STP气体体积、质量与物质的量计算器

将气体物质的量换算为标准温度和压力下的体积、质量与粒子数。

STP下的气体性质
输入气体物质的量及摩尔质量。本计算器的STP定义为0 °C和1标准大气压。

关于标准温度和压力

标准温度和压力为比较气体数量提供了参考条件。本计算器将STP定义为0摄氏度,即273.15开尔文,以及1标准大气压的绝对压力。在理想气体模型下,一摩尔气体在此条件下约占22.414升。输入物质的量即可计算理想体积,再输入该物质的摩尔质量即可计算对应质量。 气体体积由理想气体定律求得:压力乘以体积等于物质的量乘以气体常数和绝对温度。代入1标准大气压和273.15开尔文,即得到此处采用的摩尔体积。质量等于物质的量乘以摩尔质量。粒子数等于物质的量乘以阿伏伽德罗常数,即每摩尔6.02214076乘以10的23次方个基本单元。视物质而定,基本单元可以是原子、分子、化学式单元、离子或其他指定粒子。 STP并非完全统一的定义。有些标准采用100千帕而非1标准大气压,对应摩尔体积约为22.71升,而非22.414升。比较结果前,务必确认教科书、实验室、监管机构或数据来源采用的约定。本页明确说明所用定义,以便重复计算。压力为绝对压力而非表压,气体定律中的温度必须采用绝对温标。 实际气体的粒子具有体积并相互作用,因此会偏离理想行为。低压下理想近似通常有用,但精度因物质和条件而异。在0摄氏度时,某些化合物可能凝结,因而无法在整个计算过程中都视为理想气体。本计算器不采用压缩因子或相平衡修正。 请使用与实际化学式和组成相符的摩尔质量。对于混合气体,可用平均摩尔质量估算总质量,而粒子计数可能需要各组分的组成信息。中间计算应保留足够位数,再根据所测物质的量和摩尔质量的精度对结果舍入。实验室或工程决策应采用适用的标准定义及经验证的物性数据。

STP气体示例

这些示例结合了摩尔体积、摩尔质量和阿伏伽德罗常数。

气体物质的量与摩尔质量计算性质说明
2 mol 氧气,32 g/mol44.828 L 和 64 g0 °C和1 atm下的理想氧气。
0.5 mol 二氧化碳,44.01 g/mol11.207 L 和 22.005 g采用理想气体摩尔体积。
1 mol 氦气,4.0026 g/mol22.414 L 和 4.0026 g一摩尔所含原子数等于阿伏伽德罗常数的数值。

如何使用STP计算器

  1. 确定气体物质的量,单位为摩尔。
  2. 查找并输入气体摩尔质量,单位为克每摩尔。
  3. 计算STP下的理想体积、质量和粒子数。
  4. 确认0 °C和1标准大气压的约定适用于你的用途。

常见问题

此STP计算器采用什么条件?

采用0摄氏度和1标准大气压的绝对压力,对应理想摩尔体积约22.414升。

为什么有些资料采用每摩尔22.7升?

这些资料将标准压力定义为100千帕,而非1标准大气压。两种约定均存在,因此必须检查所注明的压力。

粒子数如何计算?

物质的量乘以阿伏伽德罗常数即可。粒子的含义取决于物质由原子、分子、离子还是化学式单元构成。

所有实际气体都恰好占据这个体积吗?

不是。每摩尔22.414升是在所述条件下的理想气体结果。实际气体的相互作用和可能发生的凝结会导致偏差。

如何求摩尔质量?

按照物质化学式,将各原子的原子质量相加。请使用可靠的元素周期表,并计入化学式中的每个原子。