摩尔质量计算器
输入一个化学式,按 IUPAC/CIAAW 2024 相对原子质量算摩尔质量 M(g/mol)与元素质量占比;支持括号、原子团和结晶水合物,不用于反应式配平。
输入化学式(区分大小写,如 H2O、C6H12O6、Ca(OH)2、CuSO4·5H2O),自动累加各元素的相对原子质量, 得到摩尔质量 M(单位 g/mol)并给出各元素质量占比。只填单个物质的化学式, 不要加反应式系数(写 H2O,不要写 2H2O),下标须为正整数。
共 2 种元素、3 个原子。摩尔质量 M(g/mol)在数值上等于该物质的相对分子质量 Mr。下表为各元素的贡献与质量占比。
| 元素 | 相对原子质量 | 原子数 | 贡献质量 /(g/mol) | 质量占比 |
|---|---|---|---|---|
| 氧 O | 15.999 | 1 | 15.999 | 88.81% |
| 氢 H | 1.008 | 2 | 2.016 | 11.19% |
| 合计 | — | 3 | 18.015 | 100% |
怎么用
- 输入化学式:在输入框填写一个物质的化学式,区分大小写:元素符号首字母大写、其余小写(钠是 Na 不是 NA、氯是 Cl 不是 CL)。原子个数写在元素后面,如水 H2O、二氧化碳 CO2、葡萄糖 C6H12O6。不要在前面加反应式系数(写 H2O,不要写 2H2O),原子个数必须是正整数、不能写小数下标(如 H1.5O 无效);带电荷、同位素质量数和反应箭头不作为输入解析。
- 带括号和水合物照常写:含原子团用括号并在后面写倍数,如氢氧化钙 Ca(OH)2、高锰酸钾 KMnO4、亚铁氰化钾 K4[Fe(CN)6];结晶水合物用「·」或「.」连接并写系数,如五水硫酸铜 CuSO4·5H2O、十水碳酸钠 Na2CO3·10H2O。
- 读取摩尔质量:工具即时累加各元素的相对原子质量,给出摩尔质量 M(单位 g/mol),数值上等于相对分子质量 Mr。也可从「常见物质」下拉直接带入示例化学式。
- 查看元素占比:结果表按贡献质量从大到小列出每种元素的相对原子质量、原子个数、贡献质量与质量占比(质量分数),可用于计算元素含量、配比换算与定量分析。
核心要点
摩尔质量计算器用于把化学式换算成摩尔质量 M(1 摩尔物质的质量, 单位 g/mol),做法是把化学式中每种元素的相对原子质量乘以原子个数再相加。 下面几点先帮你抓住关键:
- 基本公式:M = Σ(相对原子质量 × 原子个数),单位 g/mol。 如 H2O 的 M = 2×1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol。
- 数值等于相对分子质量:摩尔质量 M(g/mol) 在数字上等于相对分子质量 Mr,只是 M 带单位、Mr 不带。
- 由质量求摩尔数:n = m ÷ M(物质的量 = 质量 ÷ 摩尔质量), 反过来 m = n × M。
- 支持复杂化学式:括号原子团 Ca(OH)2、嵌套 K4[Fe(CN)6]、 结晶水合物 CuSO4·5H2O 都能直接解析。
- 先看输入范围:适合单个化学式;反应式系数、离子电荷、 同位素标记和反应箭头不参与解析。
- 给出元素占比:结果表列出每种元素的质量贡献与质量分数, 便于算元素含量与配比换算。
原理与公式
摩尔质量(molar mass)是 1 摩尔(mol)物质所具有的质量, 符号 M,单位 g/mol。对由化学式表示的物质,其摩尔质量等于化学式中 各元素相对原子质量与原子个数乘积之和:
M = Σ (Ar_i × n_i)(摩尔质量 = 各元素相对原子质量 × 该元素原子个数,再求和)
例:葡萄糖 C6H12O6 的摩尔质量 M = 6×12.011 + 12×1.008 + 6×15.999 = 72.066 + 12.096 + 95.994 = 180.156 g/mol。 水 H2O:M = 2×1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol。
摩尔质量与相对分子质量:摩尔质量 M(g/mol) 在数值上等于相对分子质量 Mr(一个无量纲比值)。二者数字相同,区别只在于 M 带单位 g/mol、Mr 不带单位。 单个元素则对应「相对原子质量 Ar」与「摩尔质量 M = Ar g/mol」。
由摩尔质量做换算:物质的量 n = m ÷ M(质量 g ÷ 摩尔质量 g/mol);质量 m = n × M; 分子个数 N = n × NA(NA ≈ 6.022×10²³ /mol)。 例如 36 g 水的物质的量 n = 36 ÷ 18.015 ≈ 2 mol,约含 1.204×10²⁴ 个水分子。
某元素的质量分数(含量) = (Ar × 原子个数) ÷ M × 100%。如水中氧的质量分数 = 15.999 ÷ 18.015 ≈ 88.8%。本工具结果表已逐元素给出贡献质量与质量占比。
结晶水合物:把结晶水计入即可。五水硫酸铜 CuSO4·5H2O: M = (63.546 + 32.06 + 4×15.999) + 5×18.015 = 159.602 + 90.075 ≈ 249.68 g/mol。
相对原子质量取值:本工具采用 CIAAW 简约标准相对原子质量 2024 的取值 (H 1.008、C 12.011、N 14.007、O 15.999、Na 22.99、Cl 35.45、Cu 63.546 等)。 部分教材为便于计算取整数近似(H 1、O 16、C 12、Cl 35.5),会带来零点几的差异, 做题时以题目给定值为准。为避免浮点误差,本工具用高精度十进制求和后再四舍五入显示。
常见物质摩尔质量对照
| 物质 | 化学式 | 摩尔质量 /(g/mol) |
|---|---|---|
| 水 | H2O | 18.015 |
| 二氧化碳 | CO2 | 44.009 |
| 氯化钠(食盐) | NaCl | 58.44 |
| 氢氧化钠(烧碱) | NaOH | 39.997 |
| 硫酸 | H2SO4 | 98.072 |
| 碳酸钙 | CaCO3 | 100.086 |
| 葡萄糖 | C6H12O6 | 180.156 |
| 五水硫酸铜(胆矾) | CuSO4·5H2O | 249.677 |
常见问题
- 摩尔质量怎么算?公式是什么?
