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莫耳、原子量與分子量 莫耳、原子量與分子量 mole  莫耳

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Academic year: 2022

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全文

(1)

課程名稱:

莫耳、原子量與分子量

課程名稱:

莫耳、原子量與分子量

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 莫耳

mole

亞佛加厥 義大利 Amedeo Avogadro 1776 年- 1856 年

(3)

 化學計數集合單位

( 1 )生活上計數:

 單位: 。

 集合單位: 。  1 對= 個。  1 打= 個。

( 2 )化學上計數:

 單位定義: 。

 12 公克的碳原子所含的原子數目有六千億兆個,

將此數目定義為「 1 莫耳」。

 1 莫耳的碳原子,共有 公克。

化學計數單位 莫耳

雙(對)、打、袋、包、本…

個、支、片、條、件、頁、粒…

2 12

12 莫耳

(4)

 化學計數集合單位

( 2 )化學上計數:

 集合單位: = = 。  1 mol = = 亞佛加厥數 。

化學計數單位 莫耳

1 莫耳

個 10

23

6 

六千億兆個 1 mol

N

個 打  12

 12

個 n 莫耳 mol

61023

61023

個 n 莫耳 mol

N

N

(5)

個數與莫耳換算

莫耳數 個數 個數

莫耳數   

  (6 10 ) 10

6

23 23

mol mol

mol mol

N

N

) (

n n

10 6

10 n 6

n 23

23

打數

個數 個數

打數    12

12

Dozen 12 12

Dozen n n

(6)

常見計數單位及莫耳示意圖

2 1

12 1

500 1

莫耳 6 10

1 23

(7)

 細數原子與分子

【延伸學 習】

(8)

細數原子與分子

說明例 粒子圖例 分子數 原子數

成分原子數 原子總數

3 個 水分子

3

3 個白原子 6 個黑原子

9 個原子

O H

2

3

H O

3

3 個 O 原

6 個 H 原子

9 個原子

) (

3 H2O1 31 )

(

3 H2O1 3 2 3(H2O1)

3 3 )

(

3 H2O

(9)

細數原子與分子

說明例 粒子圖例 分子數 原子數

成分原子數 原子總數

1 打

水分子

12 36 個原子

24 個黑原子 12 個白原子

(10)

細數原子與分子

說明例 粒子圖例 分子數 原子數

成分原子數 原子總數

1 打

水分子

1打H2O 1

) 1打(H2O1

1 打 O 原子

) (

1打 H2O1

1 1打

) (

1打 H2O1 2 1打

2 打 H 原子

) (

1打 H2O1 3 1打

3 打原子

(11)

細數原子與分子

說明例 粒子圖例 分子數 原子數

成分原子數 原子總數

5 莫耳

水分子

H2O ol

5 m 5 mol ) ol

5 m (H2O1

5mol O 原子

) (

5mol H2O1 1 5mol

) (

5mol H2O1 2 5mol

10mol H 原子

) (

5mol H2O1 3 5mol

15mol 原子

(12)

範例解說

1. 一瓶礦泉水中,若有水分子 2.4×1024 個,則回答下列問題:

 這瓶礦泉水中,有多少莫耳水分子? 莫耳水分子。

 這瓶礦泉水中,有多少莫耳氫原子? 莫耳氫原子。

 這瓶礦泉水中,有多少個氧原子? 個氧原子。2.4 ×1024

莫耳 個 

4 10

4 . 10 0

6

10 4

. 2

23 24

N mol

mol n   

 

4

H mol O

H

mol 8

4 2

8

24 23

23 2

10 4

. 2 10

24

10 6

4

4 4

n

O mol O

H mol

(13)

2. 若某一氧化碳( CO )與二氧化碳( CO2 )所含的原子總數相等時,

則回答下列問題:

 此一氧化碳( CO )與二氧化碳( CO2 )的分子總數比= 。  此一氧化碳( CO )與二氧化碳( CO2 )中所含的氧原子總數比

= 。

範例解說

3 : 2

2

X

mol CO Ymol CO 設有

2 3 Y

X

3 Y

2 X

O mol CO

mol 3 1 3

3   

O mol CO

mol 2 2 4

2 2   

3 : 4

(14)

3. 硫酸銨化學式為 (NH4)2SO4 ,取一含純硫酸銨的樣品進行分析,得 知其中有氫 24 莫耳,則此樣品中:

 含氮原子 莫耳;含氧原子 莫耳。

 含硫原子 個。

範例解說

6

4 2

4)

