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 原子量與分子量 原子量與分子量

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Academic year: 2022

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(1)

課程名稱:細數原子與分子 課程名稱:細數原子與分子

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 原子量與分子量

(3)

 原子量: 原子量

( 1 )原子量 一個原子的真正質量。

( 2 )原子量是原子間的 ,質量比值仍維持不變 ( 3 )原子量標準:以碳 -12 為標準,訂碳的原子量= 。  碳 -12 質量數 (質子數 6 、中子數 6 )

 原子量是一個原子真正質量的 ,倍數= 。 ( 4 )原子量沒有單位,經比較及擴分而得,不見得為整數

( 5 )實例討論:

倍數

原子 H C O N ……..

真正質量 ……..

原子量 ……..

23g 6 10

1 21023g 10 23g 3

8 10 23g 3

7

12

1023

6

1 12 16 14

1023

6 1023

6 61023 61023 61023

12 1 ... C

1 12 6 10

1 10 2 C

23

23

原子量

原子量 原子量

原子量 原子的質量

一個

原子的質量

一個 H

H H

H

比較質量

(4)

元素名 元素符號 原子量 元素名 元素符號 原子量

氫 H 1 鈣 Ca 40

碳 C 12 鐵 Fe 56

氮 N 14 銅 Cu 63.5

氧 O 16 鋅 Zn 65.4

鈉 Na 23 銀 Ag 108

鎂 Mg 24.3 碘 I 127

鋁 Al 27 鎢 W 183.9

硫 S 32 金 Au 197

氯 Cl 35.5 汞 Hg 200.6

鉀 K 39 鉛 Pb 207

常見原子原子量 (約數)

(5)

原子量示意圖

23

g 10 2

1

原子質量 個 C

12 )

10 6

( 10

2

 

23

g  

23

C 原子量

 12 原子量 C

原子量

(6)

 分子量: 分子量

( 1 )分子量 一個分子的真正質量。

( 2 )分子量是分子間的比較質量,質量比值仍維持不變 ( 3 )分子量:由原子量延伸而來(∵原子組成分子)

 分子量=分子內各原子的原子量總和

 分子量是一個分子真正質量的 ,倍數= 。 ( 4 )分子量沒有單位,不見得為整數

( 5 )實例討論:

倍數 61023

氨分子量

= H 原子量 × 3 + N 原子量 × 1 = 1 × 3 + 14 × 1 = 17

氨分子量

= H 原子量 × 3 + N 原子量 × 1

= ( H 原子質量 × 6×1023 )× 3 + ( N 原子質量 × 6×1023 ) × 1

= ( H 原子質量 × 3 + N 原子質量 × 1) × 6×1023

= ( 一個氨分子質量 ) × 6×1023

3

 17 分子量表示  NH

N H

NH3

氨分子 H

H

(7)

 莫耳

(8)

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: 。

 12 公克的碳原子所含的原子數目有六千億兆個

 集合單位: = = 。  1 mol = = 。

化學計數單位 莫耳

雙(對)、打、袋、包、本…

個、支、片、條、件、頁、粒…

2 12

個 打

 12

 12

1 莫耳 個 1023

6

六千億兆個

個 n 莫耳 mol

6 10

23

1 mol

亞佛加厥數 N

6 10

23

(9)

常見計數單位及莫耳示意圖

個 雙 2 1 

個 打 12 1 

個 令 500 1 

個 莫耳 6 10

1  

23

(10)

能從原子量知道什麼

 能從原子量知道什麼:

( 1 )原子量能由元素週期表查知

( 2 )原子量大的原子,其原子真正的質量就大 ( 3 )原子量 質量數

( 4 )原子間原子量的比值=原子間真正質量的比值

( 5 )原子量 1 莫耳的原子質量( g ),可求出一個原子質 量

原子質量 原子質量 原子原子量

原子原子量

B B

A

A

一個 A 原子質量( g ) A 原子 量

原子 C H O N

原子量 12.01 1.008 16.00 14.01

質量數 12 1 16 14

) 10 6

(  23

) 10 6

(  23

(11)

能從分子量知道什麼

 能從分子量知道什麼:

( 1 )分子量能由原子量總和求出

( 2 )分子量大的分子,其分子真正的質量就大

( 3 )分子間分子量的比值=分子間真正質量的比值

( 4 )能從分子量求出一個分子的真正質量

( 5 )分子量 1 莫耳的分子質量( g ),導引出分子重與莫 耳數

關係。

分子質量 分子質量 分子分子量

分子分子量

B B

A

A

一個 A 分子質量( g ) A 分子 量 (61023)

) 10 6

(  23

莫耳數 分子重

( g ) 分子量

分子量

(12)

『克 莫耳個』的關係

( 2 )討論: H2O = 18 ,可知:

 1 莫耳水分子= 18 克  18 克水= 1 莫耳

2 莫耳水分子= 18 × 2 克 36 克水= 36/18 莫 耳

N 莫耳水分子= 18 × N 克 W 克水= W/18 莫 耳

 水的分子量是 18

 1 莫耳的水分子有 18 克 ( 1 )求出一個水分子質量:

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 個 n mol

) 10 6

(  23

) 10 6

(  23

 看化學式

一個水分子質量( g ) 水分子量 18 (61023)

) 10 6

(  23

(13)

公 式 推 想

 已知水的分子量= 18  表示 1 莫耳的水有 18 克 則: 500 公克的水,相當於 500/18 莫耳的水  6 莫耳的水,相當於是 6 ×18 公克的水

 10 莫耳的水,相當於是 10 × 6 × 1023 個水分 子

 已知 1 打蘋果單價 100 元  表示 1 打的蘋果有 100 元 則: 500 元,相當於可購買 500/100 打數的蘋果  6 打的蘋果,相當於是 6 × 100 元的錢  10 打蘋果,相當於 10 × 12 個蘋果

一打蘋果單價

蘋果 蘋果 總金額

(元) 個數 打數 個 打 元

12

12 一打蘋果單價

分子量

分子量

分子 分子 分子重

( g )

個數 莫耳數 個 mol 克 )

10 6

(  23

) 10 6

(  23

(14)

 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『克 , 莫耳 , 個』

關係

) 10

6

( 

23

mol ( 原、分子量 ) g

n X X

(15)

原(分)子量的二方向運算

12

C  N  14

23

g 10 6

12 C

 

一個

mol g /

12

C

一莫耳

23

g 10 6

14 N

 

一個

mol g /

14

N

一莫耳

(16)

原(分)子量的二方向運算

17

NH

3

 CO

2

 44

23

g

3

10 6

17 NH

 

一個

mol g /

17

NH

3

一莫耳

23

g

2

10 6

44 CO

 

一個

mol g /

4 4

CO

2

一莫耳

(17)

原子量 回家作業

原子 C H O N S

原子量 12 1 16

每莫耳 原子質量 原子質量每個

原子 Na Mg Cl Cu Pb

原子量 每莫耳 原子質量 原子質量每個

12 g 1 g 16 g 14 g 32 g

23 24.3

14

35.5 63.5 207

32

23 g 24.3 g 35.5 g 63.5 g 207 g

23

g 10 6

12

23

g

10 6

1

23

g

10 6

16

23

g

10 6

14

23

g

10 6

32

23

g 10 6

23

23

g

10 6

3 . 24

23

g

10 6

5 . 35

23

g

10 6

5 . 63

23

g

10 6

207

(18)

分子量 回家作業

分子 H2O CO2 CaCO3 C6H12O6 H2SO4 分子量

1 莫耳 分子質量

5 莫耳 分子質量 1 Kg 分子

的莫耳數 每個 分子質量

18 44 100 180 98

18 g 44 g 100 g 180 g 98 g

23

g 10 6

18

23

g

10 6

44

23

g

10 6

100

23

g

10 6

180

23

g

10 6

98

90 g 220 g 500 g 900 g 490 g

18 mol

1000 mol

44

1000 mol

100

1000 mol

180

1000 mol

98 1000

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 個 mol

) 10 6

(  23

) 10 6

(  23

 看化學式

(19)

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 個 水分子

1

1 個白原子 2 個黑原子

3 個原子

O H

2

H O

1

1 個 O 原 子

2 個 H 原子

3 個原子

1

(20)

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 子

6 個 H 原子

9 個原子

) (

3 H

2

O

1

3  1 )

(

3 H

2

O

1

3  2 3 ( H

2

O

1

)

3 3  )

(

3 H

2

O

(21)

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

(22)

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 H

2

O 1

) 1 打 ( H

2

O

1

1 打 O 原子

) (

1 打 H

2

O

1

1 1 打 

) (

1 打 H

2

O

1

2 1 打 

2 打 H 原子

) (

1 打 H

2

O

1

3 1 打 

3 打原子

(23)

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 H

2

O ol

5 m 5 mol ) ol

5 m ( H

2

O

1

5mol O 原子

) (

5 mol H

2

O

1

1 5 mol

) (

5 mol H

2

O

1

2 5 mol

10mol H 原子

) (

5 mol H

2

O

1

3 5 mol

15mol 原子

(24)

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= 。

2. 某原子之質量為 3 × 10 - 23 g ,則其原子量= 。

範例解說

45 ...

36 15

12 5

4    甲 

C

15

45

18 )

10 6

( 10

3 

23

 

23

M

18

提示 :一個質量 × ( 6×10

23

)=原子量

(25)

範例解說

3. 求 3 ×1022 個氧原子的質量= 克。

g

m 3 10 0 . 8

10 6

16

22

23

  

 

0.8

 想法  :先由 [ 原子量 ] ,求出一個原子的質量,再乘原子

O  16

 想法  :由 [ 原子數 ] ,求出莫耳數,再乘原子量

( ∴ 原子量= 1 莫耳原子的質量 g )

mol g

O  16  16 /

g m 16 0 . 8

10 6

10 3

23

22

 

 

莫耳數 一個原子質量

(26)

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 × ( 6×1023 )=分子量

54 )

10 6

( 10

9 

23

 

23

M

54

27 54

2

 54  AA   A

A

27

提示  :分子中原子量的總和=分子量

A 2

A A

(27)

