化学自习室移动版

碳原子有多种，好比街上卖的苹果，有山东品牌的，也有陕西品牌的。¹²C是其中最常见(占有率最高)的一种。

我们规定12g¹²C的物质的量为1摩尔。“物质的量”是一种物理量，而物理量是对物质各方面“大小多少高低”的一种量度。其基本单位是“摩尔”。物质的量的符号是n，摩尔的符号是mol。

我们规定地球赤道的四千万分之一的长度为1米。这里“长度”是另一种物理量，“米”是长度的基本单位。

这种规定是必需的，否则，当代世界会为尺寸的混乱而陷入混乱。

然后，我们对这1mol¹²C进行测量，测量方法可能是物理方法，也可能是化学方法，可能是直接的方法，也可能是间接的方法。发现其中含有约6.02×10²³个原子。

这个数值的正式名称叫阿伏加得罗常数，符号是N_A。这就好比有个数值的正式名称叫圆周率，它的近似值是3.14。从前有个人叫苏轼，外号苏东坡。尽管知道苏东坡的人比知道苏轼的人多得多，如果他有身份证，身份证上写的多半还是苏轼。

我们不能只吃山东的苹果，也要吃陕西的苹果，我们还想吃梨、香蕉和西瓜。所以我们要推而广之。再作一个规定：凡含阿伏加得罗常数个微粒的物质为1mol。

这里的“微粒”就可以是各种原子、分子、离子、中子、质子、电子或其它各种“子”。在具体问题面前，这个微粒就是具体化的。你说你要吃水果，这没问题，但你到了水果店，不可以说“我买10个水果”，你得说清楚“我买10个水蜜桃”。

比如问：2mol H₂SO₄含几个分子？含几个氧原子？含几个原子？这都是很具体的，回答是1.20ⅹ1024个硫酸分子，4.82×10²⁴个氧原子，8.43×10²⁴个原子。4.82×10²⁴个氧原子是8mol，8.43×10²⁴个原子是14mol。

至此我们知道物质的量这个物理量表示的是物质微粒数的一种集合，它是不同于长度、质量等其它基本物理量的又一种独立的基本物理量。这个物理量的采用给我们对微粒数量的计量带来极大的方便。

吃饭时我们说：“我要一碗饭”，不会说：“我要三千粒米”。盛饭可以用饭勺，谁都不可能把三千粒米数到碗里。同理，某次做实验，需要5mol H₂O，该物质的量表示的是3.01×10²⁴个水分子，我们对此间的换算心知肚明，但后者是数不过来的。

感谢数学，给我们设置了6.02×10²³这样一种指数表示方式，否则我们写出来的阿伏加得罗常数将是24位数的。但书写容易后会不会带来一个问题：我们对这个数字究竟大到什么程度缺少感受。

假定我们有6×10²³粒大米，每20000粒大约1kg，这些大米约3×10¹⁹kg，或3×10¹⁶T。将这些大米分给全世界的人(世界人口以60亿(6×10⁹)计)，每人可分到5×10⁶(五百万)T。

所以将阿伏加得罗常数用来作为宏观物质的计数是非常荒唐的。我们能说1mol 硫酸分子，能说1mol 米或1mol 苹果吗？

一个Mg原子的质量是一个¹²C原子质量的2倍；十个Mg原子的质量自然也是十个¹²C原子质量的2倍；6.02×10²³个Mg原子的质量还是6.02×10²³个¹²C原子质量的2倍。1mol¹²C原子的质量是12g，1mol Mg原子的质量就是24g。24也是Mg的相对原子质量。

一个O₃分子的质量是一个¹²C原子质量的4倍；十个O₃分子的质量自然也是十个¹²C原子质量的4倍；N_A个O₃分子的质量还是N_A个¹²C原子质量的4倍。1mol O₃分子的质量就是48g。48也是O₃的相对分子质量。

一个SO₄^2－离子的质量是一个¹²C原子质量的8倍；十个SO₄^2－离子的质量自然也是十个¹²C原子质量的8倍；N_A个SO₄^2－离子的质量还是N_A个¹²C原子质量的8倍。Lmol SO₄^2－离子的质量就是96g。96也是SO₄^2－的式量。

这就是说物质的摩尔质量在数值上等于其相对原子质量或式量。¹²C的摩尔质量是12g/mol，Mg的摩尔质量是24g/mol，O₃的摩尔质量是48g/mol，SO₄^2－的摩尔质量是96g/mol。

这是巧合吗？请同学们仔细考察，这个“圈套”是什么时候设下的。

前面第一个规定就是12g¹²C的物质的量为1mol。为什么设置的是12g，不是11g，也不是13g？看得出来，物质的摩尔质量在数值上等于其式量是以上过程的一种自然推论。

相对原子(分子)质量是一个相对值，是一个比值，一个“倍数”。一个Mg原子的质量是¹²C质量的1/12的24倍，这个24就没有单位(一个Mg原子的真实质量约4×10^－23g)。1mol Mg是N_A个Mg原子的集合，它重24g，这个质量是真实的，不是跟谁的比值。所以摩尔质量是有单位的。两个24，数值相同，含意完全不同。

2H₂＋O₂→ 2H₂O

对这个反应的数量关系我们有了三种说法：2g H₂与16g O₂反应生成了18g H₂O；2N_A个H₂分子与N_A个O₂分子反应生成了N_A个H₂O分子；1mol H₂与1mol O₂反应生成了2mol H₂O。对这三种说法在各种用途中的长短，你能做一个比较吗？