化学计量，是高中化学的基础。
物质的量，是化学计量的基础。
一、物质的量
我们已经用了一次课，讲了“物质的量（符号为n，单位是mol、摩尔或摩）”的概念。这是一个新的计量单位，在后面的学习中要尽快熟悉这个概念，就象物理中的长度（单位是米、厘米等）、质量（单位是千克、克等）那样去熟悉物质的量（单位是摩、摩尔）。需要深刻理解：
1）物质的量的含义：是用来描述肉眼看不见的粒子的数目的概念，就是含有多少多少个这样的小微粒。这些小微粒可以是原子、分子、离子、电子、质子、中子、原子团。
2）物质的量的符号和单位：物质的量用 n 表示，单位用 mol 表示，中文用“摩尔”或“摩”。因此，物质的量也称之为摩尔数。
3）摩尔的微观含义：因为这些小微粒数量太大了，很难数得清，几千、几万个根本就够数，于是用一个阿伏加德罗常数 NA 来表示。
NA 这么多个粒子，就定义为 1 mol（1摩尔）。物质含有的粒子数就叫做摩尔数。微观上，摩尔数的计算公式为
（1）
N —— 物质所含粒子的个数。
二、摩尔质量
关于物质的量，我们有了微观上的定义，但是还需要转化到宏观的应用上。
2.1 物质的量，是微观的定义
通常化学上计量物质，都是采用克、千克这样宏观的量，而不是去数一数物质含有粒子的个数（也数不清），因此物质的量使用起来就不那么方便。
2.2 物质的量，宏观上的应用
需要掌握物质的量的应用方法，就是宏观上的应用。：实际上，物质含有的粒子数是很大很大的一个数量级，公式（1）的应用很不方便，而是使用比较大的、宏观上的量。
N 个粒子的质量 —— 用 m 表示，单位为克，g
NA 个粒子的质量 —— 恰好是 1 mol 粒子的质量，数值等于相对分(原)子质量，单位为克，g。
2.3 摩尔质量
对于分子，NA 个分子的质量，数值上等于相对分子质量（M）；对于原子，NA个原子的质量，数值上等于相对原子质量（A）。例如，1 mol氧分子的质量为 32 g；1 mol碳原子的质量为 12 g，等等。
1 mol物质的质量，就称之为摩尔质量（M）。摩尔质量的单位为克（g/mol），在数值上等于它的相对分子质量或相对原子质量。
图1、一些物质的摩尔质量（示意图）
物质的量（摩尔数）在宏观上的计算公式为
（2）
2.4 物质的量，例题
例题1：含有3倍的 NA 那么多的氧分子，物质的量是多少摩尔？这些氧分子的质量是多少克？
（分析：氧分子的相对分子质量是 32 碳单位，氧气的摩尔质量就是 32 g）
答：其物质的量是 3 mol，质量为 32 * 3 = 96 g。
例题2：含有1.5倍那么多的碳原子，物质的量是多少？这些碳原子的质量是多少克？
（分析：碳原子的相对原子质量是 12 碳单位，碳的摩尔质量就是 12 g/mol）
答：其物质的量是 1.5 mol，质量为 12 * 1.5 = 18 g。
三、气体摩尔体积
这一节讨论物质的体积。
化学中所涉及的物质，有固态、液态、气态三种。微观上，物质由原子或分子构成。
3.1 固体和液体的粒子间距很小
固体物质和液体物质中，粒子间的距离很小，粒子大小和多少决定了物质的体积。
图2、粒子多少决定固体和液体的体积
图3、粒子大小决定固体和液体的体积
固态的物质可以用天平称量它的质量，很方便；液体物质，可以用天平称量它们的质量，也可以用量筒称量它们的体积。
3.2 气体粒子之间的间距很大
气态物质（气体）的粒子之间距离很大，体积很大，很难称量它们的质量，但是称量气体的体积却比较方便。
图4、气体物质的粒子间距离很大
