对于物质的量的理解 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

如何理解“物质的量”1、从一堆沙子说起我们可以用体积和质量这些物理量来描述沙子的多少，还可以测量出它的密度，建立体积和质量的关系，然后就可以在体积和质量之间进行换算。此外，沙堆是由微小的颗粒——沙粒构成的，沙粒的数量是可以计量的，从而可以用沙粒的数量来衡量沙子的多少。但是因为沙粒很小，导致用沙粒的数量计量的时候数值比较大（例如一千克沙子中大约含有6.25×107个沙粒），不方便书写和计算。为了方便，我们可以在想象中对沙粒进行打包。例如，我们规定一包沙子含有108个沙粒（当然也可以规定成其它的数字，只要使用方便和被广泛接受）。这样，就可以用包数来描述沙粒的数量，也建立起了沙粒的数量（N）和包数（n）的关系。以后就可以用包数来描述沙子了，知道了包数，可以很方便的知道沙粒的数量。同样，知道了沙粒的数量，也可以去计算包数。另外，也可以建立包数与质量、体积之间的关系，这样就可以在这些物理量之间进行换算了。2、再说“物质的量”（1）“物质的量”本质上是对微粒数量的计量。对于宏观物质，在初中我们主要是用质量、体积等物理量来描述。同时我们知道物质是由更小的微粒（如原子、离子或分子）构成的。在化学上，我们需要对微粒的数量进行计量。同样，由于微观粒子太小了，一滴水中就含有1.67×1021个水分子。导致微观粒子的数量的数值太大了，使用起来很不方便，这时候也需要对微观粒子进行打包。于是，就引入了“物质的量”的这个物理量。（2）“物质的量”，就是对微观粒子打包的一个物理量，其本质上描述的是微观粒子的数量。可以把“物质的量”理解成“包数”，可以把物质的量的单位“摩尔”理解成包数的单位“包”。物质的量为1mol的二氧化碳，其实就是包数为1包的二氧化碳分子。不同的是，物质的量为1mol的物质中含有的微观粒子的数量是另外规定的。刚才对于沙子，我们规定一包中有108个沙粒。对于物质，科学家规定了物质的量（包数）为1mol（1包）的物质中，含有6.02×1023个微观粒子。这个数值叫做阿伏伽德罗常数（NA，NA=6.02×1023/mol）。这样，就得到了物质的量和微观粒子个数之间的关系。即（3）对于沙子，我们可以建立包数、质量、体积之间的关系。同样，对于物质，我们也可以建立这样的关系。那物质的量和质量之间有什么关系呢？其实，阿伏伽德罗常数就是用12g12C（6质子6中子的碳原子）所含的碳原子的数量来规定的。12g12C中含有的碳原子的数量精确值是6.02214076×10²³个，一般计算时取6.02×10²³。将12C选为参考物质是因为对它的质量和相对原子质量的测量相当精确。那么，对于由碳12这种原子构成的碳单质来说，就建立起了质量和相对原子质量的关系，即1mol的碳质量为12克，或者说碳的摩尔质量（单位物质的量某物质的质量，用M表示）为12g/mol。从而可以在物质的量和质量之间进行换算。即，对于碳来说，即那对于其他种类的物质呢，可以用碳为一个桥梁，建立其他种类的物质的质量和物质的量之间的关系。我们知道，不同的原子的质量比等于他们的相对原子质量之比（这是初中的内容），相同数量的不同微观粒子的质量比也等于相对原子质量或者相对分子质量之比。1mol碳对应的质量是12kg那1mol硅的质量是多少呢？1mol碳和1mol硅含有的原子数量是相等的，都是6.02×1023个，1mol碳和1mol硅的质量比应该等于一个碳原子和一个硅原子的质量比，也等于碳原子和硅原子的相对原子质量之比，即12:28，碳为12g时，，硅的质量为28g，所以1mol硅的质量为28g。即硅的摩尔质量是28g/mol。1mol氧气的质量是多少呢？同样1molO2与1mol碳的质量比等于1个氧分子与一个碳原子的质量比，也等于氧分子的相对原子质量与碳原子的相对原子质量的比值，即32:12，所以1mol氧气的质量为32g。即氧气的摩尔质量为32g/mol。其它所有的物质的摩尔质量都可以用这种方法得出。我们发现，每摩尔某物质的质量，在数值上等于它的相对原子质量或者相对分子质量。即任何物质的摩尔质量，在数值上等于这种物质的相对原子质量或相对分子质量。如CO2的相对分子质量为44，其摩尔质量为44g/mol。如CaCO3的相对分子质量为100，其摩尔质量为100g/mol。（4）物质的量与气体的体积有什么关系呢由于气体相比于固体和液体来说，分子间的间距大得多，导致气体的体积主要取决于气体分子之间的距离，而与气体分子的大小无关。而在相同的温度和压强下，不同种类的气体分子间的距离相同。因此，分子数相同的任何气体都具有相同的体积。所以，1mol任何气体，在相同的温度和压强下，都具有相同的体积。这个体积受温度和压强的影响。单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积（用NA表示）。在0℃和101KPa（标准状况）的条件下，1mol任何气体的体积都是22.4L，即标准状况下，气体摩尔体积是22.4L/mol。这样，就建立了物质的量与气体的体积的关系，，即。3、综上所述，因为微观粒子是可数的，在发生化学反应时，物质是按照一定的微观粒子的数量比参与反应的，所以需要对微观粒子的数量进行计量。所以引入了物质的量这一物理量。而且可以建立物质的量（n）、微观粒子的数量（N）、质量（m）、气体的体积（V）之间的换算关系。在高中所