【DSE CHEM】摩爾 Mole Concept|摩爾質量同 Avogadro
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摩爾(mole):物質嘅量單位。1 mol 物質含有 Avogadro 常數(Avogadro’s constant,約 6.02 × 10²³)個粒子。摩爾質量(molar mass)單位係 g mol⁻¹,用嚟喺質量同摩爾數之間換算,係化學計量(stoichiometry)同反應質量計算嘅基礎。
作者:GUTS EDUCATION 高士教育|最後更新:2026年10月10日
中四金屬(Metals)課題入面嘅「反應質量(reacting masses)」好易計錯:唔係唔識方程式,而係摩爾、質量、粒子數三樣撈亂。呢篇用一條軸串連:先分清摩爾同摩爾質量,再做經驗式/分子式,最後用限制試劑計產物質量。
摩爾同 Avogadro 常數係咩?(Mole and Avogadro’s Constant)
- 摩爾(mole,符號 mol)係國際單位制入面「物質嘅量」單位
- Avogadro 常數(L 或 NA)約等於 6.02 × 10²³ mol⁻¹:即 1 mol 含有約 6.02 × 10²³ 個粒子(可以係原子、分子或離子)
- 記住:摩爾講嘅係「幾多」, 唔係「幾重」;質量要用摩爾質量先轉得
摩爾質量同相對分子質量(Molar Mass vs Relative Molecular Mass)
相對原子質量(relative atomic mass, Ar)、相對分子質量(relative molecular mass, Mr)同式量(formula mass)喺 Microscopic World I 已經學過;到 Metals 課題要用摩爾質量(molar mass, M)做計算:
| 量 | 符號/公式 | 意思 |
|---|---|---|
| 摩爾數 Amount of substance | n(單位:mol) | 物質嘅量 |
| Avogadro 常數 | L ≈ 6.02 × 10²³ mol⁻¹ | 1 mol 含有嘅粒子數目 |
| 摩爾質量 Molar mass | M(單位:g mol⁻¹) | 1 mol 物質嘅質量;數值等於相對原子質量/相對分子質量 |
| 質量 ↔ 摩爾 | n = m ÷ M | 質量(g)除以摩爾質量 |
| 摩爾 ↔ 粒子數 | N = n × L | 摩爾數乘 Avogadro 常數 |
重點:Mr 冇單位;M 有單位 g mol⁻¹。數值一樣,但用途唔同——計 n = m ÷ M 時一定要用帶單位嘅摩爾質量。
計算例子:由質量求摩爾同粒子數
數字只作示範:求 24 g 碳原子有幾多 mol、幾多個原子。
| 步驟 | 計法 | 結果 |
|---|---|---|
| 已知 | 24 g 碳(C);相對原子質量 Ar(C) = 12 | — |
| 第 1 步:摩爾質量 | M(C) = 12 g mol⁻¹ | 12 g mol⁻¹ |
| 第 2 步:摩爾數 | n = 24 ÷ 12 | 2.0 mol |
| 第 3 步:原子數目 | N = 2.0 × 6.02 × 10²³ | 1.204 × 10²⁴ 個 C 原子 |
答案檢查:2 mol × 12 g mol⁻¹ = 24 g,質量對返。
質量百分組成、經驗式同分子式(Percentage by Mass, Empirical and Molecular Formulae)
課程要求你:
- 用適當資料計化合物入面某元素嘅質量百分率(percentage by mass)
- 由質量組成同摩爾質量求經驗式(empirical formula)同分子式(molecular formula)
- 用化學方程式同摩爾關係計反應物/產物質量,並處理限制試劑(limiting reagent)
質量百分組成公式:
某元素質量百分率 =(該元素原子總相對質量 ÷ 化合物相對分子質量/式量)× 100%
| 經驗式 Empirical formula | 分子式 Molecular formula | |
|---|---|---|
| 意思 | 各元素原子最簡整數比 | 實際分子入面各原子數目 |
| 例子(葡萄糖) | CH₂O | C₆H₁₂O₆(= 6 × CH₂O) |
| 點求 | 由質量百分組成 → 各元素摩爾比 → 最簡比 | 需要摩爾質量(或相對分子質量)先可以定倍數 |
| DSE 常見陷阱 | 計完摩爾比唔簡化到最簡整數 | 用錯經驗式當分子式,或者倍數計錯 |
經驗式步驟(示範流程)
假設有 100 g 化合物,將各元素質量百分率直接當質量(g)
各元素質量 ÷ 各自摩爾質量 → 各元素摩爾數
用最小摩爾數除晒全部 → 最簡比 → 寫經驗式
若題目畀摩爾質量:分子式倍數 = 摩爾質量 ÷ 經驗式式量
反應質量同限制試劑(Reacting Masses and Limiting Reagent)
平衡化學方程式揭示反應物同產物嘅摩爾比。計題流程:
- 寫平衡方程式,標清楚摩爾比
- 將已知質量轉成摩爾數(n = m ÷ M)
- 用摩爾比搵限制試劑(limiting reagent):邊種反應物會首先用晒
- 用限制試劑嘅摩爾數計產物摩爾數,再乘摩爾質量得質量
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DSE 常見錯誤 Common Mistakes
- 將摩爾同分子撈亂 → 分子係粒子;摩爾係物質嘅量單位
- 用相對分子質量直接除質量,唔寫 g mol⁻¹ → 概念上要用摩爾質量 M
- 計粒子數時漏乘 Avogadro 常數,或者單位寫錯
- 經驗式摩爾比唔簡化到最簡整數
- 有限制試劑時仍用過量試劑計產物質量
- 化學方程式未平衡就用摩爾比
常見問題 FAQ
摩爾(mole)同分子(molecule)有咩分別?
分子(molecule)係物質嘅粒子單位;摩爾(mole)係物質嘅量單位。1 mol 物質含有 Avogadro 常數(約 6.02 × 10²³)個粒子(原子、分子或離子)。
摩爾質量同相對分子質量有咩分別?
相對分子質量(Mr)冇單位,只係相對數值;摩爾質量(molar mass)數值同 Mr 一樣,但單位係 g mol⁻¹,用嚟將質量同摩爾數互算。
點樣由質量計摩爾數?
n = m ÷ M,即摩爾數 = 質量(g)÷ 摩爾質量(g mol⁻¹)。例如 18 g 水、M = 18 g mol⁻¹ → n = 1 mol。
經驗式同分子式有咩分別?
經驗式(empirical formula)係各元素原子嘅最簡整數比;分子式(molecular formula)係實際分子入面各原子嘅數目,可以係經驗式嘅整數倍。
限制試劑(limiting reagent)係咩?
限制試劑係反應入面首先用晒、決定產物最多可以有幾多嘅嗰種反應物。計產物質量時要用限制試劑嘅摩爾數,唔好用過量試劑。
延伸閱讀
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