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大学化学:化学计量计算和量纲分析

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例子问题

问题1:化学计量计算和量纲分析

考虑戊烷燃烧的不平衡方程:

$\text{C}_5\text{H}_{12}(g)+\text{O}_2(g)\rightarrow \text{CO}_2(g)+\text{H}_2\text{O}(g)$

多少克 $\text{O}_2$ 到底需要用什么反应 152.3g 的 $\text{C}_5\text{H}_{12}$ ．

可能的答案:

540.4g

535.6g

541.2g

543.8g

正确答案:

540.4g

解释：

从平衡给定的化学方程式开始:

$\text{C}_5\text{H}_{12}(g)+8\text{O}_2(g)\rightarrow 5\text{CO}_2(g)+6\text{H}_2\text{O}(g)$

接下来，把戊烷的克数转换成摩尔数。

$152.3\text{g }\text{C}_5\text{H}_{12}\cdot\frac{\text{1 molC}_5\text{H}_{12}}{72.15\text{g C}_5\text{H}_{12}}=2.110 \text{ moles of C}_5\text{H}_{12}$

用平衡方程给出的化学计量比求出与戊烷反应所需的氧的摩尔数。

$2.110\text{ moles of C}_5\text{H}_{12}\cdot\frac{8\text{ moles of O}_2}{1\text{mole of C}_5\text{H}_{12}}=16.89\text{ moles of O}_2$

最后，把氧的摩尔数转换成氧的克数。

$16.89\text{ moles of O}_2\cdot \frac{32.00\text{g of O}_2}{1\text{ mole of O}_2}=540.39\text{g of O}_2$

应该有很重要的数字，所以答案是 $540.4\text{g of O}_2$ ．

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问题1:化学计量计算和量纲分析

考虑以下不平衡反应:

$\text{K}_2\text{SO}_4(aq)+\text{BaCl}_2(aq)\rightarrow \text{KCl}(aq)+\text{BaSO}_4(s)$

多少克 $\text{BaSO}_4$ 可以生产 $15.0\text{mL}$ 的 $1.20\text{M}\text{ K}_2\text{SO}_4$ 混合了 $25.0\text{mL}$ 的 $0.75\text{M BaCl}_2$ ？

可能的答案:

5.07g

4.15g

4.20g

4.38g

正确答案:

4.20g

解释：

从平衡等式开始:

$\text{K}_2\text{SO}_4(aq)+\text{BaCl}_2(aq)\rightarrow 2\text{KCl}(aq)+\text{BaSO}_4(s)$

接下来，找出哪个反应物是极限反应物。

$15.0\times10^{-3}\text{L K}_2\text{SO}_4\cdot\frac{1.20\text{ moles of K}_2\text{SO}_4}{1.00\text{L K}_2\text{SO}_4}\cdot\frac{\text{1 mole K}_2\text{SO}_4}{\text{1 mole BaSO}_4}=0.018\text{ moles of BaSO}_4$

$25.0\times10^{-3}\text{L BaCl}_2\cdot\frac{0.75\text{moles BaCl}_2}{1\text{L BaCl}_2}\cdot\frac{1\text{ mole BaCl}_2}{1\text{ mole BaSO}_4}=0.01875\text{ moles of BaSO}_4$

因为更少的物质 $\text{BaSO}_4$ 产生于 $\text{K}_2\text{SO}_4$ 然后反应了 $\text{K}_2\text{SO}_4$ 一定是极限反应物。

转化物质的摩尔数 $\text{BaSO}_4$ 克。

$0.018\text{ moles of BaSO}_4\cdot\frac{233.43\text{g BaSO}_4}{\text{1 mole BaSO}_4}=4.20\text{g BaSO}_4$

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问题111:大学化学

质量是多少体积为的气体的 $2.5\: L$ 密度为 $0.76\: \frac{g}{mL}$ ？

可能的答案:

$1.6\:kg$

$2.5\:kg$

$1.9\:kg$

$2.1\:kg$

正确答案:

$1.9\:kg$

解释：

对于这个问题，我们已知气体的密度和体积然后要求求出气体的质量。

为了回答这个问题，我们需要使用量纲分析。这意味着我们需要消掉单位来得到我们想要的。

$2.5\: L\cdot\frac{1000\:mL}{1\:L}\cdot \frac{0.76\: g}{1\: mL}\cdot \frac{1\:kg}{1000\:g}=1.9\:kg$

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问题1:化学计量计算和量纲分析

$2H_{2}(g)+ O_{2}(g)\rightarrow 2H_{2}O (g)$

使用所示的公式来确定当。时形成多少克水 2.34L 的 $H_{2}(g)$ 完全与 $O_{2}$ 在 STP ．

可能的答案:

6.5g 的水

1.88g 的水

.104g 的水

3.55g 的水

正确答案:

1.88g 的水

解释：

使用关系 $1mol=22.4L H_{2}$ ，摩尔质量 $H_{2}O=18.02\frac{g}{mol}$ , $2molH_{2}O=2molH_{2}$

$2.34L H_{2} * \frac{1mol H_{2}}{22.4L H_{2}}=.104mol H_{2} * \frac{2mol H_{2}O}{2molH_{2}}=.104molH_{2}O*\frac{18.02gH_{2}O}{1molH_{2}O}=1.88gH_{2}O$

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