8年级

质量守恒定律、化学计量比

密闭体系中原子只重新组合，故总质量守恒。配平系数给出定量计算所需的摩尔比。

直觉直觉：粒子与变化

在敞口杯中让醋与小苏打反应，气体逸出，容器看似变轻；密闭容器中二氧化碳仍属于被称量的体系。

左为反应物，右为生成物。按克、按各系数的摩尔数、按各元素原子数，两侧总量都相等。

定义: 核心概念

若把密闭体系中所有物质都计入，化学变化前后总质量不变。化学计量学将配平反应式的摩尔比用于反应物和生成物的计算。

甲烷燃烧： $\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}$ 。1 mol CH₄ 与 2 mol O₂ 生成 1 mol CO₂ 和 2 mol H₂O。

\sum m_{\mathrm{reactants}}=\sum m_{\mathrm{products}}\quad(\text{closed system})

例题: 例题

2.0 mol CH₄ 完全反应需要多少 O₂？

解答

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O 的摩尔比为 1:2，因此 2.0 mol CH₄ 需要 4.0 mol O₂。

例题: 第二个例子

44 g CO₂ 含 12 g C 和 32 g O。88 g CO₂ 中有多少氧？

解答

质量加倍则各组分也加倍：2 × 32 g = 64 g 氧——CO₂ 中 C:O 比恒为 12:32。

质量核算：16 g CH₄ + 64 g O₂ = 44 g CO₂ + 36 g H₂O = 80 g。系数是粒子或摩尔比，不是质量比；应通过摩尔质量换算。

密闭烧瓶内反应时天平读数不变——质量守恒。若气体逸出，烧瓶看似变轻，但计入逸出气体后总量仍然一致。

例题: 计算与应用例题

2.43 g 镁条在空气中完全燃烧生成 4.03 g 白色 MgO 粉末。有多少氧气参与了反应？

解答

根据反应系统的质量守恒定律：m(Mg) + m(O₂) = m(MgO)。因此 m(O₂) = 4.03 g − 2.43 g = 1.60 g。