範例解說

5. 求 6 × 1022 個氨分子( NH3 )的質量=

克。

g

m 6 10 1 . 7

10 6

17

22

23

  

 

1.7

 想法  :先由 [ 分子量 ] ,求出一個分子的質量,再乘分子

NH

3

 17

 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

NH

3

 17  17 /

g m 17 1 . 7

10 6

10 6

23

22

 

 

莫耳數 一個分子質量

(28)

6. 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

6

H 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 7 20

180 1800  72 

720

g mol

C  60  60  12  720

(29)

6. 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

6

H 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

6

H O   含 比率 O   

C

960

g

H 1 20

180 1800  12 

g

O 960

180 1800  96 

(30)

6. 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

(31)

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

10 molC

6

H O

mol

60 120 mol 60 mol

克 莫耳

× 分(原)子量

× 亞佛加厥數

(32)

範例解說

7. 在 90 公克水中,其成分元素的質量各為多少:

 含有氫元素 公克。  含有氧元素 公克。 10

18 16

2

2

O  1   

H

mol g

O

H

2

 18  18 / 18

 2

H

18 O  16

 佔

g

H 10

18 90  2 

g

O 80

18 90  16 

80

(33)

解法延伸思考

7. 在 90 公克水中,其成分元素的質量各為多少:

 含有氫元素 公克。  含有氧元素 公克。 10

2

O  18 H

80

O H

mol O

H

g

2

5

2

18 90  90 

g mol

H  10  10  1  10

g mol

O  5  5  16  80

(34)

範例解說

8. 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

2

SO

H

(35)

9. 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 公克。

 含硫原子 個。

範例解說

6

4 2

4

)

( NH SO

Ymol Y  8  24  Y  3

4 2

4

) (

3 mol NH SO N  3  2 mol  6 mol g mol

mol

O  3  4  12  12  16  192

192

24 23

1 . 8 10 10

6 3

3 1

3

mol mol S

1.8 x1024

(36)

範例解說

10. 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

H

2

O  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

(37)

範例解說

11. 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 O

2

 0 . 3  2  0 . 6  0 . 3  32  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

(38)

12. 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

28 1 1

2

CO CO

n n

21 22 3

7

2 11

' '

2

 

 

CO CO

n n

11 : 7

22 : 21

公克

1

(39)

12. 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

(40)

範例解說

12. 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= 。

molCO

2

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

(41)

範例解說

13. ( )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 6 g MSO

4

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 

2

O  18 H

質量守恆

A

(42)

14. ( )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 3

PO Na

7 % C

(43)

範例解說

15. 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

(44)

範例解說

15. 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

(45)

 莫耳濃度

(46)

體積莫耳濃度

 體積莫耳濃度:

( 1 )水溶液濃度的表示法之ㄧ

( 2 )定義:每公升水溶液中,所含溶質的莫耳數  單位: ;符號: 。 ( 3 )公式:

( 4 )實例討論:

M

l

mol

 溶液公升數 溶質莫耳數

M l

mol M

莫耳公升

莫耳濃度 意義

1 M HCl

2 M HCl

每公升溶液 莫耳 HCl

1

每公升溶液 莫耳 HCl

2

全部

分率  部分

(47)

公式整理

 公式整理

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 mol

n 個 個

) 10 6

(  23

) 10 6

(  23

 看化學式

莫耳濃度 M

l

l

mol M

l

 求莫耳數的三個路徑

mol

n   g

(48)

範例解說

1. 氫氧化鈉水溶液 0.1M 、 200 ml :(若已知 NaOH 分子量= 40 )  表示每公升溶液含氫氧化鈉 莫耳。

 此溶液內含氫氧化鈉 莫耳= 公克氫氧化鈉。

2. 欲配製濃度 1M 的氫氧化鉀( KOH )水溶液 2 公升,需稱取溶質多少 公

克? 。( K = 39 )

3. 將 36 公克的葡萄糖( C6H12O6 )以水溶解並稀釋至 500 毫升,則其 莫耳

濃度為何? 。

g mol

n n l

mol 0 . 02 0 . 02 40 0 . 8 2

. 1 0

. 0

M        

0.1

0.02 0.8

g mol

n n l

M mol 2 2 56 112

1  2     

112

l M

M mol 0 . 4

5 . 0

2 . 0 5

. 0 180

36

 180 

6 12

6

H O

C

0.4 M

mol l M 0 . 1

1 .

0 

 56

KOH

(49)

5 2 . 0

5 . 1 4

5 .

2 0  

 

V V

V l

M mol

溶液公升數 溶質莫耳數

範例解說

4. 糖 6×1021 個分子,配成 100 ml 的糖水,則此糖水的莫耳濃度為 多少? 。

5. 取 500 毫升濃度 4M 的硫酸溶液,想配製成為 2M 的硫酸溶液,

則:

需加 1.5M 的硫酸多少公升? 。

l M

M mol 10 0 . 1

10 10 1

. 0

10 6

10 6

1 1

23 2 21

 

0.1 M

2 公升  混合液濃度必在二者之間

公升 硫酸

設加 1.5M V

l M l mol

Mmol   

(50)

課程結束

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