( NH SO mol

X

mol X

X

3

24 8

4 2

4) (

3 mol NH SO

故  3 2  6 mol N

4 2

4) (

3 mol NH SO  3 4  12 mol O

12

24 23 1.8 10 10

6 3

N 3

3

 mol n

1.8  1024

4 2

4) (

3 mol NH SO

(15)

 原子量

(16)

原子量

 原子量:

( 1 )意義:原子的比較質量

( 2 )緣起:原子質量極小,無法直接測量一個原子的質量;

但能取相同數目的不同原子, 得到不同原子間的 。質量比值

 氫原子質量:碳原子質量= 1 : 12

 碳原子質量:氧原子質量= 3 : 4

 碳原子質量:氮原子質量= 6 : 7

 碳原子質量:鎂原子質量= 1 : 2 得到各元素間的質量比值…。

(17)

原子量

 原子量:

( 3 )原子量的訂定:

 比較標準:以質量數 的碳原子為比較標準,

訂定「碳的原子量為 12 」。

 其他元素的原子量,則以相對於碳原子質量的比值來表示 (連比例)。

12

2

1

7 6

4 3

12 1

...

Mg N

O C

H

比較質量(連比例

16 14 24 1

12

原子量

(18)

常見原子的原子量

 常見原子的原子量:

( 1 )可自「 」中查知,原子量無單位,不見得為整數。

( 2 ) 原子量  一個原子的質量。

週期表

1 12 14 16

(19)

延伸學習

 延伸學習:

原子量,值接近於 :原子量愈大,其在週期表中的位置 更

右邊、更下方

質量數

(20)

1. 碳與甲原子之質量比= 4 : 5 ,若碳原子量為 12 ,則:

 甲原子量= 。

 若碳原子量基準改為 36 ,則甲原子量= 。

範例解說

45 ...

36 15

12 5

4   

甲  C

15

45

原子原子量 原子原子量 原子質量

原子質量 B

B

A A

(21)

 分子量

(22)

 分子量:

分子量

( 1 )意義:分子的比較質量

( 2 )計算:分子中,組成原子的原子量 。 (組成關係:原子,組成分子)

( 3 )分子量  一個分子的質量,分子量無單位,不見得為整數。

總和

18 16

2 1

O H2

44 2

16 12

CO2     28

2 14

N2   

17 3

1 14

NH3

 H2  1 2  2 32

2 16

O2

3 . 40 16

3 . 24

MgO   

(23)

1. 常見分子的分子量:( 原子量: C = 12 、 H = 1 、 O = 16 、 N = 14 、

C = 12 、 S = 32 、 Ca = 40 、 Fe = 56 )

範例解說

H2 O2 H2O CO2 C6H12O6

2 2O

H N2 CaCO3 H2SO4 Fe2O3

2 32 18 44 180

34 28 100 98 160

(24)

從原子量、分子量

能得到的資訊

(25)

從原、分子量能得到的資訊

不同原子或分子間的質量大小比較:

( 1 )原子量或分子量愈大者,其一個原子或一個分子的質量愈 。 ( 2 )不同原子間(或分子間)的質量比值

=不同原子(或分子間)的原(或分)子量比值。

原子原子量 原子原子量 原子質量

原子質量 B

B

A

A

分子分子量 分子分子量 分子質量

分子質量

D C D

C 

(26)

從原、分子量能得到的資訊

原子量(或分子量)的意義:

( 1 )原子量 = 一莫耳原子的質量。 ( g / mol ;公克 / 莫耳 ) ( 2 )分子量 = 一莫耳分子的質量。 ( g / mol ;公克 / 莫耳 )

12

C H2O 18

mol g /

12 18 g / mol

(27)

從原、分子量能得到的資訊

12 18

12 18

g 10

6

12

23

g 10

6

18

23

g 12

6 618 g

(28)

從原、分子量能得到的資訊

 原(分)子量的二方向運算:

14 N 

23 g 10 6

14 N

一個

mol g /

14

N

一莫耳

17 NH

3

23 g

3

10 6

17 NH

一個

mol g /

17

NH3

一莫耳

N

N

(29)

從原、分子量能得到的資訊

原子量(或分子量)的意義:

( 3 )成分元素質量比:由 [ 化學式 ] 及 [ 分子量 ] 得知  實例說明:

 水的化學式為 H2O ,一分子的水由 2 個氫原子與 1 個水分子組成  水的分子量為 18 ,表示每莫耳水中有 18 公克,此 18 公克水 中:

(30)

