試求︰ ? g H 2 O

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Transcript 試求︰ ? g H 2 O

第6章
化學組成
為什麼組成的知識
很重要?
• 在自然界中的一切事物不是化學性就是物理性
的與其他物質結合
• 為了知道樣品中某一物質的量有多少,你就需
要知道這個樣品的組成
• 一些應用︰
在飲食中氯化鈉裡的含鈉量
在鐵礦中含有多少含鐵量作為鋼鐵製
品
水中的氫含量作為氫燃料
佛利昂(Freon)裡的氯含量 可估計臭氧的消
耗
2
以磅重計數釘子
•我想要為一項工程買若干釘子,
但是五金商店以磅重販售釘子。
我怎樣知道在我所買的一磅重釘
子有多少支釘子呢?
•類似於
在已知質量的元素中有多少原
子?
3
以磅重計數釘子
一個五金商店顧客買 2.60磅重釘子。 一打釘子
的質量有0.150磅重。 顧客買了多少支釘子?
解析圖︰
4
以磅重計數釘子
2.60 lbs. 
1 doz. nails
0.150 lbs.

12 nails
 208 nails
1 doz.
•顧客買2.60磅重的釘子可得208支釘子。
他透過重量數釘子﹗
5
由莫耳計算原子數
•如果我們能找岀特定原子數的質量, 我們就
能利用這資訊將元素樣品的質量轉換成樣品中
的原子數。
•我們將利用的原子數為 6.022 x 1023,我們稱
為一莫耳
1 mole = 6.022 x 1023 分子
如同 1 打 = 12 件
6
化學的包裹 ─ 莫耳
•
莫耳 =其原子粒數等於在12 克重的C-12裡其
所含原子數量
 1 個C-12原子的重量恰好為12 amu
 1莫耳 C-12原子的重量恰好為12 克
• 1莫耳中的原子粒數稱為
亞佛加厥數(Avogadro’s Number) = 6.0221421 x 1023
1 mole C 原子重量為12.01 g
並有6.022 x 1023個原子
一個C 原子的平均質量是12.01 amu
7
範例 6.1
莫耳和原子數之間的轉換
範例︰
一枚銀戒指含有 1.1 x 1022 個銀原子。 多少莫耳的銀在
這枚戒指裡?
9
範例︰
一枚銀戒指含有 1.1 x 1022
個銀原子。 多少莫耳的銀
在這枚戒指裡?
•寫下所提供的數量和它的單位。
已知 ︰ 1.1 x 1022 Ag atoms
10
範例︰
資訊
一枚銀戒指含有 1.1 x 1022
個銀原子。 多少莫耳的銀
在這枚戒指裡?
已知 ︰ 1.1 x 1022 Ag atoms
•寫下要尋求的數量和/或它的單位。
試求︰
? moles
11
範例︰
資訊
一枚銀戒指含有 1.1 x 1022
個銀原子。 多少莫耳的銀
在這枚戒指裡?
已知 ︰ 1.1 x 1022 Ag atoms
試求︰ ? moles
•收集需要的轉換因子
1 mole Ag atoms = 6.022 x 1023 Ag atoms
12
範例︰
資訊
一枚銀戒指含有 1.1 x 1022
個銀原子。 多少莫耳的銀
在這枚戒指裡?
已知 ︰ 1.1 x 1022 Ag atoms
試求︰ ? moles
轉換因子︰ 1 mole = 6.022 x 1023
• 寫下解析圖的轉換單位︰
atoms Ag
moles Ag
1 mole Ag
6.022 10 Ag atoms
23
13
範例︰
資訊
一枚銀戒指含有 1.1 x 1022
個銀原子。 多少莫耳的銀
在這枚戒指裡?
已知 ︰ 1.1 x 1022 Ag atoms
試求︰ ? moles
