【閱前提示】本書由于是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生閱讀。但很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但很不扎實的學(xué)酥重新查漏補缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

第三章、碳和碳的簡單化合物??

§3-10克原子和克分子

引言

? ? ? ? 在結(jié)束本章之前，我們來談?wù)勗诨瘜W(xué)計算上常用的兩種特殊單位，那就是克原子和克分子。

【山注，克原子和克分子這兩個概念其實就是如今的摩爾，1克原子氫就是如今的1摩爾氫原子；1克分子氫就是如今的1摩爾氫氣分子。根據(jù)教材上的注解可以知曉，克原子和克分子這兩個概念在70年代就已經(jīng)逐漸改成摩爾了。并且我在知網(wǎng)上搜了一下論文，發(fā)現(xiàn)關(guān)于這兩個概念的討論主要集中在58-60年代這個時間段，估計當(dāng)時是剛引入，專家們使用后也感覺這兩個稱呼太別扭太易誤解了?！?/span>

克原子

? ? ? ??我們知道，原子、分子是極其微小的，在實驗室里，我們實際取用藥品時，決不會取用幾個、幾十個或幾百個原子或分子，而總是取用為數(shù)極多的原子或分子，因為，即是象芝麻那樣小的一顆鐵屑里，包含的鐵原子數(shù)就有幾百億億個。因此，我們可以采用常用的重量單位來稱量物質(zhì)。在實驗室里，稱量或者表示物質(zhì)的重量的最常用的單位是克。

? ? ? ??除了用克做單位來稱量物質(zhì)的重量以外，在化學(xué)上，還有一些特殊的單位，那就是這里所要講的“克原子”和“克分子”。利用這兩種單位，不僅可以表示出物質(zhì)的重量，而且還可以表示出一定重量物質(zhì)里所含的原子個數(shù)和分子個數(shù)。

? ? ? ??現(xiàn)在我們先介紹關(guān)于“克原子”的概念。

? ? ? ??前面已經(jīng)講過，元素的原子量就是以1個碳原子（指碳12)重量的1/12為標(biāo)準(zhǔn)的相對重量。從各種元素的原子量可以知道1個原子的重量，把它擴大若干倍也就可以知道一定個數(shù)（例如100個、1000個或個）原子的重量。例如：

? ? ? ??從上表可以看出，個原子的重量，在用克做單位時，在數(shù)值上剛好和這種元素的原子量相等。

? ? ? ??在化學(xué)上，把個某種元素原子的重量，在用克做單位來表示時，叫做1個“克原子”的某元素?？嗽拥姆柺荊A?！尽翱嗽印爆F(xiàn)在又稱“摩爾原子”】

? ? ? ??用克原子做單位，不僅可以表示出元素的重量，而且還可以表示出一定重量元素里所含的原子數(shù)。

? ? ? ??例如，1GA氧表示16克氧元素，并且表示在16克氧元素里含有個氧原子。

? ? ? ??同樣，1GA碳表示12克碳元素，并且表示在12克碳元素里含有個碳原子。

? ? ? ??因為1個克原子的元素的重量（單位是克）在數(shù)值上剛和它的原子量相同，因此，任何個克原子的元素的重量，都可以從它的原子量求得。例如：

? ? ? ??8GA氧元素的重量是8×16=128克。

? ? ? ??2.5GA硫元素的重量是2.5×32=48克。

? ? ? ??又因為在1GA的任何元素里都含有個原子，因此，克原子數(shù)相同的任何元素里，含有相同個數(shù)的原子，而且，也只有克原子數(shù)相同（而不是重量相同）的各種元素里所含的原子個數(shù)才是相同的。

? ? ? ??例如，1GA氧(16克氧)里含有的氧原子數(shù)和1GA氫(1克氫)里含有的氫原子數(shù)相同；

? ? ? ??同樣，0.5GA碳(0.5×12=6克)里含有的碳原子數(shù)和0.5GA硫(0.5×32=16克)里含有的硫原子數(shù)相同。

例1.鐵的原子量是55.8。問2GA鐵重多少克？

【解】2GA鐵的重量=2×55.8=111.6克。

例2.279克鐵里含有幾個克原子的鐵？

【解】因為，1個克原子鐵的重量=55.8克鐵。

? ? ? ? ? ?假設(shè)，x個克原子鐵的重量=279克鐵。

? ? ? ? ? ?故列出比例式，得：1GA:xGA=55.8克：279克，

? ? ? ? ? ?答：279克鐵里含有5個克原子鐵。

? ? ? ??從上面兩個例題可以看出：

? ? ? ??(1)要把幾個克原子的元素?fù)Q算成多少克的元素，只要用克原子個數(shù)乘1個克原子的這種元素的重量（在數(shù)值上剛好和它的原子量相同）。

