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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)。

CH4 甲烷

摩尔质量

16.043 g/mol

习题常用近似值(C = 12,H = 1):16 g/mol

各元素的贡献

  • 碳 12.011 12.011
  • 氢 4 × 1.0080 4.0320

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

  1. 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

  2. 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

  3. 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%

  4. 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

  5. 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

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。