轉換因子︰ 1 mole = 6.022 x 1023
解析圖: atoms  mole
•使用解析圖︰
1 . 1  10
22
Ag atoms 
1 mole Ag
6.022  10
23
 moles
Ag atoms
=1.8266 x 10-2moles Ag
• 解答︰
= 1.8 x 10-2 moles Ag
14
莫耳和質量之間的關係
•1 mole 原子的質量稱為莫耳質量molar
mass
•元素的莫耳質量,以克表示,數值上相
等於元素莫耳質量 amu
15
範例
6.2
原子的克重和莫耳之間的轉變
範例︰
計算 57.8 g 硫的莫耳數是多少?
17
範例︰
計算 57.8 g 硫的莫耳數
是多少?
•寫下所提供的數量和它的單位。
已知 : 57.8 g S
18
範例︰
計算 57.8 g 硫的莫耳數
是多少?
資訊
已知 ︰ 57.8 g S
•寫下要發現的數量和/或它的單位。
試求︰ ? moles S
19
範例︰
計算 57.8 g 硫的莫耳數
是多少?
資訊
已知 ︰ 57.8 g S
試求 ︰ ? moles S
•收集需要的轉換因子
1 mole S atoms = 32.06 g
20
範例︰
計算 57.8 g 硫的莫耳數
是多少?
資訊
已知 ︰ 57.8 g S
試求 ︰ ? moles S
轉換因子︰ 1 mole S = 32.06 g
• 為轉換單位寫出解析圖︰
gS
moles S
1 mole S
32.06 g S
21
範例︰
計算 57.8 g 硫的莫耳數
是多少?
資訊
已知 ︰ 57.8 g S
試求 ︰ ? moles S
轉換因子︰ 1 mole S = 32.06 g
解析圖 : atoms  mole
• 使用解析圖︰
57.8 g S 
1 mole S
 moles S
3 2.06 g S
=1.80287 mole S
•答案 ︰
=1.80 mole S
22
範例 6.3
原子克重和原子數之間的轉換
範例︰
在16.2 g 的鋁罐裡鋁原子數有多少?
24
範例︰
在16.2 g 的鋁罐裡鋁原子
數有多少?
•寫下規定的數量和它的單位。
已知 : 16.2 g Al
25
範例︰
在16.2 g 的鋁罐裡鋁原子
數有多少?
資訊
已知 ︰ 16.2 g Al
•寫下所提供的數量和/或它的單位。
試求 : ? atoms Al
26
範例︰
在16.2 g 的鋁罐裡鋁原子
數有多少?
資訊
已知 ︰ 16.2 g Al
試求︰ ? atoms Al
•收集需要的轉換因子
1 mole Al atoms = 26.98 g Al
1 mole = 6.022 x 1023 Al atoms
27
範例︰
在16.2 g 的鋁罐裡鋁原子
數有多少?
資訊
已知 ︰ 16.2 g Al
試求︰ ? atoms Al
CF︰ 1 mol Al = 26.98 g
1 mol = 6.022 x 1023
• 為轉換單位寫出解析圖︰
g Al
mol Al
1 mol Al
26.98 g Al
atoms Al
6.022 10
23
atoms Al
1 mol Al
28
資訊
已知 ︰ 16.2 g Al
試求︰ ? atoms Al
CF︰ 1 mol Al = 26.98 g
1 mol = 6.022 x 1023
SM: g  mol  atoms
範例︰
在16.2 g 的鋁罐裡鋁原子
數有多少?
•使用解析圖︰
16.2 g Al 
1 mole Al
26.98 g Al
• 解答︰