- 摩尔质量 M 等于化学式中各元素的相对原子质量乘以其原子个数再求和,单位 g/mol。例如水 H2O:M = 2×1.008 + 1×15.999 = 18.015 g/mol;硫酸 H2SO4:M = 2×1.008 + 32.06 + 4×15.999 ≈ 98.07 g/mol。本工具会自动解析化学式(含括号与结晶水),按 IUPAC 标准相对原子质量累加,无需手工查表相加。
- 摩尔质量、相对分子质量、相对原子质量有什么区别?
- 相对原子质量(Ar)是单个元素原子的相对质量,如氧 Ar≈16;相对分子质量(Mr)是化学式中各原子相对原子质量之和,是一个无量纲的比值,如水 Mr≈18;摩尔质量(M)是 1 摩尔物质的质量,单位 g/mol。三者数值上相等:某物质摩尔质量 M(g/mol) 在数字上等于其相对分子质量 Mr,只是 M 带单位 g/mol、Mr 不带单位。所以「水的摩尔质量 18 g/mol」和「水的相对分子质量 18」说的是同一件事。
- 已知质量怎么求物质的量(摩尔数)?
- 用公式 n = m ÷ M:物质的量(mol)= 质量(g)÷ 摩尔质量(g/mol)。例如 9 g 水的物质的量 n = 9 ÷ 18.015 ≈ 0.4996 mol。反过来,已知物质的量求质量用 m = n × M。先用本工具算出摩尔质量 M,再代入即可。要换算成分子/原子个数,再乘阿伏伽德罗常数 NA ≈ 6.022×10²³ /mol。
- 结晶水合物(如 CuSO4·5H2O)的摩尔质量怎么算?
- 把结晶水一并计入。五水硫酸铜 CuSO4·5H2O 的摩尔质量 = CuSO4(Cu 63.546 + S 32.06 + O×4 63.996 = 159.602)+ 5 个水(5×18.015 = 90.075)≈ 249.68 g/mol。本工具支持用「·」「.」「*」连接水合物并写系数,会自动把结晶水的原子数并入总式,无需手工拆开相加。
- 为什么算出来的摩尔质量和课本差一点点?
- 相对原子质量本身有多套取值:本工具采用 CIAAW 简约标准相对原子质量 2024(如 H 1.008、O 15.999、Cl 35.45、Cu 63.546)。有些教材为方便计算取整数近似(H 1、O 16、C 12、Cl 35.5),据此算出的结果会有零点几的差异。做题时以题目/课本给定的相对原子质量为准;需要更精确时用本工具的标准值。此外无稳定同位素的元素(如 Tc、Pm、U 之后的元素)没有标准相对原子质量,本工具用其最稳定同位素的质量数近似,仅供参考。
- 如何计算化合物中某元素的质量分数(含量)?
- 某元素质量分数 =(该元素相对原子质量 × 原子个数)÷ 化合物摩尔质量 ×100%。例如水中氧的质量分数 = 15.999 ÷ 18.015 ×100% ≈ 88.8%,氢约 11.2%。本工具结果表已直接给出每种元素的贡献质量与质量占比,可用于判断化肥含氮量、矿石品位、营养成分等定量问题,一行即可读出。
- 为什么 2H2O、SO4^2- 或 13C 不能直接输入?
- 本工具解析的是单个物质的组成式,只累加元素符号、括号、整数下标和结晶水合物系数,不解析反应式系数、离子电荷或同位素标记。遇到 2H2O,可先去掉前面的系数,输入 H2O 得到单个水分子的摩尔质量,再按需要乘以物质的量;遇到 SO4^2-,可输入 SO4 估算硫酸根组成部分的式量。涉及同位素丰度或精密质谱时,应使用专门的同位素质量数据。