摩尔质量(M)是指单位物质的量的物质所具有的质量,常用单位为g/mol 。相关公式如下:
定义式
M=nm
式中m代表物质的质量,单位为克(g);n是物质的量,单位为摩尔(mol)。该公式表明,物质的摩尔质量等于其质量与物质的量之比。通过这个公式,已知其中任意两个量,就可以计算出第三个量。例如,已知某物质的质量为60g,物质的量为2mol,根据公式可得其摩尔质量M=2mol60g=30g/mol。
与微粒数、阿伏伽德罗常数的关联推导式
由于n=NAN(N是微粒数,NA是阿伏伽德罗常数,NA≈6.02×1023mol−1 ),将其代入摩尔质量定义式M=nm ,可得到M=NmNA。这个公式在已知物质质量、微粒数以及阿伏伽德罗常数时,可用于计算摩尔质量。
气体摩尔质量与气体摩尔体积、密度的关系(只适用于气体)
在标准状况(0∘C、101kPa)下,气体摩尔体积Vm=22.4L/mol 。根据n=VmV(V是气体体积),再结合M=nm ,且ρ=Vm(ρ为气体密度),可推导出M=ρVm。也就是说,在标准状况下,气体的摩尔质量等于其密度与气体摩尔体积的乘积。例如,标准状况下某气体密度为1.25g/L,则该气体摩尔质量M=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol 。
在非标准状况下,理想气体状态方程pV=nRT(p是压强,V是体积,n是物质的量,R是摩尔气体常数,T是热力学温度),结合M=nm 以及ρ=Vm ,可推出M=pρRT。此公式用于在非标准状况下,已知气体的压强、密度、温度等条件时计算气体的摩尔质量。