6.022 10
23
atoms Al
1 mole Al
= 3.6159 x 1023 atoms Al
= 3.62 x 1023 atoms Al
29
化合物的莫耳質量
•由原子重可計算出相關的分子重
分子式質量= 1mole H2O
= 2(1.01 amu H)+ 16.00 amu O = 18.02 amu
• 1 mole of H2O 含 2 mole H 和1 mole O
莫耳質量 = 1 mole H2O
= 2(1.01 g H) + 16.00 g O = 18.02 g
30
範例
6.4
化合物克重和莫耳之間的轉換
範例︰
計算1.75 mole 水的質量有多少(以克表示)
32
範例︰
計算1.75 mole 水的質量
有多少(以克表示)
•寫下所提供的數量和它的單位。
已知 : 1.75 mol H2O
33
計算1.75 mole 水的質量
有多少(以克表示)
資訊
已知 ︰ 1.75 mol H2O
•寫下欲尋求的數量和/或它的單位。
試求︰ ? g H2O
34
計算1.75 mole 水的質量
有多少(以克表示)
資訊
已知 ︰ 1.75 mol H2O
試求︰
? g H2O
•收集需要的轉換因子︰
莫耳質量H2O = 2 (原子質量 H)+ 1 (原子質量 O)
= 2(1.01)+ 1(16.00)
= 18.02 g/ mol
1 mol H2O = 18.02 g H2O
35
資訊
已知 ︰ 1.75 mol H2O
試求︰ ? g H2O
CF︰ 1 mole H2O = 18.02 g H2O
計算1.75 mole 水的質量
有多少(以克表示)
• 為轉換單位寫出解析圖︰
g H2O
mol H2O
18.02 g H 2 O
1 mol H 2 O
36
計算1.75 mole 水的質量
有多少(以克表示)
資訊
已知 ︰ 1.75 mol H2O
試求︰
? g H2O
CF︰ 1 mole H2O = 18.02 g H2O
Sol’n Map: mol  g
• 使用解析圖︰
1.75 mol H 2 O 
18.02 g H 2 O
1 mol H 2 O
 g H 2O
= 31.535 g H2O
• 解答︰
= 31.5 g H2O
37
範例6.5
分子數和克重之間的轉換
範例︰
試求 4.78 x 1024 個NO2分子其質量有多少?
39
範例︰
試求 4.78 x 1024 個NO2分
子其質量有多少?
•寫下已知的數量和它的單位。
已知︰4.78 x 1024 NO2 分子
40
範例︰
試求 4.78 x 1024 個NO2分
子其質量有多少?
資訊
已知︰4.78 x 1024 molec
NO2
•寫下欲尋求的數量和/或它的單位。
試求︰ ? g NO2
41
範例︰
試求 4.78 x 1024 個NO2分
子其質量有多少?
資訊
已知︰4.78 x 1024 molec NO2
試求︰ ? g NO2
•收集需要的轉換因子
•莫耳質量NO2 = 1(原子質量 N)+ 2(原子質量 O)
= 1(14.01)+ 2(16.00)
= 46.01 g / mole
1 mole NO2 molec = 46.01 g NO2
1 mole = 6.022 x 1023
42
範例︰
試求 4.78 x 1024 個NO2分
子其質量有多少?
資訊
已知︰ 4.78 x 1024 molec NO2
試求︰ ? g NO2
CF︰ 1 mol NO2 = 46.01 g
1 mol = 6.022 x 1023
• 為轉換單位寫岀解析圖︰
molec NO2
mol NO2
1 mol NO2
6.022 10
23
molec NO2
g NO2
46.01 g NO2
1 mol NO2
43
資訊
已知︰ 4.78 x 1024 molec NO2
試求︰ ? g NO2
CF︰ 1 mol NO2 = 46.01 g
1 mol = 6.022 x 1023
SM︰ molec  mol  g
範例︰
試求 4.78 x 1024 個NO2分
子其質量有多少?
• 使用解析圖︰
6.022 10
• 解答
23
molec NO2 
1 mole NO2
6.022 10
23
molec NO2

