论理解“相对原子质量”和“摩尔质量”的新思路

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  摘 要:本文从相对原子质量入手,推导出阿伏伽德罗常数,使“相对原子质量”“摩尔”“摩尔质量”等概念更加具体、清晰,为学生进一步理解“相对原子质量”“摩尔”“摩尔质量”等概念开辟了一条新思路。
  关键词:相对原子质量;阿伏伽德罗常数;摩尔;摩尔质量
  高中化学教材在引入“相对原子质量”“摩尔”“摩尔质量”等概念时比较直接抽象,不易理解。下面笔者为大家介绍一种新的理解思路,即从相对原子质量比较标准入手,导出阿伏伽德罗常数NA,在此基础上理解“相对原子质量”“摩尔”“摩尔质量”等概念,有事半功倍的效果。
  一、相对原子质量
  由于单个原子质量非常小,如果用它们的实际质量来计算的话就非常不方便,所以用相对原子质量来表示单个原子质量。相对原子质量(Ar)是指以一个碳-12(12C)原子质量的1/12作为标准,任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12(12C)原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。即单个原子质量与碳-12(12C)原子质量的1/12的比值就是该原子的相对原子质量。
  相对原子质量=单个原子质量(g)/12C质量(g)×(1/12)
  在化学教材中查得,一个碳-12(12C)原子质量约为1.9927×10-23g,其(1/12)为1.6606×10-24g,那么
  相对原子质量=单个原子质量(g)/1.6606×10-24g
  ≈单个原子质量×6.02×1023
  即原子相对质量是把单个原子质量扩大阿伏伽德罗常数NA(约6.02×1023)倍得到的相对质量。
  例1 氧的相对原子质量=单个氧原子质量(g)×6.02
  ×1023≈16
  如果知道某原子的相对原子质量,同样我们也可计算出其单个原子质量。
  例2 铁原子(56Fe)的相对原子量为56,则
  单个铁原子的质量=56÷6.02×1023
  ≈9.30×10-23(g)
  同理可得,分子的相对分子质量是把单个分子质量扩大阿伏伽德罗常数倍得到的相对质量,并利用以上方法进行计算。
  二、摩尔和摩尔质量
  在化学研究中,我们往往需要知道构成物质或参加化学反应物质的分子、原子的微粒数量,但这些微粒数量巨大,肉眼又看不见,无法数其数目,只能通过称量微粒集体的质量来反映微粒数量。我们选用阿伏伽德罗常数(约6.02×1023)为微粒集体的数值,不仅可以利用物质的质量计算出其微粒数量,还可以根据物质的微粒数量计算出其质量。
  物质的量是量度一定量粒子的集体中所含粒子数量的物理量。物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一。摩尔是物质的量的基本单位,1摩尔任何物质都含有阿伏伽德罗常数(约6.02×1023)个微粒,用“mol”表示。
  1mol某原子质量=单个该原子真实质量(g)×6.02×1023=该原子的相对原子质量(g)
  例3 1mol氧原子的质量=氧原子真实质量(g)×6.02×1023≈16(g)
  通过上述推导我们可以看出,1mol某原子质量数值上等于其相对原子质量,单位为“克”;因1mol物质具有的质量称为该物质的摩尔质量,所以原子的摩尔质量数值上等于其相对的原子质量,单位为“克/摩尔”;同理,分子、离子的摩尔质量数值上等于其相对的分子質量,单位为“克/摩尔”。我们通过摩尔质量可以把物质的微粒数和物质的质量联系起来进行计算。
  例4 铜原子的摩尔质量为64g/mol,若一块金属铜中有12.04×1023个铜原子,求这块金属铜的质量。
  解:n=微粒数/NA=12.04×1023/6.02×1023=2mol
  m=n×M=2mol×64(g/mol)=128g
  总之,笔者认为,若从相对原子质量的比较标准(12C原子质量的1/12)具体数值入手推导阿伏伽德罗常数,“原子量”“摩尔”“摩尔质量”等概念的理解以及计算会更加简单明了。
  参考文献:
  [1]王晶,郑长龙.化学(九年级 上册)[M].北京:人民教育出版社,2012.
  [2]宋心琦.化学(必修I)[M].北京:人民教育出版社,2007.
  作者简介:王梓骄(1998— ),男,汉族,河南焦作人,焦作市第一中学学生。
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