? ? ? ??(2)要把多少克的元素?fù)Q算成幾個克原子的元素，只要用1個克原子的這種元素的重量（在數(shù)值上剛好和它的原子量相同）除元素的重量。

例3.多少克硫和3克碳里所含的原子個數(shù)相同？

【解】因為只有在克原子個數(shù)相同的元素里含有的原子個數(shù)相同。

? ? ? ? ? ?碳的原子量是12，3克碳就是3/12=0.25GA碳。

? ? ? ? ? ?故0.25GA硫和3克碳里的原子個數(shù)相同。

? ? ? ? ? ?因為硫的原子量是32，0.25GA硫的重量是0.25×32=8克。

? ? ? ? ? ?故8克硫和3克碳里的原子個數(shù)相同。

? ? ? ? ? ?答：8克硫和3克碳里所含的原子個數(shù)相同。

例4.4克氧和1克氫里所含的原子個數(shù)是否相同？如果不同，那個多？那個少？

【解】4克氧就是4/16=0.25GA氧，1克氫就是1/1=1GA氫。

? ? ? ? ? ?因為它們的克原子數(shù)不同，所以它們所含的原子個數(shù)也不同。又因克原子數(shù)多的所含的原子個數(shù)也多，故1克氫（即1GA氫）里所含氫原子個數(shù)比4克氧（即0.25GA氧）里所含氧原子個數(shù)多。

? ? ? ? ? ?答：所含原子數(shù)不相同；氫原子數(shù)多，氧原子數(shù)少。

克分子

? ? ? ??克分子的意義和克原子很相似。各種物質(zhì)每1個分子的重量可以從它們的分子量求得。例如：

? ? ? ??同樣可以看出，個氧氣分子、二氧化碳分子、水分子和硫酸分子的重量，當(dāng)以克做單位來表示，在數(shù)值上剛好和它們的分子量相同，即分別是32克、44克、18克和98克。在化學(xué)上，把個某物質(zhì)分子的重量，在用克做單位來表示時，叫做1個“克分子”的某物質(zhì)?？朔肿拥姆柺荊M?！尽翱朔肿印爆F(xiàn)又稱“摩爾分子”】

? ? ? ??很顯然，1GM的任何物質(zhì)里都含有6.02×1023個分子。并且，在克分子數(shù)相同（而不是重量相同）的任何物質(zhì)里，含有的分子的個數(shù)總是相同的。

? ? ? ??和克原子一樣，要把幾個克分子的物質(zhì)換算成多少克的物質(zhì)時，只要用克分子個數(shù)乘1個克分子的這種物質(zhì)的重量（在數(shù)值上剛好和它的分子量相同）。要把多少克物質(zhì)換算成幾個克分子物質(zhì)時，只要用1個克分子的這種物質(zhì)的重量（在數(shù)值上剛好和它的分子量相同）除物質(zhì)的重量。

例5.已知水的分子量是18，問1.5GM水是多少克水？

【解】1.5GM水就是1.5×18=27克水。

? ? ? ? ? ?答：是27克水。

例6.已知二氧化碳的分子量是44。問11克二氧化碳是幾個克分子二氧化碳？

【解】1克二氧化碳就是11/44=0.25GM二氧化碳。

? ? ? ? ? ?答：是0.25克分子二氧化碳。

例7.多少克的氫氧化鈉（分子式是NaOH，分子量是40）和19.6克硫酸（分子量是98）里所含的分子個數(shù)相同？

【解】19.6克硫酸就是19.6/98=0.2GM硫酸。

? ? ? ? ? ?因為只有克分子個數(shù)相同的氫氧化鈉和硫酸里所含的分子個數(shù)才相同，故0.2GM氫氧化鈉，即0.2×40=8克氫氧化鈉和19.6克硫酸里所含的分子個數(shù)相同。

? ? ? ? ? ?答：8克氫氧化鈉和19.6克硫酸里所含的分子數(shù)相同。

? ? ? ? 我們知道，化學(xué)方程式里分子式前面的系數(shù)所表示的是化學(xué)反應(yīng)里各物質(zhì)分子個數(shù)之間的比例關(guān)系。例如，化學(xué)方程式【山注，B站專欄公式代碼\ce{2KClO3}\mathop{=\!=}\limits^{加熱}2KCl+3O_2↑】?表示在氯酸鉀分解生成氯化鉀和氧氣這個化學(xué)反應(yīng)里，氯酸鉀、氯化鉀、氧氣這三種物質(zhì)分子個數(shù)的比是：2:2:3。

? ? ? ??現(xiàn)在1個克分子(GM)任何物質(zhì)里所包含的分子個數(shù)是相同的。因此，在這個化學(xué)反應(yīng)里，氯酸鉀、氯化鉀、氧氣三種物質(zhì)的克分子個數(shù)的比，也應(yīng)該是：2:2:3。

