Transcript 第04章化學計量

第四章
化學計量
4-1 原子與分子
4-2 亞佛加厥數
4-3 原子量、分子量、莫耳數與莫耳
濃度
4-4 重量百分組成
4-5 化學式的種數
4-6 化學反應方程式
4-7 化學計劃
4-1 原子與分子
4-3 原子量、分子量、莫耳數與莫耳濃度
莫耳數
1：原子質量以碳原子質量為基準。
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2：12克的碳所含原子數(610 個碳原
子) 稱為亞佛加厥數 (一莫耳)。
3：SI制的縮寫符號以mol表示。
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4：原子質量以克為單位時，此時原子
的數目稱為一莫耳 (mole) 。
1 mole = 6.022 × 1023 粒子
此數值又稱為亞佛加厥常數 。
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1 mol表示：
1：以克表示的原子量⇒克原子量 。
⇒莫耳質量。
2： 1 mol的任何元素
含6×1023個原子(亞佛加厥數)
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看得見的莫耳---一莫耳的氣體體
積有多大？
藥品和器材
1. 碳酸氫鈉（小蘇打，NaHCO3，分子量為 84.0），秤取 1 mole
的量，84.0 克。
2. 稀鹽酸，1 M，準備約 100 mL。
3. 大的錐形瓶一個。
4. 薊頭漏斗一支。
5. 橡膠塞一個。
6. 橡皮管，長度約 1.5 m，連接 排水集氣裝置與塑膠桶。
7. 大塑膠盆，放置倒置的塑膠桶。
8. 大塑膠桶，建議體積 30 L，桶身為透明或半透明以利觀察。
9. 食用色素或廣用試劑，呈色之用以利觀察。
NaHCO3 (s) + HCl(aq) → CO2(g)
+ NaCl(aq) + H2O(l)
4-3-1 化合物的莫耳質量
A：分子是由原子組成的，分子的質
量為各組成原子的質量總和。
B：分子量(molecular weight)以MW
表示。
C：化合物的分子量由組成元素的原
子量及原子數決定。
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化合物的類型
分子化合物
離子化合物
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分子化合物
A：分子式表示一個獨立的分子單位。
B：克分子量可用莫耳質量表示。
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離子化合物
A：實驗式表示其組成離子的比率。
B：以實驗式的式量表示分子量。
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例題 6
計算CO2分子的莫耳質
量(MW)為何？
MW=【C】+2【O】
=12+2(16)
=44(g/mol)
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例題 7 計算Fe2(SO4)3的莫耳
質量為何？
Fe2(SO4)3為離子化合物
克式量= 2【Fe】+3【S】+12【O】
= 2 (55.85) + 3 (32) + 12 (16)
= 399.9 (g/mol)
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化合物的莫耳的定義
A：1 mol化合物所含的分子數有
6.022x1023個。
B：一莫耳的質量稱為莫耳質量
⇒克分子量或克式量。
C：不同化合物的莫耳質量不同，但其
分子數均相同 。
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莫耳質量
1：原子量：一莫耳原子的質量總和。
例：Na=23g、O=16g、Al=27g、Cl=35.5g
2：分子量：含一 莫耳分子的質量總和。
例：Na2CO3=2(23)+12+3(16)=106g
Al2(CO3)3=2(27)+3【12+3(16)】=234 g
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例題 8 莫耳數換算質量及單位離子數
(a) 0.345 mol Al2（CO3）3的質量為多少？
(b) 此質量共有幾個單位離子數？
MW = 2 【Al】 + 3【C】+ 9【O】
= 2 (26.98) + 3 (12) + 9 (16)
= 234 (g/mol)
(a) W = 0.345 × 234 = 80.7 (g)
(b) 數目= 0.345 × 6.02 × 1023 = 1.39 × 1023 (個)
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例題 9 質量換算分子數
25.0 g N2O5共含幾個分子數？
MW = 2 【N】 + 5【O】
= 2 (14) + 5 (16)
= 108 (g/mol)