46.01 g NO2
1 mole NO2
= 365.21 g NO2
=365 g NO2
44
在化學式裡的莫耳關係
•我們計算原子和分子數是以莫耳為單位,
如果我們知道化合物的莫耳數,我們就能
找出組成元素的莫耳數
化合物的莫耳數
組成份的莫耳數
1 mol NaCl
1 mol H2O
1 mole Na, 1 mole Cl
2 mol H, 1 mole O
1 mol CaCO3
1 mol C6H12O6
1 mol Ca, 1 mol C, 3 mol O
6 mol C, 12 mol H, 6 mol O
45
範例 6.7
化合物克重和
組成元素克重之間的轉換
範例︰
香旱芹酮﹝Carvone (C10H14O)﹞,是綠薄荷油裡的主要
組成。 它有一種令人愉快的氣味和薄荷味道。 它經
常被添加到口香糖,液化劑,肥皂和香水。 試求55.4
g 的carvone含碳的質量有多少。
47
範例︰
試求55.4 g 的carvone
(C10H14O)含碳的質量有
多少。
•寫下所提供的數量和它的單位。
已知 ︰55.4 g C10H14O
48
範例︰
試求55.4 g 的carvone
(C10H14O)含碳的質量有
資訊
已知︰ 55.4 g C10H14O
多少。
•寫下欲尋求的數量和/或它的單位。
試求︰ ? g C
49
範例︰
試求55.4 g 的carvone
(C10H14O)含碳的質量有
資訊
已知︰ 55.4 g C10H14O
試求︰ g C
多少。
•收集需要的轉換因子
•莫耳質量C10H14O= 10 (原子質量 C )+ 14 (原子質量 H) +
1 (原子質量 O)
= 10(12.01) + 14(1.01) + (16.00)
= 150.2 g/ mole
1 mole C10H14O = 150.2 g C10H14O
1 mole C10H14O  10 mol C
1 mole C = 12.01 g C
50
資訊
已知︰ 55.4 g C10H14O
試求︰ g C
CF︰ 1 mol C10H14O = 150.2 g
範例︰
試求55.4 g 的carvone
(C10H14O)含碳的質量有
多少。
1 mol C10H14O  10 mol C
1 mol C = 12.01 g
• 為轉換單位寫出解析圖︰
g
C10H14O
mol
C10H14O
mol
C
g
C
1 mol C10 H14O
10 mol C
12.01 g C
150.2 g C10 H14O
1 mol C10 H14O
1 mol C
51
範例︰
試求55.4 g 的carvone
(C10H14O)含碳的質量有
多少。
資訊
已知︰ 55.4 g C10H14O
試求︰ g C
CF︰ 1 mol C10H14O = 150.2 g
1 mol C10H14O  10 mol C
1 mol C = 12.01 g
SM: g C10H14O  mol C10H14O 
mol C  g C
•使用解析圖︰
55.4 g C10 H14O 
•解答︰
1 mole C10 H14O
150.2 g C10 H14O

10 mol C
1 mol C10 H14O

12.01 g C
1 mole C
= 44.2979 g C
= 44.3 g C
52
組成百分率
• 在化合物中每一種元素的百分率
由質量
• 可由下述來決定
1. 化合物的化學式
2. 化合物的實驗質量分析
• 由於實驗關係,百分率總加也許是100%
Percentage 
part
 100%
whole
53
質量百分率作為轉換因子
•質量分率告訴你在100 克的化合物中的組
成元素質量
 NaCl中有39 %鈉意即 100 克 NaCl
含有39 g 鈉
•這能被作用一個轉換因子
 100 g NaCl  39 g Na
g NaCl 
39 g Na
100 g NaCl
 g Na
g Na 
100 g NaCl
 g NaCl
39 g Na
54
範例 :由C2H5OH化學式求組成分率
1. 決定1 mole 化合物中每種元素的質量
2 moles C = 2(12.01 g) = 24.02 g
6 moles H = 6(1.008 g) = 6.048 g
1 mol O = 1(16.00 g) = 16.00 g
2.由所有元素質量的相加決定出化合物的莫耳
質量
1 mole C2H5OH = 46.07 g
55
由C2H5OH化學式求樣品組成百分率
3. 每種元素的質量除以化合物的莫耳質量
並乘以100%
24.02g
46.07g
6.048g
46.07g
16.00g
 100%  52.14%C
 100%  13.13%H
 100%  34.73%O
46.07g
56
實驗式
•在分子裡原子的最簡單整數比率稱為實驗式
 可由組成百分率或結合的質量所決定
•分子式是實驗式的倍數
57
實驗式
Hydrogen Peroxide(過氧化氫)
分子式 = H2O2
實驗式= HO
Benzene(苯)
分子式 = C6H6
實驗式= CH
Glucose(葡萄糖)
分子式 = C6H12O6
實驗式= CH2O
58