【阅前提示】本书由于是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生阅读。但很适合像我这样已接受过基础教育但很不扎实的学酥重新查漏补缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

第三章、碳和碳的简单化合物  

§3-10克原子和克分子

引言

        在结束本章之前，我们来谈谈在化学计算上常用的两种特殊单位，那就是克原子和克分子。

【山注，克原子和克分子这两个概念其实就是如今的摩尔，1克原子氢就是如今的1摩尔氢原子；1克分子氢就是如今的1摩尔氢气分子。根据教材上的注解可以知晓，克原子和克分子这两个概念在70年代就已经逐渐改成摩尔了。并且我在知网上搜了一下论文，发现关于这两个概念的讨论主要集中在58-60年代这个时间段，估计当时是刚引入，专家们使用后也感觉这两个称呼太别扭太易误解了。】

克原子

        我们知道，原子、分子是极其微小的，在实验室里，我们实际取用药品时，决不会取用几个、几十个或几百个原子或分子，而总是取用为数极多的原子或分子，因为，即是象芝麻那样小的一颗铁屑里，包含的铁原子数就有几百亿亿个。因此，我们可以采用常用的重量单位来称量物质。在实验室里，称量或者表示物质的重量的最常用的单位是克。

        除了用克做单位来称量物质的重量以外，在化学上，还有一些特殊的单位，那就是这里所要讲的“克原子”和“克分子”。利用这两种单位，不仅可以表示出物质的重量，而且还可以表示出一定重量物质里所含的原子个数和分子个数。

        现在我们先介绍关于“克原子”的概念。

        前面已经讲过，元素的原子量就是以1个碳原子（指碳12)重量的1/12为标准的相对重量。从各种元素的原子量可以知道1个原子的重量，把它扩大若干倍也就可以知道一定个数（例如100个、1000个或个）原子的重量。例如：

        从上表可以看出，个原子的重量，在用克做单位时，在数值上刚好和这种元素的原子量相等。

        在化学上，把个某种元素原子的重量，在用克做单位来表示时，叫做1个“克原子”的某元素。克原子的符号是GA。【“克原子”现在又称“摩尔原子”】

        用克原子做单位，不仅可以表示出元素的重量，而且还可以表示出一定重量元素里所含的原子数。

        例如，1GA氧表示16克氧元素，并且表示在16克氧元素里含有个氧原子。

        同样，1GA碳表示12克碳元素，并且表示在12克碳元素里含有个碳原子。

        因为1个克原子的元素的重量（单位是克）在数值上刚和它的原子量相同，因此，任何个克原子的元素的重量，都可以从它的原子量求得。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。

        又因为在1GA的任何元素里都含有个原子，因此，克原子数相同的任何元素里，含有相同个数的原子，而且，也只有克原子数相同（而不是重量相同）的各种元素里所含的原子个数才是相同的。

        例如，1GA氧(16克氧)里含有的氧原子数和1GA氢(1克氢)里含有的氢原子数相同；

        同样，0.5GA碳(0.5×12=6克)里含有的碳原子数和0.5GA硫(0.5×32=16克)里含有的硫原子数相同。

例1.铁的原子量是55.8。问2GA铁重多少克？

【解】2GA铁的重量=2×55.8=111.6克。

例2.279克铁里含有几个克原子的铁？

【解】因为，1个克原子铁的重量=55.8克铁。

           假设，x个克原子铁的重量=279克铁。

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

           答：279克铁里含有5个克原子铁。

        从上面两个例题可以看出：

        (1)要把几个克原子的元素换算成多少克的元素，只要用克原子个数乘1个克原子的这种元素的重量（在数值上刚好和它的原子量相同）。

        (2)要把多少克的元素换算成几个克原子的元素，只要用1个克原子的这种元素的重量（在数值上刚好和它的原子量相同）除元素的重量。

例3.多少克硫和3克碳里所含的原子个数相同？

【解】因为只有在克原子个数相同的元素里含有的原子个数相同。

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

           故0.25GA硫和3克碳里的原子个数相同。

           因为硫的原子量是32，0.25GA硫的重量是0.25×32=8克。

           故8克硫和3克碳里的原子个数相同。

           答：8克硫和3克碳里所含的原子个数相同。

例4.4克氧和1克氢里所含的原子个数是否相同？如果不同，那个多？那个少？

【解】4克氧就是4/16=0.25GA氧，1克氢就是1/1=1GA氢。

           因为它们的克原子数不同，所以它们所含的原子个数也不同。又因克原子数多的所含的原子个数也多，故1克氢（即1GA氢）里所含氢原子个数比4克氧（即0.25GA氧）里所含氧原子个数多。

           答：所含原子数不相同；氢原子数多，氧原子数少。

克分子

        克分子的意义和克原子很相似。各种物质每1个分子的重量可以从它们的分子量求得。例如：

        同样可以看出，个氧气分子、二氧化碳分子、水分子和硫酸分子的重量，当以克做单位来表示，在数值上刚好和它们的分子量相同，即分别是32克、44克、18克和98克。在化学上，把个某物质分子的重量，在用克做单位来表示时，叫做1个“克分子”的某物质。克分子的符号是GM。【“克分子”现又称“摩尔分子”】