n = 25÷108 = 0.23 (mol)
分子數目= 0.23 × 6.02 × 1023
= 1.39× 1023 (個)
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4-3-2
化合物的組成
1 個二氧化碳(CO2)分子的組成
1 個碳原子+ 2 個氧原子
1 mol 二氧化碳(CO2)分子的組成
含有 1 mol 碳原子與 2 mol 氧原子
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二氧化碳(CO2)分子的組成
分子數
組成原子數
1個 CO2
1個 C+2個O
10個 CO2
10個 C+20個O
6×1023個 CO2
1莫耳 CO2
6×1023個 C+1.2 ×1024個O
1莫耳 C+2莫耳 O
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4-3-3
化合物的組成
化合物的組成，可以下列方式來表示：
(A)以莫耳數表示
(B)以質量表示
(C)以百分率表示
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化合物的組成(A)以莫耳數表示
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1 mol H2SO4分子的組成
原子數
原子莫耳數
原子質量
1.201×1024個 H 原子
←
2 mol H
→ 2.0 g H
6.02×1023個 S 原子
←
1 mol S
→ 32.07 g S
2.409×1024個 O 原子
←
4 mol O
→ 64 g O
計4.215×1024個原子
7 mol 原子
6.02×1023個H2SO4 分子 ←
1 mol 分子
98.09 g
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※化合物的組成(A)以莫耳數表示
例題8－10化合物 0.345 mol的Al2（CO3）3
A：組成原子各有幾莫耳？
1個分子含有個2個Al、3個C、9個氧。
Al 的莫耳數=2×0.345=0.69(mol)
C 的莫耳數=3×0.345=1.04(mol)
O 的莫耳數=9×0.345=3.11(mol)
B：總原子數為幾莫耳？
總原子莫耳數=0.69+1.04+3.11=4.84(mol)
C：所含分子數目為多少個？
1 mol所含的個數為 6×1023個。
分子數目=0.345 × 6 × 1023 = 2.07×1023(個分子)
D：總原子數目為多少個？
1個分子含有個2個Al、3個C、9個氧，共14個原子。
故總原子數目=14×2.07×1023 = 2.9×1024 (個原子)
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※化合物的組成(B)以質量表示
由莫耳數計算化合物中，各組成元素
的質量。
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例題8－10
P210
0.345 mol 碳酸鋁Al2(CO3 )3的組成原子各
有多少？總原子數為幾莫耳？(Ca=40、
C=12、O=16)
1莫耳 Al2(CO3 )3 含2莫耳Al、3莫耳C、9莫耳O
0.345莫耳 Al2(CO3 )3 含
Al莫耳數=2×0.345=0.69(mol)
C莫耳數= 3×0.345=1.04(mol)
O莫耳數= 9×0.345=3.11(mol)
總原子數= Al莫耳數+C莫耳數+O莫耳數
=0.69+ 1.04+ 3.11=4.84(mol)
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例題8－11
P211
計算2.36 mol 石灰石（CaCO3 )中各元素的組成質量？
(Ca=40、C=12、O=16)
解：1mol CaCO3含 1 mol Ca、1mol C、3 mol O
所以 2.36 mol 石灰石（CaCO3 )中，
含 Ca=2.36(mol)、 C =2.36(mol) 、
O= 2.36 ×3=7.08(mol)
Ca重=2.36 × 40 =94.6(g)
C 重=2.36 × 12 = 28.3 (g)
O 重=7.08× 16 = 113 (g)
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4-4 重量百分組成
4-5 化學式的種類
實驗式的計算
分子式的計算
結構式
同分異構物
示性式
4-6 化學反應方程式
噴泉實驗---氨氣溶於水
1. 氯化氨與氫氧化鈉的反應式如下：
NH4Cl(aq) ＋ NaOH(s) → NH3(aq) ＋ NaCl(aq)
＋ H2O(l)
2. 本實驗的噴泉效果是由於氨氣易溶於水(1 mL
水可以溶解 700 mL 的氨氣)而造成萃取瓶內的壓
力降低，導致水如噴泉般在萃取瓶中噴出。
3. 因為氨氣溶於水呈鹼性，所以當燒杯內的水
加廣用指示劑噴到萃取瓶中，廣用試劑遇鹼變成
紫色，所以在萃取瓶中的水為紫色。
4-6 化學反應方程式
4-7 化學計量