? ? ? ??由于這樣的原因，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算時，如果用“克分子”做單位，就會方便得多。

例8.1個克分子氯酸鉀加熱完全分解后，將產(chǎn)生氧氣多少克？

【解】氯酸鉀加熱分解的化學(xué)方程式是：

? ? ? ? ? ?從上面的化學(xué)方程式可以看出，2GM氯酸鉀完全分解后產(chǎn)生3GM氧氣。

? ? ? ? ? ?不用列出比例式，就可推得，1GM氯酸鉀完全分解后將產(chǎn)生1.5GM氧氣。

? ? ? ? ? ?1.5GM氧氣（氧氣分子量=32）的重量是：1.5×32=48克。

? ? ? ? 答：1GM氯酸鉀加熱完全分解后將產(chǎn)生氧氣48克。

例9.多少克碳酸鈣()和足量鹽酸反應(yīng)后能產(chǎn)生2GM的二氧化碳？

【解】碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是：【山注，B站專欄公式代碼CaCO_3+2HCI=CaCl_2+H2O+CO_2↑】

? ? ? ? ? ?從這個化學(xué)方程式可以看出，產(chǎn)生1GM的二氧化碳需用1GM的碳酸鈣，不必列出比例式就可推得，產(chǎn)生2GM的二氧化碳需用2GM的碳酸鈣。

? ? ? ? ? ?2GM碳酸鈣（碳酸鈣的分子量=100）的重量是：2×100=200克。

? ? ? ? ? ?答：200克碳酸鈣和鹽酸完全反應(yīng)后產(chǎn)生2GM二氧化碳。

例10.在下面兩個化學(xué)反應(yīng)里：

【山注，B站專欄公式代碼NaOH+H_2SO_4=Na_2SO_4+2H_2O\\NaOH+HCI=NaCl+H_2O】和1個克分子硫酸或1個克分子鹽酸完全反應(yīng)所需的氫氧化鈉的量是否相同？

【解】從上面的化學(xué)方程式可以看出：

? ? ? ? ? ?和1GM硫酸完全反應(yīng)需用2GM氫氧化鈉；

? ? ? ? ? ?和1GM鹽酸完全反應(yīng)需用1GM氫氧化鈉。

? ? 答：在這兩個化學(xué)反應(yīng)里所需氫氧化鈉的量是不同的，和硫酸作用所需氫氧化鈉的量多。

習(xí)題3-10

1、什么叫做1個克原子的元素？什么叫做1個克分子的物質(zhì)？

【山答】在化學(xué)上，把個某種元素原子的重量，在用克做單位來表示時，叫做1個“克原子”的某元素。在化學(xué)上，把個某物質(zhì)分子的重量，在用克做單位來表示時，叫做1個“克分子”的某物質(zhì)。

2、克分子數(shù)相同的不同物質(zhì)的重量是否相同？為什么？分子個數(shù)是否相同？為什么？

【山答】不相同，克分子數(shù)相同是指的分子數(shù)相同，但不同分子的質(zhì)量不一定相同，則總質(zhì)量就不同。例如1GM的二氧化碳質(zhì)量是44g，分子個數(shù)是，但1GM的氧氣質(zhì)量是32g，分子數(shù)是。可以看出二者分子個數(shù)相同，但質(zhì)量不同。

3、1個克分子的二氧化碳和1.5個克分子的一氧化碳的重量哪個重？它們里面所含的分子數(shù)哪個多？

【山答】44g，42g。因此，1個克分子的二氧化碳重；1.5個克分子的一氧化碳所含的分子數(shù)多。

4、0.75個克原子的鐵是多少克鐵？0.75個克原子的硫是多少克硫？【山答】42g；24g。

5、多少克二氧化碳和1.4克一氧化碳里含有的分子數(shù)相同？【山答】2.2g。

6、鹽酸或硫酸都能和鋅反應(yīng)放出氫氣，和一定重量的鋅反應(yīng)，需用鹽酸的重量多呢，還是需用硫酸的重量多？

? ? ? ? [提示：鹽酸和鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式是；硫酸和鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式是。從這兩個方程式可以看出需用鹽酸的克分子數(shù)將是硫酸的克分子數(shù)的兩倍。但需用的重量又是哪個多？]

【山答】73＜98，因此需要硫酸的重量多。

7、和0.1個克分子的純碳酸鈣完全反應(yīng)，需用HCl多少克？生成多少克的二氧化碳？【山答】7.3g；4.4g。

8、0.5個克分子的氫氣和多少個克分子的氧氣能完全化合？生成多少個克分子的水？【山答】0.25GM；0.5GM。

9、把0.1個克分子的硫酸和0.1個克分子的氫氧化鈉混合，問反應(yīng)結(jié)果，哪種物質(zhì)有剩余？剩余多少？? ? [提示：參看例題10]【山答】硫酸剩余，剩余4.9g，即0.05GM。