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Stoichiometry: Limiting Reagent : Stoichiometry problem where we have a limiting reagent!
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- 假設有些氨氣(NH3)
- 就是NH3... 然後它是氣體
- 所以加個括號寫"g"
- 然後我們再加些氧氣(O2)
- 氧氣分子 也是氣體
- 然後這個反應産生了一氧化氮(NO)
- NO 一氧化物 只有一個氧(O)
- 這個也是氣體
- 含氮氧化物 也可以叫Nitric Oxide
- 不要跟一氧化二氮搞混了
- 我寫一下一氧化二氮 N2O
- ......不跑題了
- 回到這個問題上
- 所以這個是一氧化氮
- 是一種沾染物
- 我記得有些香煙的霧氣裏有
- 在人體裏也有作用
- 可以上網查一哈
- 這是氧氣 氮是一種很重要的化肥
- 氧氣你們都知道的啦
- 這個也生成水
- 所以加上H2O
- 然後已知有34克的氨氣(NH3)
- 還有32克的氧氣(O2)
- 這裡寫上氧氣的結構式 O2
- 現在的問題是 一共生成
- 多少一氧化氮(NO)?
- 光算一氧化氮
- 會生成多少克？
- 這是一個化學計量的問題
- 所以最重要的是首先要確定
- 我們有了一個配平好的方程
- 然後你看 我們的方程還沒配平
- 看看爲什麽沒配平
- 看 這裡有1個氮(N)
- 這裡有1個氮(N)
- 這個看起來對了
- 記住 我們從複雜的元素開始配
- 記住 我們從複雜的元素開始配
- 把單質留到最後
- 因爲那些到最後總能配平的
- 不會把別的原子搞亂
- 氫(H) 等式左邊我們有3個氫
- 右邊有兩個
- 所以 呐
- 怎麽讓右邊也有3個氫(H)？
- 如果我們乘上1.5的話 1.5
- 現在右邊有3個氫了
- 1.5乘2 在等式右邊
- 有3個氫原子
- 看起來對了
- 等式左邊有兩個氧原子(O)
- 右邊有多少個氧(O)？
- 這裡有1個
- 這個分子裏還有1個
- 但是我們有1.5個這個分子
- 所以這裡有1.5個氧(O)
- 然後這裡還有1個氧(O)
- 所以等式右邊一共有2.5個氧原子
- 但是這裡只有兩個
- 所以然後呢？
- 要怎麽把它變成2.5個氧原子？
- 如果我們乘5/4 或者1.25
- 5/4乘2等於5/2 也就是2.5
- 現在有2.5個氧了
- 5/4乘2是2.5
- 1+1.5也是2.5
- 呃 還沒好
- 不能就這樣放著啊
- 不能就這麽放著這些小數
- 所以再算一下
- 如果想消去這些小數的話
- 我們可以把整個方程乘2
- 不對 不是2
- 我們要把整個方程乘4
- 來把這個分母的4消掉
- 所以我們把整個乘上4
- 我們有4個氨分子
- 也可以說有4莫耳
- 不過現在我想的是分子個體
- 但是我們可以說有4莫耳的氨氣
- 4乘上6乘上10的23次方個氨氣分子
- 兩種都可以
- 希望你們開始看到莫耳的好了
- 加5分子的…
- 我現在想的是
- 用分子個數來表示
- 加上5分子的氧氣
- 剛才我們全部乘了4
- 就是這樣
- 産生了4莫耳的一氧化氮
- 所以4NO加上…
- 我們兩邊乘了4
- 所以加上6個水
- 6 H2O. 好了
- 這個是方程配平的很好的練習
- 現在回到原來的問題上
- 有34克氨氣
- 所以現在要弄清楚的是
- 這是多少莫耳的氨氣？
- 氨氣的原子質量是多少？
- 不是原子質量...
- 氨氣分子質量是多少？
- 我們用的是氮14
- 所以氮的相對原子質量是14
- 氫的質量數是1
- 所以每個氮質量是14
- 每個氫質量是1
- 提醒一下 氫很特別
- 因爲它沒有中子
- 或者說至少在最普遍的存在形式中（沒有中子）
- 所以它的質量數只有1
- 如果粒子是中性的
- 只有1個質子和1個電子 所以這裡是3<i>1</i>
- 我們有3個氫原子
- 所以它的相對分子質量
- 是14加上3等於17個單位的相對原子質量
- 或者 換一種寫法
- 如果1分子的氨氣的相對原子質量是17
- 那麽1莫耳的氨氣是多少克？
- 是17克
- 所以這裡有多少莫耳的氨氣？
- 我們有34克氨氣
- 1莫耳是17克
- 所以我們有2莫耳
- 34是2乘以17
- 所以是2莫耳
- 我們有2莫耳的氨氣
- 再來看有多少氧
- 或者說有多少氧分子
- 這個已經知道了
- 所以看 氧單獨的相對原子質量是16
- 只是1個原子的質量
- 這裡要小心
- 因爲有些人會說 有32克的氧
- 其實說的是氧氣
- 呃 不過這沒所謂啦
- 不過有時候講到氧
- 你要清楚是在說氧氣分子還是單個原子
- 你要清楚是在說氧氣分子還是單個原子
- 不過氧的相對原子質量是16
