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反應方程式

科目:

  • 一般
  • 反應方程式C和O2
  • 反應方程式H2和O2

整體:
本頁解釋如何使反應方程式正確。 反應方程式是在燃燒前後輸入物質(例如 C 和 O2)的公式。 燃燒後,這些物質將形成二氧化碳。
然後使用反應方程式來確定燃燒 1 公斤相關物質需要多少公斤空氣。

反應方程式C和O2:
C和O2的反應方程式如下圖所示。 下面我們解釋如何完成這個方程式。

我們將從最上面一行開始。 在方程式中,碳原子 (C) 與氧原子 (O2) 位於箭頭左側。 這些物質必須被燃燒。 箭頭表示燃燒後物質之間的連結。 該方程式現在顯示一個碳原子和兩個氧原子一起形成二氧化碳 (CO2)。

對於下一步,確定 C 和 O2 的原子質量非常重要。 化學元素的每種同位素都有不同的原子質量,以克每摩爾表示。 碳和氧的原子質量如下:

C = 12克/摩爾
O = 16克/摩爾

首先給出C和O2燃燒的反應方程式:

然後記錄原子質量。 12 位於 C 和 O2 (16×2) 下方,因為 O2 由兩個氧原子組成,每個氧原子重 16 克/摩爾。

在箭頭的右側,C 原子被加到氧原子上。 加起來是 44。下一步,計算燃燒一公斤碳需要多少公斤氧氣。 我們透過將整個方程式除以 12 來實現這一點。

除以 12 後,剩下以下數字:

現在它實際上說:

我們想要的單位是公斤,而不是克每摩爾。 原則上,您可以將 g/mol 替換為 kg,因為您可以將其視為比率。

一個例子:
您必須將 10 公升清潔劑添加到 1 公升水中。 (每公升水加入十分之一的清潔劑。)這意味著每 10 百公升水還必須添加 1 百公升該清潔劑。 或 10 公分水和 1 公分清潔劑,但您必須連續混合 100 次才能回到每 10 公升清潔劑 1 公升水。 比例不變。
結論是克每摩爾和公斤可以互換,只要公式中沒有出現其他數量!

該方程式現在顯示燃燒 2,67 公斤 C 需要 2 公斤 O1。 這會產生 3,67 公斤二氧化碳。 透過比較箭頭左右的數字,可以輕鬆檢查是否出現計算錯誤。 將箭頭左側的數字相加得到 2,箭頭右邊的數字也得到 3,67,所以這一步做得很好。 以這種方式檢查自己很有用,尤其是對於長反應方程式。

H2和O2的反應方程式:
我們建立了 H2 和 O2 的反應方程,就像我們上面對 CO 和 O2 所做的那樣。 現在讓反應方程式正確有點不同。

我們又從頭開始; 燃燒後,H2和O2會形成H2O,但這就是第一個問題出現的地方:

如果將 H2 和 O2 加在一起,就會得到 H2O2。 這不是水,而是過氧化氫。 這當然不是本意。 這是必須修正反應方程式的點,因為最終必須形成 H2O。 現在需要做的就是將氫原子的數量增加一倍。 我們按如下方式進行操作。 現在在 H2​​ 前面加上 2,就得到了 (2xH2) = 4 個氫原子。

這同樣適用於箭頭右側,但現在 O 也乘以 2。 因為以下情況適用:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 和 2xO2。

所以現在你又恢復了兩個氧原子,只包含 4 個氫原子。 所以你會發現,你不能簡單地將原子加在一起,因為這樣會產生過氧化氫化合物而不是水。
下一步是計算原子質量。 對於下一步,確定 H 和 O2 的原子質量非常重要。 碳和氧的原子質量如下:

H = 1克/摩爾
O = 16克/摩爾

現在燃燒 32 公斤氫氣需要 2 公斤氧氣。 燃燒後,形成4公斤H2O。 現在將整個方程式除以 36,即可確定燃燒 2 公斤氫氣需要多少公斤氧氣:

最終變成:

因此燃燒1公斤氫氣需要8公斤氧氣。