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課程名稱:化學計量課程名稱:化學計量  化學計量 化學計量

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Academic year: 2022

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(1)

課程名稱:化學計量 課程名稱:化學計量

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

化學計量

(3)

化學計量

 化學計量

( 1 )意義: 物質發生化學反應時,能以 來針對反應 物

及生成物的莫耳數和質量進行定量分析,稱為化學計量。

( 2 )化學反應式須符合「原子不滅」:

 實例說明:以「氫氣在氧中燃燒會產生水」之反應為例

 氫分子: H2 氧分子: O2 水分子: H2O  反應式: 氫 + 氧 → 水

化學反應式

10 個氫分子 5 個氧分

子 10 個水分子

O H

O

H

2

5

2

10

2

10 2 H

2

  O

2

  2 H

2

O

(4)

 化學計量

化學計量

( 3 )化學反應式須符合「質量守恆」:

粒子圖示

化學反應式

2H

2

+ O

2

 2H

2

O

係數比

=分子數比

=莫耳數比 質量比 質量守恆

2 : 1 : 2 2 : 1 : 2 2 : 1 : 2

2 × 2 : 1 × 32 : 2 × 18

(分子量:

H2 = 2 , O2 = 32 , H2O

= 18 )

1 : 8 : 9 完全反應下:

2 × 2 +

1 × 32 2 ×

18

生成物 反應物

m

m

(5)

化學計量程序

 化學計量程序:以氫與氧氣燃燒產生水為例

( 1 )程序一: (須平衡),均衡係數表示此反應進行的 。

 係數比= 比= 比

 同溫同壓下,當反應粒子均為 時:

 係數比=莫耳數比=分子數比= 比 ( 2 )程序二: 。

 依莫耳數比列式:直接由反應式係數,列連比式

 依質量比列式:題目只有質量比時(且沒有給反應式或各分子量 時)

( 3 )程序三: 後解題( )  A 型:由一推求其他

 B 型:先要決定反應物何者用完,再推求其他

列反應式 分子數

分子數 莫耳數

氣體

體積

判斷題型 參與反應者代入

連比列式

(6)

化學計量程序

1

(7)

化學計量程序

莫耳數比 質量比

(8)

重點回顧

原子、分子『個  莫耳  克』換算:

莫耳出發,皆用乘號

(9)

生活中的化學計量

(10)

理化廚房 食譜一

 食譜一

( 1 )食譜特徵:由一個材料去推求其他所需配合的數量,

依 計算。

( 2 )製作反應式:二片吐司及一個荷包蛋,做一個煎蛋三明治

( 3 )實例討論:若已有 10 片吐司,欲全部去做成煎蛋三明治:

 各材料的比例為 。  需 個荷包蛋。

 可做 個煎蛋三明治

2 : 1 : 1 5

5

連比

5 Y

, 

 X 5

煎蛋三明治 荷包蛋

吐司 1 1

2  

煎蛋三明治 荷包蛋

吐司 1 1

2  

Y 1

X 1

10

2  

(11)

理化廚房 食譜二

 食譜二

( 1 )食譜特徵:有兩種材料出現,需先判斷 , 再做連比計算

( 2 )製作反應式:二片吐司及一個荷包蛋,做一個煎蛋三明治

( 3 )實例討論:若已有 7 片吐司及 3 個荷包蛋,欲全部做煎蛋三明 治:

 各材料的比例為 。  可做 個煎蛋三明治

 會剩下 片(或個);荷包蛋會剩下 個。

2 : 1 : 3 1

吐司 1 0

何者用完或剩下

3 Y

, 6 X

Y

1 3

1 X

2

煎蛋三明治 荷包蛋

吐司 1 1

2  

煎蛋三明治 荷包蛋

吐司 1 1

2  

(12)

1.X 、 Y 、 Z 表示三種不同之物質,其分子量分別為 10 、 18 、 24 , 若 X 和 Y 反應生成 Z ,則何者為其反應式? 。

( A ) X + Y→ Z ( B ) X + 2Y→ Z

( C ) 3X + Y→ 2Z

( D ) 2X + Y→ 2Z

範例解說

C

◎ 質量守恆:完全反應 下,

1 ×10 +

1×18 1 ×24

1 ×10 +

2×18 1 ×24

3 ×10 +

1×18 2 ×24

2×10 +

1×18 2 ×24

生成物 反應物

m

m

(13)

2. 把 1.8 公斤的水電解,進行如下反應: 2H2O → 2H2 + O2 , 則:

 能產生 克氫。

 能產生 莫耳氧。

範例解說

50

200 題型 A :由一推其他

Y X

2 1

18

1800

2  

2 2

2

2

2 H OOH

2 32

18

2 2

2

H O

O

H

2

50 mol O X

g H

mol Y

200 2

100

100

2

(14)

