高一~高中二年级 (15-17岁)

高中化学化学的语言 — 摩尔

原子和分子小到无法一个一个地数，所以化学上把 6.022 × 10²³ 个粒子作为一份，称为 1 摩尔（mol）。用了摩尔，看不见的粒子数、天平称出的质量和气体的体积就能通过同一个数联系起来，化学方程式的系数也能直接读作物质的量之比。在相对原子质量或相对分子质量后面加上 g，就是 1 mol 的质量；在 0 ℃、1 个大气压下，任何气体 1 mol 都占 22.4 L。图中分别用点组成的方框表示物质的量，用条形表示各元素 1 mol 的不同质量，用三角形表示三种量之间的换算。

为什么需要“摩尔”这样一份

化学方程式写的是粒子按多少个相遇，可在实验室里能拿到手的只有天平上的克数。两者连不起来，即使知道 2H₂ + O₂ → 2H₂O，也不知道该加几克氢气。原子没法一个个地数，于是先用阿伏加德罗常数 N_A 定下一份的大小，再为每种元素记下一份有多少克，这就是摩尔的做法。物质的量相同时，即使元素不同，粒子数也相同，只有质量按摩尔质量 M 不同。所以摩尔是计数单位，不是质量的别名；18 g 水之所以是 1 mol，是因为 N_A 个水分子的质量是 18 g。

💡 就像一打铅笔、一令纸

①就像 12 支铅笔叫作 1 打

②500 张纸叫作 1 令

③6.022 × 10²³ 个原子或分子叫作 1 mol

④这一份之所以这么大，是因为原子太小，要聚集这么多才能达到天平上的克数

⑤1 mol 水是 18 g，体积约 18 mL，比一大汤匙稍多一点

阿伏加德罗常数与摩尔

第一张图里，圈住 40 个点的一个虚线方框代表 1 mol。把物质的量从 0.5 mol 调到 3.0 mol，方框会依次填满，上面一行是乘以 N_A 得到的实际粒子数。第二张图左边的托盘上，无论选哪种元素，原子总是同样多；右边的条形并排列出这些原子的质量：H 为 1 g，C 为 12 g，O 为 16 g，Fe 为 56 g。第三张图把物质的量放在上面的顶点，质量和粒子数放在下面两侧，沿边从物质的量出发的方向写着 × M 和 × N_A，回到物质的量的方向写着 ÷ M 和 ÷ N_A。

物质的量 n1 mol

物质的量与粒子数

n = NN_A

n：物质的量（mol），N：粒子数，N_A = 6.022 × 10²³ /mol

🔍 N_A 有多大

①即使每秒数 1 亿个、一刻不停，数完 1 mol 也要大约 1.9 亿年

②地球上 80 亿人一起每人每秒数一个，也要大约 240 万年

③把这样巨大的数当作 1 mol 这一个单位来处理，计算就简单了

④方程式中的系数比既是粒子数之比，也是物质的量之比

摩尔质量：与相对原子质量的联系

常见的错误是以为相对原子质量加上 g 就是手里这份物质的质量。那个数只是 1 mol 的质量，要知道手里 36 g 水是多少摩尔，还得除以 18 g/mol。气体体积也一样，22.4 L 只在 0 ℃、1 个大气压时对应 1 mol；25 ℃ 室温下同样 1 mol 约占 24.5 L，条件不同就不能照搬。计算前先弄清给出的是粒子数、质量还是气体体积，再分别除以 N_A、M、22.4 L 化成物质的量。

元素（H, C, O, Fe）C

摩尔与质量

n = mM

m：质量（g），M：摩尔质量（g/mol）

物质的量与气体体积

V = n × 22.4 L（0 ℃，1 atm）

在 0 ℃、1 个大气压下，任何气体 1 mol 的体积都是 22.4 L

💡 摩尔质量的规律

①N_A 个碳原子的质量是 12 g，等于相对原子质量 12 加上 g

②氧的相对原子质量是 16，所以 1 mol 是 16 g

③分子则把各原子的相对原子质量相加得到相对分子质量再加上 g：水（H₂O）是 1 × 2 + 16 = 18，所以 1 mol 是 18 g

④1 mol 铁（56 g）比 1 mol 氢（1 g）重 56 倍，不是因为原子多，而是因为每个原子重 56 倍

连接摩尔的三条路

粒子数 → 摩尔

n = NN_A

N_A = 6.022×10²³

质量 → 摩尔

n = mM

M：摩尔质量（g/mol）

气体体积 → 物质的量（0 ℃，1 atm）

n = V22.4

V：0 ℃、1 个大气压下的气体体积（L）

动手算一算

例题 1

36 g 水（H₂O）是多少摩尔？（相对原子质量 H = 1，O = 16）

先求水的摩尔质量。

M(H₂O) = 2 × 1 + 16 = 18 g/mol

用质量除以摩尔质量。

n = 36 g ÷ 18 g/mol = 2 mol

▸ 2 mol

36 g 是 1 mol 水（18 g）的两倍，所以是 2 mol。摩尔质量在数值上等于相对分子质量，单位是 g/mol。

例题 2

在 0 ℃、1 个大气压下，求 2 mol 氧气（O₂）的体积和分子数。

0 ℃、1 个大气压下气体 1 mol 的体积是 22.4 L，所以用物质的量乘以 22.4 L。

V = 2 × 22.4 L = 44.8 L

分子数等于物质的量乘以 N_A。

N = 2 × 6.02 × 10²³ = 1.204 × 10²⁴ 个

▸ 体积 44.8 L，分子数 1.204 × 10²⁴ 个

知道了物质的量，就能直接走到三角形的其他顶点。体积和分子数都是从同样的 2 mol 分别求出的。

总结

2023 评价院模考化学Ⅰ类题改编

在 0 ℃、1 个大气压下，8.8 g 二氧化碳（CO₂）的体积是多少？（相对原子质量 C = 12，O = 16）

①2.24 L

②4.48 L

③11.2 L

④22.4 L

⑤44.8 L

▸ ② 4.48 L

M(CO₂) = 12 + 2 × 16 = 44 g/mol，所以 n = 8.8 ÷ 44 = 0.2 mol。

从质量到物质的量，再从物质的量到体积，走两步：用物质的量乘以 22.4 L。

V = 0.2 × 22.4 L = 4.48 L

🎯 考试重点

①化成物质的量的三条路：粒子数 ÷ N_A，质量 ÷ M，气体体积 ÷ 22.4 L

②N_A = 6.022 × 10²³ /mol

③相对原子（分子）质量与摩尔质量数值相同，只是单位为 g/mol

④0 ℃、1 个大气压下气体 1 mol 为 22.4 L，条件不同就不能用这个值

⑤摩尔计算几乎每年都考，先确认给出的是三种量中的哪一种

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狭义相对论

摩尔浓度

最后更新 2026-10-17

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