先用 n = 质量 / 摩尔质量把已知质量换成摩尔数,套用配平方程式的摩尔比,再用质量 = 摩尔数 x 摩尔质量换回质量。
本页逐步讲解 SPM化学中的产物或反应物的质量:所需公式、需要注意的单位,以及三道示范例题。
何时使用
这是 SPM化学 中最常见的化学计量计算:给你一种物质的质量,要你求另一种的质量。三个固定步骤总能解决它,换成摩尔、用比、再换回。
公式与单位
- 摩尔数:n = 质量 / 摩尔质量,即 n = m / M
- 变形:m = n x M
- 摩尔质量 M 就是相对式量,单位为克每摩尔(g mol−1)
单位。 质量 m 用克(g),摩尔质量 M 用 g mol−1,物质的量 n 用摩尔(mol)。
用考试所给的相对原子质量(例如 H = 1、C = 12、O = 16、Mg = 24、Ca = 40、Fe = 56)。
三个步骤:(1)写出配平方程式;(2)n(已知) = m / M,再用摩尔比得到 n(所求);(3)m(所求) = n x M。
例题一(简单)
镁完全燃烧:2Mg + O2 → 2MgO。求 6.0 g 镁生成多少氧化镁。
(Mg = 24,O = 16)
- n(Mg) = 6.0 / 24 = 0.25 mol。
- 比 Mg : MgO = 2 : 2 = 1 : 1,故 n(MgO) = 0.25 mol。
- M(MgO) = 24 + 16 = 40 g mol−1。
- m(MgO) = 0.25 x 40 = 10 g。
例题二(中等)
碳酸钙受热分解:CaCO3 → CaO + CO2。求 25 g 碳酸钙生成多少氧化钙。
(Ca = 40,C = 12,O = 16)
- M(CaCO3) = 40 + 12 + (16 x 3) = 100 g mol−1。
- n(CaCO3) = 25 / 100 = 0.25 mol。
- 比 CaCO3 : CaO = 1 : 1,故 n(CaO) = 0.25 mol。
- M(CaO) = 40 + 16 = 56 g mol−1。
- m(CaO) = 0.25 x 56 = 14 g。
例题三(SPM 水平)
氧化铁(III) 在高炉中被还原:Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2。求 320 g 氧化铁(III) 生成多少铁。
(Fe = 56,O = 16)
- M(Fe2O3) = (56 x 2) + (16 x 3) = 160 g mol−1。
- n(Fe2O3) = 320 / 160 = 2.0 mol。
- 比 Fe2O3 : Fe = 1 : 2,故 n(Fe) = 2.0 x 2 = 4.0 mol。
- m(Fe) = 4.0 x 56 = 224 g。
注意,摩尔比这一步正是得分之处:漏掉它就会错算成 112 g。
用文字说方法
每一道质量到质量的题都是同一段旅程,只是换了名字:克进来、摩尔过桥、克出去。先在草稿顶端写下配平方程式,因为你要的比就在那里,别处都没有。
把题给的质量换成摩尔,因为方程式只懂摩尔,从不懂克。用摩尔比过桥。
再把你所求物质的摩尔换回克。只要每次都保持这种从左到右的排布,阅卷老师就能跟上每一步,即使你最后的算术出了小差错,也能给方法分。
它还让检查变得容易:扫一眼就知道你是不是在该除的地方乘了,而这正是考场里时间压力下最常见的失误。
常见陷阱
- 忘了摩尔比。 换成摩尔后不用比就换回去,是最常见的错误。
- 摩尔质量算错。 每种原子都要乘以它的下标;M(Fe2O3) 是 160,不是 72。
- 把相对原子质量四舍五入。 用考卷上给的准确值(Cu = 64,Cl = 35.5)。
- 搞混哪个物质是哪个。 给每个 n 和 M 都标上它所属的化学式。
我们的老师会让学生把这三个步骤写成固定模板,无论什么反应都不丢分。一旦这个格式成了习惯,连陌生的方程式也只是把数字填进同一个框里。
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