跳到正文
IGCSE·Tuition
化学 · 课程

用方程式比例联系反应物质的量

配平的方程式就在那里,但要把它的数字变成计算,是许多学生卡住的地方。

本页内容
  1. 比例是怎么运作的?
  2. 步骤
  3. 例题详解
  4. 一个常见的失误
  5. 自我检测
  6. 下一步

配平的方程式给出了物质反应和生成的摩尔比。要联系两种物质,先求出已知物质的量,乘以比例,就得到另一种物质的量。这是相对质量与物质的量中大多数计算的中间一步。

比例是怎么运作的?

以 N₂ + 3H₂ → 2NH₃ 为例。它表示 1 mol N₂ 与 3 mol H₂ 反应生成 2 mol NH₃。这些量的任何倍数,都按同样的比例反应。

从物质 A(已知)求物质 B(所求):

B 的物质的量 = A 的物质的量 × (B 的系数 ÷ A 的系数)

所求物质的系数放在上面。

步骤

  1. 检查方程式已配平。
  2. 把已知质量换成摩尔(见上一课)。
  3. 用系数运用比例。
  4. 如果题目要求,换成质量或其他量。
  5. 每一步都写上单位。

例题详解

6.0 g 镁在氧气中完全燃烧,生成多少质量的氧化镁?这是用于学习的模型计算。使用 Mg = 24,O = 16。

方程式是 2Mg + O₂ → 2MgO。

第一步,Mg 的摩尔数: 6.0 ÷ 24 = 0.25 mol。

第二步,比例: 2 mol Mg 生成 2 mol MgO,所以比例是 2 : 2,即 1 : 1。于是 MgO = 0.25 × (2 ÷ 2) = 0.25 mol。

第三步,质量: MgO 的 Mr = 24 + 16 = 40。质量 = 0.25 × 40 = 10 g。

核对:产物质量(10 g)大于镁的质量(6.0 g),这合理,因为氧与镁结合了。多出的 4.0 g 就是氧:0.125 mol O₂ × 32 = 4.0 g,所以 6.0 + 4.0 = 10.0 g。

一个常见的失误

有学生写道:比例是 2 : 2,所以 6.0 g Mg 生成 6.0 g MgO。

错误答案: 6.0 g

2 : 2 的比例适用于摩尔,不适用于克。Mg 和 MgO 的摩尔质量不同,所以摩尔数相等,质量并不相等。

改正的方法是永远经过摩尔:A 的质量 → A 的摩尔数 → B 的摩尔数 → B 的质量。

再看一个比例不是 1 : 1 的例子:在 N₂ + 3H₂ → 2NH₃ 中,0.60 mol H₂ 得到 NH₃ = 0.60 × (2 ÷ 3) = 0.40 mol。NH₃ 的 Mr = 14 + 3 = 17,质量 = 0.40 × 17 = 6.8 g。

自我检测

1. 在 2H₂ + O₂ → 2H₂O 中,0.50 mol 氧气生成多少摩尔水?质量是多少?(H = 1,O = 16)

查看答案

O₂ : H₂O = 1 : 2,所以 H₂O = 0.50 × 2 = 1.0 mol。Mr = 18,质量 = 1.0 × 18 = 1.0 mol,18 g。

2. 在 CaCO₃ → CaO + CO₂ 中,50 g CaCO₃ 生成多少质量的 CaO?(Ca = 40,C = 12,O = 16)

查看答案

CaCO₃ 的 Mr = 40 + 12 + 48 = 100,所以 n = 50 ÷ 100 = 0.50 mol。比例 1 : 1,CaO = 0.50 mol。CaO 的 Mr = 56,质量 = 0.50 × 56 = 28 g。

3. 在 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ 中,0.80 mol Al 与多少摩尔 O₂ 反应?生成多少摩尔 Al₂O₃?

查看答案

O₂ = 0.80 × (3 ÷ 4) = 0.60 mol。Al₂O₃ = 0.80 × (2 ÷ 4) = 0.40 mol。

下一步

下一课要问:当两种反应物的量都给出时会怎样,也就是判断限量反应物。用摩尔与方程式比例辅导工具可以看到每一步比例如何写出,用方程式配平推理训练器则先确认方程式。

如果你懂得道理,但列式仍然拖慢你,和老师一起做你自己的题目会有帮助。欢迎了解我们的化学线上一对一补习。

常见问题

可以直接用方程式里的质量比吗?

不可以。系数给出的是摩尔比,不是克的比。先把每个质量换成摩尔,再运用比例,最后换回质量。直接把系数用在质量上,是这个课题最常见的错误之一。

2MgO 中的系数 2 代表什么?

它表示在配平的方程式中,每出现一份其他项,就生成两个 MgO 式量单位。用物质的量来说,2 mol Mg 与 1 mol O₂ 反应生成 2 mol MgO。它是比例,所以可以放大或缩小到任何量。

一定要先配平方程式吗?

是的。比例来自配平的方程式,未配平的方程式会给出错误答案。如果不确定,开始前先数两边的原子,并在化学式与方程式模块中多练习配平。

更新于:

下一步

如果你会配平方程式,却不确定下一步该怎么用,一对一的老师可以陪你用自己选的题目走一遍比例这一步。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

是家长或监护人?在这里咨询

已通过我们的服务帮助 9,000+ 名学生