3. 氫氣 3 莫耳與 1 莫耳的氧氣燃燒,則:

 能產生 莫耳的水( 公克)

 哪一個反應物會剩下? ; 剩下 莫耳。

範例解說

2 36

H2 1

題型 B :

先決定何者用完

1mol 3mol

反應物消耗;

生成物生成。

合理性檢驗

Try and Error

X Y

2 2

1

1  

O H

H

O

2

 2

2

 2

2

消耗 2 mol H

2

X

O H

g

O H

mol Y

2 2

36

2

 生成

2

O  18

H

(15)

4. 已知丙烷( C3H8 )在空氣中完全燃燒會產生二氧化碳( CO2 ) 與水( H2O ),則:

 試寫出化學反應式? 。  若欲將 20 公斤的丙烷完全燃燒,需要 公斤的氧,

燃燒後會產生 公斤的二氧化碳。

範例解說

72.7

題型 A :一推其他

 可以質量比計算

60

先 CH ,再孤獨的 O

O H

CO O

H

C

3 8

2

2

2

18 4

44 3

32 5

20 44

1       

Y X

7 . 72

44

20 32

5

  X

Kg

3 4

5

O H CO

O H

C

3 8

 5

2

 3

2

 4

2

60

44

20 44

3

  Y

Kg

(16)

5. 在 25℃ ,氣壓同為 1 atm 之甲、乙兩容器,其體積比為 3 : 1 。若 甲

、乙兩容器內的氣體分別為 CH4 和 C3H8 ,且碳的原子量為 12 ,氫 的原子量為 1 ,則甲、乙兩容器內氣體的重量比=

範例解說

 同溫同壓下:

氣體體積比= 莫耳數 比

12 : 11

11 12 44

1

6 1 3

1 3

8 3

4

 

H C

CH

m m mol

mol V

V

乙 甲 乙

4

 16 CH

8

44

3

H

C

(17)

6. 濃度 3.4 %的雙氧水溶液 600 克和 10 克的二氧化錳混合後,若雙氧 水完全分解後,會產生氧氣 公克。

範例解說

9.6

題型 A :由一推其 他

2 2

2

2

2

2 H O

MnO

  

2

H OO Y X

1 2

34

2  

 100 600 3.4

2 34

2OH

6

2

. 9 32

3 . 0 3

.

0 mol g O

Y    

2  32 O

(18)

7. 大理石 160 公斤,其主成分為碳酸鈣。若將此大理石加熱分解,可產生 44 公斤二氧化碳,則此大理石中含有碳酸鈣的重量百分率為

%。

( CaCO3 = 100 ) (碳酸鈣分解反應: CaCO3 → CaO + CO2

範例解說

62.5

題型 A :由一推其 他

假設百分率為 P %

2

3

CaO CO

CaCO  

44 10 44

1 X

1

100

100 10 P

160

1

3

  

3

44 10 44

100

100 10 P

160

3 3

 

 P  62 . 5

2  44 CO

(19)

範例解說

8. 如圖是銅粉和氧氣反應生成氧化銅時,參與反應的銅粉和產物氧化

銅質量的關係圖,則:

 此反應進行時反應物銅、氧及氧化銅的質量比為? 。

2 3 g 8 12 g

2 : 1 : 3

 完全反應

+ 1 =

+ 4 =

 完全反應:

反應物總質量 = 生成物總質量

氧化銅 氧

銅  

(20)

範例解說

5. 如圖是銅粉和氧氣反應生成氧化銅時,參與反應的銅粉和產物氧化

銅質量的關係圖,則:

 若有 20 公克銅完全與氧反應,需耗去氧 公克,會生成 氧化銅 公克。

10

質量比反應

20 X Y

X = 10g O2 Y = 30g CuO

30

 反應物消耗;生成物生成

 反應 A 型:由一,推其他

氧化銅 氧

銅  

3 1

2  

(21)

範例解說

5. 如圖是銅粉和氧氣反應生成氧化銅時,參與反應的銅粉和產物氧化銅質

的關係圖,則:

 若有 30 公克的銅與 20 公克的氧反應時:

 反應物何者會有剩下? ;且剩下 公克。

 會生成 克氧化銅。

30 g

( 以反應物用完者,代入連比 )

30 ? 20

20 g

假設 20 克氧用完,需 40 克銅與之反 應,

∴不合理。故是銅用完,氧有剩下。

30 X Y

X = 15g O2 Y = 45g CuO

5 45

 反應 B 型:二反應物,先決定何者用完

3 1

2  

氧化銅 氧

銅  

(22)

課程結束

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