狐狸貓今天自己做了三明治當早餐 來到學校後 看到小數蛙和麥麥 便從包包中拿出早餐得意的說 我今天參考網路上的食譜 做了三明治 看起來很好吃吧! 麥麥看著狐狸貓的三明治說 看起來好好吃~ 你是怎麼做的? 狐狸貓說 將兩片方形吐司、一片火腿和一片起司 一層一層堆疊好 然後再對切就完成了 小數蛙說:你們知道嗎? 其實化學反應式 也和三明治的做法一樣 可以像這樣的配方來表示喔 化學反應式 用來描述在化學反應中 參與的物質種類、數量關係 以及反應發生所需要的環境與條件 三明治的原料:吐司、火腿和起司 便是參與化學反應的物質 而做一份三明治需要的材料數量 便是數量關係 切開三明治需要用到的菜刀與室溫 即是反應發生需要的環境與條件 小數蛙、麥麥跟狐狸貓站到黑板前 他們想知道如何將化學反應 以國際通用的表達方式呈現 於是決定 用雙氧水製氧的反應來練習 狐狸貓說二氧化錳是反應物 也要被寫進反應式才對 麥麥說二氧化錳是催化劑 不用被寫進反應式 狐狸貓不干示弱地說 麥麥的反應式沒有平衡 所以麥麥答案是錯的! 小數蛙說:別吵了 你們的反應式都不正確 先來想一想 雙氧水加二氧化錳 會產生氧氣的化學反應中 哪個是反應物 哪個是生成物吧! 麥麥說對了 二氧化錳是催化劑 不是反應物 接下來我們要先知道 如何用正確的化學式 來表示反應物與生成物 這是雙氧水加二氧化錳後 產生氧氣的化學反應式 箭號表示反應的進行方向 箭號左邊的是反應物 右邊是生成物 因此可以推論出來 雙氧水是反應物 會在左邊 生成的氧氣和水是生成物 放在右邊 大家答對了嗎? 而狐狸貓剛剛說的 有一點是對的 化學反應標示完反應物和產物之後 要根據質量守恆定律 使反應前後各種原子數量保持相等 要平衡化學反應式 例如這個化學反應式 反應前 反應物本來有2個氧 反應結束後 卻變成3個氧 這就不符合之前學的質量守恆定律 狐狸貓驚訝地回答:真的ㄟ! 那我要怎麼辦呢? 小數蛙說不用擔心 化學反應的發生 其實只是將原子重新排列組合 原子本身的種類與數量 並不會發生變化 而且化學反應式 必須根據反應的事實來書寫 譬如雙氧水分解 不會產生氫氣和氧氣 看起來好像是平衡的 但卻是不存在的 所以需要讓反應式 左、右的同種原子數目相等 因此 我們要將每個原子的數目標出來 並使反應前、後同種原子總數相等 接著 就可以寫上係數 這樣就符合質量守恆定律了 以這個反應為例 反應前 應該是2個過氧化氫 氫原子數是2×2=4個 氧原子數也是2×2=4個 所以反應後 應該是2個水 氫原子仍然是4個 而氧原子一共是2×1+1×2 也是4個 小數蛙說 這個實驗 使用雙氧水的分解來取得氧氣 以二氧化錳當作催化劑 用排水集氣法 蒐集氧氣到廣口瓶裡 一般化學反應式裡的符號 都是畫在中間的箭號上 但事實上 我們還有一種符號 是畫在分子式旁邊的 分成向上的箭號和向下的箭號 分別代表氣體生成和沉澱產生 像是這個反應式 雙氧水分解後產生氧氣 我們就會寫成這樣的反應式 小數蛙繼續說 像是小蘇打加熱 會產生二氧化碳的化學反應 為了表示加熱 會在反應方向箭號上方 加上代表加熱的三角形符號 另外 由於氣體會逸散 所以在反應方程式裡 會用向上的箭號註明 因此 小蘇打加熱後產生的生成物 可以在反應式的二氧化碳旁 標示一個向上的箭號 代表氣體生成 狐狸貓點點頭說: 氣體可以用向上的箭號表示 那沉澱是不是像你剛剛說的 在旁邊標向下的箭號就好? 小數蛙說:沒錯! 我們可以用這個碳酸鈉 和氯化鈣混合的實驗來說明 兩者混合之後 產生氯化鈉和碳酸鈣 其中碳酸鈣是白色沉澱物 因此我們可以在生成物碳酸鈣那裡 畫一個向下的箭號 代表沉澱 小數蛙問 你可以寫出這個反應的化學反應式嗎? 狐狸貓說:我會! 首先在箭號兩邊 用化學式寫出反應物和生成物 接著 要把兩邊的係數均衡一下! 變成這樣! 狐狸貓將今天學到的知識進行整理: 化學反應式 可以表達 化學反應前後物質的種類 與反應時各物質之間的數量關係 並以中間的箭號表示反應方向 1.根據事實 寫出反應物與生成物 2.各反應物與各生成物之間 用「+」號連接 讀作「和」 在反應物與生成物之間 用「→」連接 讀作「生成」 3.加上適當的係數 平衡反應方程式 並標上必要的條件與符號 除了用箭號標示該物質的狀態外 如果要追求更精準的表示 在化學反應式右側 可以用「下標」的字母縮寫 呈現該物質的狀態 在這個反應式裡 、、、各自代表什麼意思?