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
化學計量
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
25
210
210 2 H
2 O
2 2 H
2O
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
2O
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
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
化學計量程序
1
化學計量程序
莫耳數比 質量比
重點回顧
原子、分子『個 莫耳 克』換算:
莫耳出發,皆用乘號
生活中的化學計量
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
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
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 ×241 ×10 +
2×18 1 ×243 ×10 +
1×18 2 ×242×10 +
1×18 2 ×24生成物 反應物
m
m
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 O O H
2 32
18
2 2
2
H O
O
H
250 mol O X
g H
mol Y
200 2
100
100
2
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
2X
O H
g
O H
mol Y
2 2
36
2
生成
2
O 18
H
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
218 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
260
44
20 44
3
Y
Kg
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
甲
4
16 CH
8
44
3
H
C
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
2H O O Y X
1 2
34
2
100 600 3.4
2 34
2O H
6
2. 9 32
3 . 0 3
.
0 mol g O
Y
2 32 O
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
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
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
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 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。
氧
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