化學計算：反應物和產物的數量

化學原理啟迪32

1.      計算在化學反應中，反應物與產物的質量，步驟如下：

(1)先平衡這個化學反應的方程式。

(2)把已知的物質的質量，轉換成莫耳mole。

(3)用平衡過的方程式，來求取各化合物之間的莫耳比例mole ratios。

(4)應用莫耳比例，就可以計算出我們想知道的反應物或產物的莫耳數。

(5)如果問題問的是質量，那就把(4)計算出來的莫耳數，轉換成g。

2.      【範例】小蘇打（NaHCO3）常用來當作「制酸劑antacid」。它能中和胃部分泌過多的氫氯酸：

NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(aq)

胃乳，是含有「氫氧化鎂」的懸浮液，它也可以當成「制酸劑」

Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) → 2H2O(l) + MgCl2(aq)

「小蘇打」、「氫氧化鎂」，哪一種是比較有用的制酸劑？

3.      【解決】要回答這些問題，我們必須計算清楚每公克的「小蘇打NaHCO3」和「氫氧化鎂Mg(OH)2」能中和多少「胃酸HCl」。

4.      「小蘇打NaHCO3」的莫耳量是84.01g/mol，利用小蘇打的莫耳量計算出1g小蘇打的莫耳數：

1.00g NaHCO3 ×（1 mol NaHCO3/84.01g NaHCO3）

=1.19×10¯² mol NaHCO3

因為「胃酸HCl」和「小蘇打NaHCO3」化學反應的比例是1：1，所以，這個數值也是被中和的胃酸莫耳量。因此，1.00g的「小蘇打NaHCO3」將能夠中和「1.19×10¯² mol」的「胃酸HCl」。

5.      「氫氧化鎂Mg(OH)2」的莫耳質量是58.32g，利用「氫氧化鎂」的莫耳質量，計算1g「氫氧化鎂」的莫耳數：

1.00g Mg(OH)2 ×（1mol Mg(OH)2/58.22g Mg(OH)2 ）

=1.71×10¯² mol Mg(OH)2

利用平衡的方程式，就能計算出有多少莫耳數的「胃酸HCl」，會與這個數量「氫氧化鎂Mg(OH)2」：

1.71×10 ¯² mol Mg(OH)2 ×（2molHCl / 1mol Mg(OH)2）

=3.42×10¯² mol HCl

6.      所以，1g的「氫氧化鎂Mg(OH)2」將會中和3.42×10¯² mol 「胃酸HCl」。「氫氧化鎂Mg(OH)2」中和掉的胃酸比較多，所以是比「小蘇打」好的制酸劑。

 (翻譯編寫Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》)

徐弘毅：

1.      先平衡化學反應的方程式，是計算化學反應的重點，依據標準步驟程序進行，表面上花費比較多的時間，但是計算過程邏輯清晰，萬一出錯也比較容易修正。

2.    同樣地，平民百姓力爭上游的過程，一定要抓到道理的重點，才能保持修養與智慧。當孔大師這樣教育大家的時候，學生宰我覺得不大對，他覺得這樣呆呆的很容易吃虧，畢竟這世上很多人是靠小聰明、包裝形象、投靠派系獲得成功的。

3.  宰我就問：大師，平民如果只懂抓住做人的核心，那萬一有人設一個陷阱，告訴他這地方也有道理喔！他會不會就笨笨地照做？

4.  孔大師說：哪會這樣啊！一個優秀的人才，他有可能沒沒無聞，但他不會被綑綁，不會受陷於名利地位；他也許會一時被騙、被欺負，但是他不會迷迷糊糊過一生。

5.   孔大師應該是覺得，凡事照道理做事，才能保持自己的絕對理性，人非常理性自然會有判斷力發現問題，解決問題。

6.    孔大師說：平民出身的人，對於文化的種種要非常地博學，用憲法精神來約束自己的言行，這樣子就不會錯得太多。

7.    因為平民百姓從小的生活環境，跟權貴文化不同，如果對文化藝術的學習不夠多，對國際禮儀不夠熟練，不只是會讓人覺得言行粗野，推動行政會讓人覺得粗暴。

8.   子路就不高興地說，上次孔大師見了世界第一美女南子，是什麼原因？

9.    孔大師就當眾發誓說：我所有的言行都沒有違反「禮」，否則上帝會討厭我！真的！上帝會討厭我！

10.   南子，是衛國國君的寵妃，她把持政權，子路不高興的原因是，那次會面應該是南子要借用孔大師的國際地位的一種陰謀陷井。孔大師見南子是基於國際禮儀。

11.   平衡化學方程式是計算化學反應的首要之務，因為平衡的化學方程式是判斷化學變化的標準；同樣地，「人」自己是判斷一切事物的標準，所以，孔大師覺得一個人保持身心平衡是最重要的，權力、光環、金錢並不重要。

12.   孔大師說：對平民出身的官員而言，喜、怒、哀、樂、欲望都要完全地節制與掌控，這是最基本的專業修養，一定要做到最高境界，雖然大部分的平民做不到。

13.   那麼，一個平民一旦獲得社會地位、掌握權力，到底推行什麼樣的政策對社會穩定進步比較有利呢？

14.   子貢說：如果平民做官，能夠做好社會福利，救濟弱勢族群，這樣如何呢？可以叫作抓到為官的重點嗎？

15.   子貢是一個激進的社會主義者，他覺得照顧弱勢是首要之務，應該要大力推行失業給付、國民年金、老人安養等種種福利措施，這是促進社會穩定發展最有效的辦法嗎？

16.   孔大師說：這不只是抓到重點，這簡直是聖人！堯舜也做不到！平民百姓做官的重點是，你不單要自己站起來，也要扶助所有的百姓站起來；不單是自己要博學有能力，同時也要幫助所有的百姓博學有能力。並且能夠用百姓日常生活事物來做比喻，教育他們，這才是一個平民出身的政治人物，應該要做的方向。

17.制酸劑有二種，「小蘇打」、「氫氧化鎂」，到底哪一種比較有效？計算清楚後發現，「氫氧化鎂」比較有效，它能中和的胃酸比較多。

18.   孔子應該是認為，比建立「社會福利制度」更好的辦法是「擴大教育投資」，讓平民百姓都有一技之長，德智體群美五育均衡並重，這樣不僅國民的生活品質提升了，大量聘用人才來參與教育工作，也會降低失業率，減低犯罪率，而且，擴大教育投資能夠帶動國內的體育、音樂、文化、觀光等產業發展，一個國家人才濟濟，充滿競爭力，國防外交問題也解決了。

19.   【論語庸也】宰我問曰：「仁者，雖告之曰，『井有仁焉。』其從之也？」子曰：「何為其然也？君子可逝也，不可陷也；可欺也，不可罔也。」子曰：「君子博學於文，約之以禮，亦可以弗畔矣夫！」子見南子，子路不說。夫子矢之曰：「予所否者，天厭之！天厭之！」

20.   子曰：「中庸之為德也，其至矣乎！民鮮久矣。」子貢曰：「如有博施於民，而能濟眾，何如？可謂仁乎？」子曰：「何事於仁，必也聖乎！堯舜其猶病諸！夫仁者，己欲立而立人，己欲達而達人。能近取譬，可謂仁之方也已。」