常数 = 6.02 x 1023 mol−1
反方向则是 N = n x NA。
单位
n 的单位是 mol。N 是纯粹的计数,没有单位。
阿伏伽德罗常数告诉你:任何粒子一摩尔都含有 6.02 x 1023 mol−1 个该粒子。
用科学记数法运算
几乎每一个粒子数答案都写成科学记数法,所以对十的幂稍加小心就能守住到手的分。保留阿伏伽德罗常数的两位有效数字,先除前面的数字,再单独处理幂。
一个快速的自查是:中学程度题目里合理的摩尔数通常落在大约 0.01 到几摩尔之间;若得到像 5 x 1022 mol 这样的答案,就该停下来重读题目,因为它太大了不可能是摩尔数,几乎肯定其实是粒子数。
例题一(易):钠原子
3.01 x 1023 个钠原子有多少摩尔?
- 第一步,写出公式:n = N / NA。
- 第二步,代入:n = (3.01 x 1023) / (6.02 x 1023) = 0.5 mol。
例题二(中):水分子
1.204 x 1024 个水分子有多少摩尔?
- 第一步,n = N / NA = (1.204 x 1024) / (6.02 x 1023)。
- 第二步,数字相除、指数相减:1.204 x 1024 即 12.04 x 1023,所以 n = 12.04 / 6.02 = 2 mol。
例题三(SPM 水平):数离子
0.2 mol 氯化镁 MgCl2 里有多少个氯离子?
- 第一步,读化学式:一个 MgCl2 给出一个 Mg²⁺ 离子和两个 Cl⁻ 离子。
- 第二步,Cl⁻ 的摩尔数:0.2 mol MgCl2 x 2 = 0.4 mol Cl⁻。
- 第三步,离子数:N = n x NA = 0.4 x (6.02 x 1023) = 2.408 x 1023 个氯离子。
这里的陷阱是停在 0.2 mol;化学式 MgCl2 把氯离子翻了一倍。
常见陷阱
- 把公式颠倒,本该相除却乘以 NA(或反过来)。
- 忽略粒子的种类。O2 里的「氧原子」是 O2 分子数的两倍。
- 忘了一个式单位可能释放几个离子,如 MgCl2 之于氯离子。
- 科学记数法里出错:相除前先把十的幂对齐。
- 漏掉单位 mol,或错误地给 N 加上单位。
我们如何帮助你
老师会出把 n = m / M 与 n = N / NA 串起来的题,并且故意在原子、分子与离子之间切换,让你养成每次都问「是哪种粒子?」的习惯,这一个纪律正是在 SPM化学 里守住这些分的关键。
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