化学计量计算器

化学计量计算器

依次输入反应物、箭头(-> 或 =)和生成物。方程式不必事先配平。

这个化学计量计算器根据化学方程式进行计算,把一种物质的量换算成同一反应中另一种物质的量。输入化学方程式,指明已知哪种物质、有多少克或多少摩尔,再选择要求的物质,就能得到它的质量和物质的量,同时看到摩尔质量、由配平方程式得出的物质的量之比以及每一步换算,方便你逐行核对作业答案。如果输入的方程式没有配平,计算器会先把它配平,并显示计算时实际使用的方程式。

如何使用化学计量计算器

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    输入化学方程式

    依次写出反应物、箭头(-> 或 =)和生成物,例如 C3H8 + O2 -> CO2 + H2O。化学计量数可以不写:没有配平的方程式会自动配平。

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    输入已知量

    选择已知量的物质,输入数值,再选择克或摩尔。小数点用句点或逗号都可以,全角数字也能识别。像 4,000 这样可以有两种读法的数字,计算器不会去猜,而是请你重新输入。

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    选择待求物质

    从方程式中其余的反应物或生成物里任选一种。

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    查看结果和计算过程

    最先显示质量和物质的量,然后是计算所用的配平方程式、摩尔质量、物质的量之比、每一步换算,以及一张列出反应中每种物质的量的表格。

化学计量题的解题步骤

化学计量利用配平的化学方程式中的化学计量数,把参加反应的物质和生成的物质的量联系起来。化学计量数之比等于物质的量之比,而不是质量之比,所以涉及质量的计算总是同样的三步:

  1. 质量换算成物质的量。 用已知质量除以该物质的摩尔质量:n = m ÷ M。
  2. 物质的量之比。 乘以待求物质的化学计量数,再除以已知物质的化学计量数。
  3. 物质的量换算成质量。 用待求物质的物质的量乘以它的摩尔质量:m = n × M。

如果已知量本来就是物质的量(单位为摩尔),就可以跳过第一步。

计算示例:4 g 氢气能生成多少克水

方程式为 2 H2 + O2 -> 2 H2O。

  • 摩尔质量:M(H2) = 2 × 1.008 = 2.016 g/mol,M(H2O) = 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol。
  • 质量换算成物质的量:4 g ÷ 2.016 g/mol = 1.98413 mol H2。
  • 物质的量之比:1.98413 mol H2 × (2 ÷ 2) = 1.98413 mol H2O。
  • 物质的量换算成质量:1.98413 mol × 18.015 g/mol = 35.74 g H2O。

这 4 g 氢气会消耗 31.74 g 氧气,而 4 + 31.74 = 35.74:反应物的质量总和等于生成物的质量(质量守恒定律),用这个办法可以快速验算任何答案。

更多可以试算的例子

输入的方程式 已知量 待求物质 结果
2 H2 + O2 -> 2 H2O 4 g H2 H2O 35.74 g (1.984 mol)
C3H8 + O2 -> CO2 + H2O 10 g C3H8 CO2 29.94 g (0.6803 mol)
N2 + 3 H2 -> 2 NH3 0.5 mol N2 NH3 17.03 g (1.000 mol)
Fe + O2 -> Fe2O3 100 g Fe2O3 Fe 69.94 g (1.252 mol)

第二行和第四行输入的是未配平的方程式。计算器实际使用 C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O 和 4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3,并会在结果中说明。第四行还是一次反向计算:已知物质是生成物,待求物质是反应物。

可以输入的内容

  • 化学式:可以带圆括号和方括号,如 Ca(OH)2、Al2(SO4)3 和 K4[Fe(CN)6],也可以是 CuSO4.5H2O 这样的结晶水合物。
  • 箭头:->、=、-->、<=>,以及从文档中粘贴过来的箭头符号。
  • 下标数字:可以直接从教材或讲义中粘贴。状态符号 (s)、(l)、(g) 和 (aq) 会被忽略。
  • 化学计量数:后面加不加空格都行,2H2O 和 2 H2O 是一样的。

元素符号区分大小写,因为 Co 是钴,而 CO 是一氧化碳。如果某个符号不是元素,计算器会指出它,而不会自行猜测。

结果的前提

结果是理论量,假定反应进行完全,且其他反应物均过量。实际实验得到的量会更少,产率衡量的正是这个差距。

修约与原子量

摩尔质量由 IUPAC 标准原子量的简化值相加得到,例如 H 1.008、C 12.011、N 14.007、O 15.999、Na 22.990 和 Cl 35.45。结果保留 4 位有效数字。计算过程显示 6 位有效数字,每一行都用上一行的数值计算。如果你的课程使用位数更少的相对原子质量,比如 H = 1、O = 16,最后一位可能略有不同。最终答案请按题目所给数据的有效数字位数修约。

常见问题

不需要。如果输入的方程式已经配平,就直接使用其中的化学计量数。如果没有配平,计算器会求出能使其配平的最小整数化学计量数,并在结果页显示配平后的方程式。如果方程式无法配平,例如某种元素只出现在一边,它会直接说明,而不会给出数字。

少数方程式有不止一种相互独立的配平方式,KMnO4 与 H2O2、H2SO4 的反应就是一个常见的例子。这时物质的量之比取决于采用哪一种配平,所以计算器不会替你选。请带上课本中的化学计量数输入方程式,计算器就会按这些数计算。

不能直接判断。它只从一个已知量出发换算,并假定其他反应物过量。要自己找出不足量的反应物(限量试剂),可以对手头每一种反应物的量各算一次:算出的生成物较少的那种反应物就是不足量的,这个较小的量就是理论产量。

可以。把已知量的单位选为摩尔即可。结果页总是同时给出待求物质的物质的量和质量,所以由物质的量求物质的量、由物质的量求质量、由质量求物质的量、由质量求质量这四类题目,用的都是同样的四个步骤。

不支持。请输入电中性的化学式:离子电荷和电子不在支持范围内,所以离子方程式和半反应会被拒绝。量只能用克或摩尔。如果已知的是气体体积,请先用理想气体状态方程把它换算成物质的量。

几乎都是修约造成的。本计算器使用 H 1.008、O 15.999 这样的原子量,并且各行之间保留 6 位有效数字。课本如果取 H = 1、O = 16,或者每一步都修约,第三位或第四位有效数字就可能不同。只要注明所用的数值,两种结果都可以接受。

不会保存到任何账号或个人资料中,但它们并不只留在你的设备上。你输入的方程式和数量会发送到我们的服务器用于计算结果,并且在各步骤之间切换时会加到页面链接里,因此可能出现在浏览器历史记录、书签和我们服务器的日志中。请不要输入你不希望被记录的内容。

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