從原、分子量能得到的資訊

原子量(或分子量)的意義:

有 2 公克的氫原子,氫原子質量佔全體水的比率為:

 有 16 公克的氧原子,氧原子質量佔全體水的比率為:

 純水有 900 公克時:

 其中含有氫原子 公克。 其中含有氧原子 公克。

2O  18

H 18

 2 佔 H

18

 16 佔 O

g H 100

18 900 2 

H 800 g

18 90016 

100 800

2O  18 H

(31)

1. ( 原子量: C = 12 、 H = 1 、 O = 16 、 N = 14 、 C = 12 、 Mg

= 24 、

Ca = 40 、 Fe = 56 )

原子量、分子量回家作業

原子 Na Mg Cl Cu Pb

原子量 23 24.3 35.5 64 207.2

1 莫耳 原子質量( g )

5 莫耳 原子質量

( g ) 原子質量每個

( g )

g 23 5

g 23

10 g 6

23

23

g 3 .

24 35.5 g 64 g 207.2 g

g 3 . 24

5 535.5 g 564 g 5207.2 g

10 g 6

3 . 24

23 g

10 6

5 . 35

23 g

10 6

64

23 g

10 6

2 . 207

23

(32)

1. ( 原子量: C = 12 、 H = 1 、 O = 16 、 N = 14 、 C = 12 、 Mg

= 24 、

Ca = 40 、 Fe = 56 )

原子量、分子量回家作業

分子 C3H8 CH3COOH Mg(OH)2 CuSO4 Na2O 分子量

1 莫耳 分子質量( g )

5 莫耳 分子質量( g )

1 Kg 分子 的莫耳數

每個 分子質量( g )

44 60 68 160 60

g

44 60 g 68 g 160 g 60 g g

44

5 560 g 568 g 5160 g 5 60 g

44

mol

1000

mol

60

1000

mol

68

1000

mol

160

1000

mol

60

1000

23 g

10 6

44

23 g

10

6

60

23 g

10

6

68

23 g

10

6

160

23 g

10

6

60

(33)

1. 查閱如上的「常見原子的原子量」,回答下列問題:

 一個碳原子、一個氧原子與一個鈣原子,以哪個原子質量最大?

 一個水分子、一個二氧化碳與一個氫分子,以哪個分子質量最大?

 某化合物的化學式為 CnH2n+2 , n 為某數值,已知分子量 86 ,則:

n = 。

範例解說

Ca

元素名稱 氫 碳 氮 氧 鈉 鎂 鈣 鐵

元素符號 H C N O Na Mg Ca Fe

原子量 12 16 40

物質名稱 氫 氧 水 二氧化碳 葡萄糖

化學式 H2 H2O CO2

分子量 2 18 44

CO2

6

84 14

86

2 2

12

2

86

2

n n

n n

H Cn n

6

(34)

g m 17 1.7

10 6

10 6

23

22

2. 某原子之質量為 3 ×10 - 23 g ,則其原子量= 。

範例解說

18 )

10 6

( 10

3  23   23

M

提示 :一個質量 × ( 6×10

23

)=原子量

18

3. 求 6 ×1022 個氨分子( NH3 )的質量= 克。

想法 :由 [ 分子數 ] ,求出莫耳數,再乘分子量

( ∴ 分子量= 1 莫耳分子的質量 g )

mol g

NH3 17 17 /

莫耳數 1.7

(35)

範例解說

4. 某分子分子式為 A2 ,其一個分子之質量為 9 ×10 - 23 g , 則:

其分子量= ; A 原子量為 。

提示  :一個分子的質量 × ( 6×10

23

)=分子量

54 )

10 6

( 10

9 23 23

M

54

27 54

2 54 A A A

A

27

提示  :分子中原子量的總和=分子量

A 2

A A

(36)

5. 葡萄糖分子 10 莫耳( C6H12O6 )中:

 相當於 個葡萄糖分子= 克葡萄糖。

 含有 莫耳碳原子= 個碳原子= 克碳原 子

範例解說

 10 mol ( C6H12O6 ) 6 ×1024

6 180

12

6H O C

1800

24

23

6 10

10 6

10

10     

 mol

n

g m

 10  180  1800

60

25 23

3 . 6 10 10

6 60 6

10      

mol C

3.6 ×1025

180 72 180

12 180 6

6 12

6

含 比率C

O H C

g

C 720

180 1800 72

720

g mol

C

 60  60  12  720

(37)

5. 葡萄糖分子 10 莫耳( C6H12O6 )中:

 含有 莫耳氫原子= 個氫原子= 克氫原子

 含有 莫耳氧原子= 個氧原子= 克氧原子

範例解說

6 180

12

6H O C

 10 mol ( C6H12O6 ) 120

25 23

2

23

10 2

. 7 10

10 2

. 7

10 6

120 120

mol H

7.2 ×1025

g mol

H

 120  120  1  120

120

180 12 180

12 180 1

6 12

6

含 比率H

O H C

 10 mol ( C6H12O6 ) 60

25 23

3 . 6 10 10

6 60 60

mol O

3.6 ×1025

g mol

O

 60  60  16  960

180 96 180

16 180 6

6 12

6H O 含 比率O C

960

g

H 120

180 1800 12

g

O 960

180 1800 96

(38)

5. 葡萄糖分子 10 莫耳( C6H12O6 ) 中:

 含有 個原子

範例解說

 10 mol ( C6H12O6

26 23

23

10 44

. 1 10

1440

10 6

240 24

10

) 6 12

6 ( 10

mol mol

n

1.44 ×1026

(39)

原 子 分 子

※ 葡萄糖分子 10 莫耳( C6H12O6 )中:

解題回顧

C H O

個 克

個 克 個 克 個 克

6 12

10mol

C6H O

mol

60 120

mol

60

mol

克 莫耳

× 分(原)子量

× 亞佛加厥數

(40)

6. 在 1000 公斤的氧化鐵( Fe2O3 )中,回答下列問題:

( Fe = 56 、 O = 16 )

 含有鐵元素 公斤。  含有氧元素 公斤。

範例解說

700

160 16

3 56

3

2

2

O     

Fe

Kg

Fe 700

160 56 1000 2  

Kg

O 300

160 16 1000 3  

300

(41)

原(或分)子質量 g

、莫耳數 mol 與原(或 分)

子個數 n 的關係推演

【延伸學 習】

(42)

「個  莫耳  克」公式推想

公式推想:

( 1 )生活實例:已知 1 打蘋果單價 100 元  表示 1 打的蘋果有 100 元,則:

一打蘋果單價 蘋果 

個數

個 打 元

總金額(元)

蘋果

打數

 500 元,相當於可購買 打數的蘋果。

 6 打的蘋果,相當於是 元的錢。

 10 打蘋果,相當於 個蘋果。

100 500

一打蘋果單價

 100 6 

12

12 10 

12

(43)

 500 公克的水,相當於 莫耳的水。

 6 莫耳的水,相當於是 公克的水。

 10 莫耳的水,相當於是 個水分子。

「個  莫耳  克」公式推想

公式推想:

( 2 )化學世界:已知水的分子量= 18  表示 1 莫耳的水有 18 克,

則:

 分子量 分子

個數

個 克

分子重

(克)

莫耳 分子

莫耳數

18 500

 分子量 18

6 

) 0 (6  1

23

) 10 6

(

10 23

) 0 (6  1

23

(44)

 換算涉及「質量」的,用「原子量、分子量」

 換算「數目」間的,用「亞佛加厥數」

 運算符號:換算到兩旁,都用『乘號 』 , 反方向用『除號 』

原子 , 分子的『個  莫耳  克』關係

) 10

6

(  23

mol

(原、分子量)

g

n X X

(45)

原子 , 分子的『個  莫耳  克』關係

) 10

6

(  23

mol

(原、分子量)

g

n X X

 分子量

 分子量 )

0 (6  1

23

) 0 (61 23

(46)

原子 , 分子的『個  莫耳  克』關係

) 10

6

(  23

mol

(原、分子量)

g

n X X

) 0 (6  1

23

) 0 (61 23

(47)

範例解說

1. 小華打完球後回到教室,由於口渴立刻將茶杯中的 360 ml 的水一口氣喝 下,試問:他喝下多少個水分子? 。

 他喝下 公克水分子?

 他喝下 莫耳水分子?

 他喝下 個水分子?

 他喝下 個氫原子?

 他喝下 個氧原子?

 他喝下 個原子?