气体，经常称量它们的体积。
生活上常常说到“热胀冷缩”，气体在这方面尤其明显。受热的时候，气体膨胀，压强减小；在冷却的时候，气体收缩，压强减小。这里，我们无意中涉及到了影响气体体积的两个因素：
冷、热——温度
胀、缩——压强
说到气体的体积，一定要说明处于何种温度、何种压强的条件下。
3.3 气体粒子（分子或离子）本身的体积可以忽略不计
物质从固态（或液态）变为气态的时候，体积膨胀了许多许多。以水为例，1 mol水蒸发为水蒸气，体积扩大了1700倍左右。
图5、气体体积扩大，气体粒子间距很大
气体粒子之间的间距很大很大。相比较而言，气体粒子本身的体积就可以忽略不计。
在一定温度、一定压强下，气体物质的体积就完全由所含气体的粒子数（或者说，物质的量）决定了，而与气体种类无关。
换句话说，比如在 0℃、101 KPa条件下，1 mol任何气体的体积都相同。这个条件就叫做“标准状况”，有的化学老师称之为“标况”。
1 mol 气体的体积，就叫做摩尔体积。
实验测得，在标准状况下，氧气的密度是 1.429 g/L，氢气的密度是 0.0899 g/L。
例题3：计算标准状况下氧气摩尔体积是多少升？
解：
（1）根据初中物理学到的体积、密度计算公式
（3）
得到气体的体积
（4）
（2）已知氧气的密度 r = 1.429 g/L，1 mol氧气的摩尔质量为 32 g
（3）1 mol氧气的体积 V 为
V = 32 g ÷ 1.429 g/L ≈ 22.4 L/mol
答：在标准状况下，1 mol氧气的体积大约为 22.4 L。
例题4：计算标准状况下氢气的摩尔体积是多少升？
解：
（1）根据
（4）
（2）已知氢气的密度 r = 0.0899 g/L，1 mol氢气的摩尔质量为 2 g/mol
（3）1 mol氢气的体积 V 为
V = 2 g ÷ 0.0899 g/L ≈ 22.4 L/mol
答：在标准状况下，1 mol氢气的体积大约为 22.4 L。
经过大量实验证明，任何气体在标准状况下的体积，都为22.4 L。
具体见下面的示意图。
这个示意图形象地说明了标准状况下气体的摩尔体积（单位 L/mol）。如果条件变化了，比如温度、压强有了变化，1 mol气体的体积就可能不是 22.4 L了。
例题5：在 0℃、101 KPa条件下，1 mol 任何气体的体积是 22.4 L。而在25℃、101 KPa条件下，1 mol任何气体的体积大约为 24.5 L。
虽然后面的压强没有变化，但是温度升高了，气体的体积增大了，从 22.4 L 增加到了 24.5 L。
这两节课，物质的量n与摩尔质量M，非常重要（上节课说了），可以说是高中化学基础中的基础，关键中的关键，重点中的重点。因此费了半天口舌，说了很多道理，举了很多例子，插了不少插图，希望同学们能够从其中的方法中找到自己的契合点，尽快掌握这两个概念。
下节课的内容，《物质的量的应用，物质的量浓度》，会延伸本节课的内容。
“物质的量浓度”是溶液的基础。我们在初三学过的溶液，只是小打小闹，甚至小打小闹都算不上，高中的溶液可要见真章了。
高中化学的溶液，主要在《离子反应》、《电解质溶液》这两章，每年高考，出题老师从来都不放过“溶液”这个考点，考分40-50分/100分，实在是太重要了。
而要学好溶液，要先学好物质的量浓度。
要学好物质的量浓度，要先学好摩尔质量，也就是这节课。
要学好摩尔质量，要先学好物质的量，就是上节课。
一环套一环，环环相扣。循环往复，波浪式前进，我们的知识层次和能力就逐渐提高了。
