某次大家一起在學校複習功課時

狐狸貓說：

上次學了化學計量

但感覺還是很陌生耶！

小數蛙安慰他說：沒關係

那讓我們來練習一些題目吧！

麥麥開心地說：太好了

我可是已經準備好一大堆問題了呢！

梨梨也迫不及待地說：

那我們趕快開始吧！

那我們先來看第一題吧！

小數蛙唸出題目：

已知碳在空氣中完全燃燒

會產生二氧化碳

如果我們要將600公克的碳完全燃燒

需要A公克的氧

燃燒後

會產生B公克的二氧化碳

試問A和B是多少？

小數蛙提問：

現在我們要計算化學反應中

反應物或生成物的數量

有人知道第一步要做什麼嗎？

麥麥說：我知道

第一步要列出化學反應方程式

小數蛙稱讚麥麥答對了

化學反應方程式

表示化學反應中

反應物的消耗量

及所生成的產物數量關係

因此

我們必須先列出化學反應方程式

才能進行計算

狐狸貓說：

所以這題的反應方程式

是碳加氧氣產生二氧化碳

寫完以後

好像就剛好平衡好了

平衡係數都是1

小數蛙點頭說：沒錯

係數如果是1　可以省略不寫

接下來

我們會將已知的條件

換算成莫耳數

有人知道為什麼要這麼做嗎？

梨梨想了想　接著問：

是不是因為化學反應方程式中的係數比

會等於反應式中各物質莫耳數比？

小數蛙說：你講對了

在這題中

碳、氧氣、二氧化碳的係數比

是1：1：1

也就是說

消耗1莫耳的碳和1莫耳的氧氣

便可以產生1莫耳的二氧化碳

換句話說

若知道碳的莫耳數量

我們就能知道會消耗多少氧氣

以及會產生多少二氧化碳

狐狸貓表示

所以在這裡

600÷12＝50

總共有50莫耳的碳

依比例推算

反應需要50莫耳的氧氣

且燃燒後

會產生50莫耳的二氧化碳

但是

題目中問我們要用多少「公克」的氧氣耶？

小數蛙說

這時候就是要進行最後一步

才能回答答案

大家還記得質量和莫耳數的關係式嗎？

麥麥記得

莫耳數等於質量除以分子量

小數蛙點頭說：沒錯

因此在這題

我們要計算公克數

也就是質量

我們將莫耳數乘以分子量

便得到答案

分別是

需要 32 g/mol × 50 mol = 1600 g 的氧氣

以及會產生 44 g/mol × 50 mol = 2200 g 的二氧化碳

大家都學會這種題型的計算方法了嗎？

來試試這道類似題吧

接著來看第二題

麥麥說這題困擾我好久

氫氣與氮氣反應

將產生氨氣

其反應式為：

N₂＋3H₂ → 2NH₃

若將56克的氮氣

與20克的氫氣混合反應

試問哪一個氣體會先用完？

剩下的氣體會剩下多少公克？

最後會產生多少克氨氣？

麥麥不知道

這種同時有兩個反應物的已知質量

該用哪一個去計算呢？

梨梨說她知道

從反應物的質量轉換成莫耳數

再從反應式係數比

判斷哪個反應物會先用完！

這個反應式的係數比為1：3：2

小數蛙點點頭

表示梨梨說的沒錯

所以這題告訴我們

氮氣是56公克

除以分子量28　等於2莫耳

氫氣則是20公克

除以分子量2　等於10莫耳

而根據化學反應方程式

氮氣、氫氣、氨的係數比是1：3：2

而反應提供2莫耳的氮和10莫耳的氫

若消耗2莫耳的氮氣

則需要消耗6莫耳的氫氣

及產生4莫耳的氨

反過來

若是氫氣先消耗完畢

則需要三分之十莫耳的氮氣

超過已知的2莫耳

故氮氣會先被消耗完

麥麥不懂

那剩下的氫氣呢？

不是原本有10莫耳

但只消耗掉6莫耳嗎？

小數蛙說：

氫氣會剩下來啊！

4莫耳的氫氣

重量是 2×4＝8 公克

麥麥懂了

所以最後會剩下8公克的氫氣

和產生68公克的氨

所以這題答案為：

氮氣會先用完

氫氣則會剩下8公克

最後會產生68公克氨氣

狐狸貓將今天學到的知識　進行整理：

有關化學計量的相關概念

平衡化學反應方程式

讓反應前後

相同原子總數相等

可得知

反應物與生成物之間的分子數

或莫耳數的關係

利用化學反應式係數

及反應物或生成物的分子量

可推算參與反應的反應物

和反應所產生的生成物的莫耳數與質量

當反應物不只一種

會因為某一反應物已消耗完畢

限制了生成物的產量

最後　一起來腦力激盪吧！

請想一想

這是一張碳足跡標籤

標籤上的數字代表這瓶飲料（包括瓶子本身）

從製造、運輸、使用到回收等過程中

各個階段所產生的溫室氣體

試根據碳足跡上的數字130公克

推算有多少公克的碳參與反應？

歡迎在下方評論區　留言告訴我們

下次見囉！