個水分子

25 23 1.2 10 10

18 6 1

360

n

1.2 ×1025 H2O 18

 20 mol

( H2O )

360 20 1.2 ×1025

1.2 ×1025 2.4 ×1025

3.6 ×1025

克 莫耳

個  

分子量

分子量

原子 分子 分子 分子重

( g )

個數 個數 莫耳數

公克 n 個 mol

) 10 6

(  23

) 10 6

(  23

 看化學式

(48)

範例解說

2. 關於下列各物質的組成,回答下列問題:

(甲) 0.3 莫耳 O2 (乙) 6×1022 個 C6H12O6 (丙) 90 克 H2O

 三者所含的分子數多寡如何? 。  三者所含的氧原子數多寡如何? 。  三者所含的原子數多寡如何? 。  三者質量多寡如何? 。

克 莫耳

個  

g molO

mol

n 0.3 O2 0.3 2 0.6 0.332 9.6

g mol

molO mol

n

18 180

1 . 0 2.4

24 0.1

0.6 6

0.1 O

H C 10 0.1

6

10 6

6 12 23 6

22

g

mol molO

mol n

90 18

5

15 3

5 5

1 5 O

H 18 5

90

2

丙>甲>乙 丙>甲=乙 丙>乙>甲 丙>乙>甲

(49)

3. 回答下列關於一氧化碳( CO )與二氧化碳( CO2 )的相關問題:

 等質量的 CO 與 CO2

分子數比= ;原子數比= 。

範例解說

44 28

2

CO CO

7 11 1

44 28

1 44

281 1

2

CO CO

n n

21 22 3

7

2 11

' '

2

 

 

CO CO

n n

11 7

22 21

公克

1

(50)

3. 回答下列關於一氧化碳( CO )與二氧化碳( CO2 )的相關問題:

 等數目的 CO 與 CO2

原子數比= ;質量比= 。

3 2 3

1

2 1

2

 

 

CO CO

n n

範例解說

2 : 3

44 28

2

CO CO

11 7 44

1

28 1

2

 

 

CO CO

m m

7 : 11

mol

1

(51)

範例解說

3. 回答下列關於一氧化碳( CO )與二氧化碳( CO2 )的相關問題:

 等原子數的 CO 與 CO2

分子數比= ;質量比= 。

molCO2

b

molCO a

2 3 3

2      b

b a a

3 : 2

22 21 44

2

28 3

2

 

 

CO CO

m m

21 : 22

(52)

範例解說

4. 濃度 4.9 %的硫酸( H2SO4 )水溶液 1000 公克中,含有溶 質

純硫酸 莫耳。 ( S = 32 )

mol

n 0.5

98 49 98

100 9 . 1000 4

 

0.5

4 98

2SOH

(53)

範例解說

5. ( )大明取 2 g 的金屬氧化物 (MO) 與適量的稀硫酸完全作用,反 應後將溶液蒸乾,得到 6 g 的金屬硫酸鹽 (MSO4) 。表為各元 素與其原子量,則金屬 (M) 應是下列何者?

( A ) Mg ( B ) Ca ( C ) Fe ( D ) Cu 。

MO g

2 6g MSO4

64 6 32

2 16

 

 

M

M M

M

96 6

16 2

 

M M M

M

96 3 16

1

 

M M

Mg M

M

M M

24 48

2

96 48

3

g O

gH ex

18 10 90 2

H 90 :

2

 含 

2O

 18

H

質量守恆

A

(54)

6. ( )阿誠依重量百分濃度配製含有如下成分的水溶液,以作為栽種 時所添加的肥料。 (原子量 Na = 23 , P = 31 , O =

16 )

硝酸銨( NH4NO3 ) 2 % ; 磷酸鈉( Na3PO4 ) 7 % ;

氧化鉀( K2O ) 12 %

則 80 公克的肥料水溶液中約含有多少公克的鈉元素?

範例解說

80 g 肥料

4 3PO Na

7 % C

(55)

範例解說

7. 右圖為鈣片之營養標示。若鈣片中的鈣成分皆來自 CaCO3 , 則回答下列問題:(原子量: Ca = 40 )

 一片鈣片中,含有鈣 莫耳。

 此鈣片中含有 Ca 的重量百分比為 % 。

mol n 0.003

40 12 .

0 

克 莫耳

個  

0.003

0.5 g

g Ca  0.12

% 24 5 100

. 0

12 . 0

100

%

 鈣片 Ca

24 Ca

(56)

範例解說

7. 右圖為鈣片之營養標示。若鈣片中的鈣成分皆來自 CaCO3 , 則回答下列問題:(原子量: Ca = 40 )

 此鈣片中含有 CaCO3 的重量百分比為 % 。

0.5 g

3 100 CaCO

% 60 5 100

. 0

40 12 100

. 0 100

% 3   

 鈣片 CaCO

X CaCO

Ca 0.12 100

40

3

60

(57)

課程結束

參考文獻

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