甲烷的摩尔质量
甲烷(CH₄)的摩尔质量为 16.043 g/mol,即各原子相对原子质量之和:12.011 + 4 × 1.0080。中学习题中取 16 g/mol(C = 12,H = 1)。
各元素的贡献
M(CH4) = 12.011 + 4 × 1.0080 = 16.043 g/mol
结果按精度最低的原子量修约。 原子量来自 IUPAC(CIAAW)。 与 PubChem 一致:16.043 g/mol。 PubChem CID 297
什么是甲烷?
甲烷是最简单的烃,也是天然气的主要成分。它是无色无味的气体,密度比空气小;家用燃气中特意加入了有气味的物质,以便察觉泄漏。
甲烷燃烧时发出蓝色火焰:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。有机物在隔绝空气的条件下腐烂(例如在沼泽中)会产生甲烷,它也是一种温室气体。
性质
- 25 °C 时的状态
- 气态
- 密度
- 0.717 g/L 0 °C
- 熔点
- −182.5 °C
- 沸点
- −161.5 °C
- 在水中的溶解性
- 难溶 22 mg/L, 25 °C
来源:PubChem(HSDB、NIOSH)、维基百科(CRC 手册)、NIST Chemistry WebBook;每个数值都经其中两个来源核对一致。
甲烷摩尔质量练习题
习题常用近似值(C = 12,H = 1):M(CH₄) = 16 g/mol
第 1 题
8 g CH₄ 的物质的量是多少?
n = m ÷ M = 8 g ÷ 16 g/mol
答:0.5 mol
第 2 题
0.25 mol CH₄ 的质量是多少?
m = n × M = 0.25 mol × 16 g/mol
答:4 g
第 3 题
CH₄ 中 C 的质量分数是多少?
ω(C) = M(C) ÷ M(CH₄) = 12 ÷ 16 = 0.75
答:75.0%
第 4 题
4 mol CH₄ 中含有多少个分子?
N = n × NA = 4 mol × 6.02 × 10²³ mol⁻¹
答:2.408 × 10²⁴
第 5 题
48 g CH₄ 在标准状况下的体积是多少?
n = m ÷ M = 48 g ÷ 16 g/mol = 3 mol
V = n × Vm = 3 mol × 22.4 L/mol
标准状况:0 °C、101 kPa。
答:67.2 L
常见物质
什么是摩尔质量?
摩尔质量 M 是 1 摩尔物质(约 6.022 × 10²³ 个粒子)的质量,单位是克每摩尔(g/mol)。
计算方法:把化学式中所有原子的原子量相加——每种元素的原子量乘以它的下标(原子个数)。以 g/mol 为单位时,摩尔质量在数值上等于相对分子质量 Mr。
例如水:M(H₂O) = 2 × 1.0080 + 15.999 = 18.015 g/mol。