- 查查下面元素周期表就能確定了
- 查查下面元素周期表就能確定了
- 那麽兩個氧原子的氧分子質量是多少？
- 呃 有兩個氧原子 所以是
- 2乘以16等於32個單位的相對原子質量
- 1個氧氣分子是32個單位的相對原子質量
- 或者說1莫耳的氧氣多少克？
- 嗯 如果1分子的相對分子質量是32
- 那麽6乘以10的23次方個分子
- 就是這麽多
- 32克
- 所以我們有多少莫耳的氧氣？
- 這裡剛好有32克
- 就是剛好1莫耳
- 所以我們有34克的氨氣 也就是2莫耳
- 我用個活潑點的顏色寫
- 給2莫耳NH3
- 現在我們有1莫耳的氧分子
- 現在看這個反應
- 每4莫耳的氨氣
- 需要5莫耳的氧氣來反應
- 或者說每5莫耳的氧氣需要4莫耳的氨氣
- 某些知識還沒成形
- 通常 我們需要氧氣比氨氣多
- 通常 我們需要氧氣比氨氣多
- 在這個例子裏
- 氧氣比氮氣少
- 這裡的氧氣
- 少於消耗全部氨氣所需要的量
- 在理想情況下 如果我們有2莫耳的氨氣
- 那就需要2.5莫耳氧氣
- 氨氣和氧氣的比值
- 讓我來寫一下
- 換個不同的顏色 原來的用膩了
- 在這個方程裏 氨氣 NH3
- 和氧氣的比值
- 我用框框標注一下
- 這是我寫的最重要的部分
- 這個反應裏這個比值是4：5
- 所以如果我們有2莫耳的氨氣
- 這等價於什麽？
- 如果我有2莫耳的氨氣
- 那我需要多少莫耳的氧氣？
- 我需要2.5莫耳氧氣
- 好啦 對吧？
- 是的 4/5 1.25
- 如果你把這兩個數都翻倍
- 那就得到4/5 所以我需要2.5莫耳
- 但是實際上我沒有2.5莫耳氧氣
- 只有1莫耳
- 所以這個氧氣是
- 這個反應裏的限制量
- 我沒有足夠的氧氣
- 我有充足的氨氣
- 但是沒有足夠的氧氣來跟它反應
- 所以這是一個限量反應物
- 以前我說過
- 都表示“反應物”的"reagent"和"reactant" 是不能對換的
- 不過當人們在講限制性反應物的時候
- 通常指的都是reagent
- 所以氧氣是限量反應物
- 所以我們有多余的氨氣
- 所以我們知道有1莫耳的氧氣
- 那麽可以反應掉多少氮氣？
- 所以我們可以這樣看這個反應
- 我只有1莫耳的氧氣
- 所以不寫5O2，我寫1O2
- 看清楚了不是10
- 我用另一個顏色寫
- 我只有1個O2 而不是5個O2
- 所以有多少的氨氣會反應？
- 呐 它們的比值是4：5
- 所以有0.8個氮氣
- 4：5等於0.8：1
- 所以本質上說 如果我把這整個式子
- 除以5
- 我就得到實際上發生的反應
- 所以這個除以5等於0.8
- 一氧化氮
- 加上6/5莫耳的水
- 然而本來的問題應該是
- 能生成多少克的的一氧化氮？
- 或者一氧化氮？
- 所以我們有1莫耳的氧氣
- 0.8莫耳的氮氣
- 然後可以生成0.8莫耳的一氧化氮
- 因爲我們只有1份氧氣
- 所以生成0.8莫耳一氧化氮
- 那麽它的原子質量是多少
- 一氧化氮分子質量？
- 氮的相對原子質量是14
- 氧是16
- 這個以前做過了 不過你還是可以確認一下
- 你的氧是16，氮是14
- 所以1分子的一氧化氮
- 等於30個單位的相對原子質量
- 1莫耳 或6.02乘10的23次方個
- 一氧化氮分子
- 所以是30克
- 那麽這個反應會生成多少莫耳？
- 因爲氧氣是限量反應物
- 這裡我們只有1莫耳的氧氣
- 所以 我們只能
- 生成0.8莫耳的一氧化氮
- 而0.8莫耳的一氧化氮
- 1莫耳是30克
- 所以0.8莫耳的NO就等於0.8乘以30
- 那就是24克
- 所以我們能
- 生成24克的一氧化氮
- 你們可能會問
- 我們只用了0.8莫耳的氨氣
- 但是在原來的題目裏
- 我們有2莫耳的氨氣
- 所以剩下的氨氣怎麽辦？
- 假設這些氣體完全混合均勻
- 那我們最後確實就是
- 剩下1.2莫耳氨氣最後也沒用上
- 所以我們有24克一氧化氮
- 然後我們用了0.8莫耳氨氣
- 最後還剩下1.2莫耳
- 如果你願意 可以算算
- 那是原來多少克的氨氣
- 你只需要算出1莫耳氨氣是多少克
- 是17克 然後乘上1.2
- 隨便啦 希望你玩得開心
- 如果你對這個問題有點疑惑
- 那就再看一遍這個影片然後暫停
- 然後試試自己解吧
- 不過我覺得這個應該開始
- 給你了一些啓發
- 我覺得最難的地方是單位轉換
- 在莫耳和克之間轉換
- 而且還不出錯
- 然後確保你懂那些比值
- 你懂這個4：5的比值
- 意味著氨氣永遠用得比氧氣少
- 如果只有1莫耳的氧氣的話
- 那麽我消耗的氨氣就少於1莫耳
- 即使是原來有2莫耳氨氣
- 在這個例子裏 氧氣是限制因素
- 假設有10莫耳的氧氣和2莫耳的氨氣
- 這樣一來
- 氨氣就變成了限制因素
- 因爲那樣就有了超額的氧氣
- 要消耗2莫耳的氨氣
- 我只需要2.5莫耳氧氣
- 所以10莫耳氧氣太多了
- 不管怎樣 下次見~