        很显然，1GM的任何物质里都含有6.02×1023个分子。并且，在克分子数相同（而不是重量相同）的任何物质里，含有的分子的个数总是相同的。

        和克原子一样，要把几个克分子的物质换算成多少克的物质时，只要用克分子个数乘1个克分子的这种物质的重量（在数值上刚好和它的分子量相同）。要把多少克物质换算成几个克分子物质时，只要用1个克分子的这种物质的重量（在数值上刚好和它的分子量相同）除物质的重量。

例5.已知水的分子量是18，问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。问11克二氧化碳是几个克分子二氧化碳？

【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.多少克的氢氧化钠（分子式是NaOH，分子量是40）和19.6克硫酸（分子量是98）里所含的分子个数相同？

【解】19.6克硫酸就是19.6/98=0.2GM硫酸。

           因为只有克分子个数相同的氢氧化钠和硫酸里所含的分子个数才相同，故0.2GM氢氧化钠，即0.2×40=8克氢氧化钠和19.6克硫酸里所含的分子个数相同。

           答：8克氢氧化钠和19.6克硫酸里所含的分子数相同。

        我们知道，化学方程式里分子式前面的系数所表示的是化学反应里各物质分子个数之间的比例关系。例如，化学方程式【山注，B站专栏公式代码\ce{2KClO3}\mathop{=\!=}\limits^{加热}2KCl+3O_2↑】 表示在氯酸钾分解生成氯化钾和氧气这个化学反应里，氯酸钾、氯化钾、氧气这三种物质分子个数的比是：2:2:3。

        现在1个克分子(GM)任何物质里所包含的分子个数是相同的。因此，在这个化学反应里，氯酸钾、氯化钾、氧气三种物质的克分子个数的比，也应该是：2:2:3。

        由于这样的原因，根据化学方程式进行计算时，如果用“克分子”做单位，就会方便得多。

例8.1个克分子氯酸钾加热完全分解后，将产生氧气多少克？

【解】氯酸钾加热分解的化学方程式是：

           从上面的化学方程式可以看出，2GM氯酸钾完全分解后产生3GM氧气。

           不用列出比例式，就可推得，1GM氯酸钾完全分解后将产生1.5GM氧气。

           1.5GM氧气（氧气分子量=32）的重量是：1.5×32=48克。

        答：1GM氯酸钾加热完全分解后将产生氧气48克。

例9.多少克碳酸钙()和足量盐酸反应后能产生2GM的二氧化碳？

【解】碳酸钙和盐酸反应的化学方程式是：【山注，B站专栏公式代码CaCO_3+2HCI=CaCl_2+H2O+CO_2↑】

           从这个化学方程式可以看出，产生1GM的二氧化碳需用1GM的碳酸钙，不必列出比例式就可推得，产生2GM的二氧化碳需用2GM的碳酸钙。

           2GM碳酸钙（碳酸钙的分子量=100）的重量是：2×100=200克。

           答：200克碳酸钙和盐酸完全反应后产生2GM二氧化碳。

例10.在下面两个化学反应里：

【山注，B站专栏公式代码NaOH+H_2SO_4=Na_2SO_4+2H_2O\\NaOH+HCI=NaCl+H_2O】和1个克分子硫酸或1个克分子盐酸完全反应所需的氢氧化钠的量是否相同？

【解】从上面的化学方程式可以看出：

           和1GM硫酸完全反应需用2GM氢氧化钠；

           和1GM盐酸完全反应需用1GM氢氧化钠。

    答：在这两个化学反应里所需氢氧化钠的量是不同的，和硫酸作用所需氢氧化钠的量多。

习题3-10

1、什么叫做1个克原子的元素？什么叫做1个克分子的物质？

【山答】在化学上，把个某种元素原子的重量，在用克做单位来表示时，叫做1个“克原子”的某元素。在化学上，把个某物质分子的重量，在用克做单位来表示时，叫做1个“克分子”的某物质。

2、克分子数相同的不同物质的重量是否相同？为什么？分子个数是否相同？为什么？

【山答】不相同，克分子数相同是指的分子数相同，但不同分子的质量不一定相同，则总质量就不同。例如1GM的二氧化碳质量是44g，分子个数是，但1GM的氧气质量是32g，分子数是。可以看出二者分子个数相同，但质量不同。

3、1个克分子的二氧化碳和1.5个克分子的一氧化碳的重量哪个重？它们里面所含的分子数哪个多？

【山答】44g，42g。因此，1个克分子的二氧化碳重；1.5个克分子的一氧化碳所含的分子数多。

4、0.75个克原子的铁是多少克铁？0.75个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数相同？【山答】2.2g。

6、盐酸或硫酸都能和锌反应放出氢气，和一定重量的锌反应，需用盐酸的重量多呢，还是需用硫酸的重量多？

        [提示：盐酸和锌反应的化学方程式是；硫酸和锌反应的化学方程式是。从这两个方程式可以看出需用盐酸的克分子数将是硫酸的克分子数的两倍。但需用的重量又是哪个多？]

【山答】73＜98，因此需要硫酸的重量多。

7、和0.1个克分子的纯碳酸钙完全反应，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个克分子的氢气和多少个克分子的氧气能完全化合？生成多少个克分子的水？【山答】0.25GM；0.5GM。

9、把0.1个克分子的硫酸和0.1个克分子的氢氧化钠混合，问反应结果，哪种物质有剩余？剩余多少？    [提示：参看例题10]【山答】硫酸剩余，剩余4.9g，即0.05GM。