關於此實驗
在化學反應中，原子不會憑空產生或消失，只會重新排列。選擇一個反應，改變各化學式前的係數，觀察分子模型和原子計數如何變化。當反應式兩邊每種元素的原子數都相同時，反應式就配平了。從生成水到燃燒丙烷共有十個反應，課程可以從簡單的開始，逐步深入。
學習目標
- 解釋為什麼化學方程式兩邊每種原子的數量必須相同
- 說明化學式中係數和下標的差異
- 透過調整係數配平化學方程式，並將係數化為最簡整數比
- 將配平的化學方程式與質量守恆連結起來
使用方法
- 1從反應 1 開始。在原子計數欄中，數一數反應式兩邊的氫原子和氧原子。
- 2使用加號和減號按鈕，每次只更改一個係數，並觀察哪些列會變成綠色。
- 3當每一列都變成綠色後，檢查這些係數是否無法同時被同一個數整除。
- 4比較反應物和生成物的質量，然後繼續進行下一個反應。
模型
假設
- 每個係數都是1到9之間的整數。係數為1時，不會寫在方程式中。
- 分子模型展示了每種化學式包含哪些原子。離子化合物和金屬以單一化學式單位表示，而不是按照其實際的晶格結構繪製。
- 質量的計算採用標準相對原子質量，並將每個係數視為相應的莫耳數。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼不能將 H₂ + O₂ → H₂O 改成 H₂ + O₂ → H₂O₂ 來配平？
- Q2燃燒甲烷時，最後配平哪種元素最容易？為什麼？
- Q3鐵與氧氣反應時，係數需要是4、3和2。為什麼先嘗試2、1.5和1會有幫助？
- Q4把水的反應式係數設為4、2和4。這樣配平了嗎？為什麼化學家仍然偏好2、1和2？
常見問題
我可以改變化學式中的小數字嗎？
不可以。下標表示物質是什麼。H₂O是水，而H₂O₂是過氧化氫。只有前面的係數可以改變。
有沒有快速配平的方法？
先配平在反應物和生成物一側都只出現在一種物質中的元素；氫和氧留到接近最後再配平；像O₂這樣以單質形式出現的元素留到最後配平。
為什麼只有化學方程式配平時質量才相等？
質量來自原子。如果左邊的每個原子都出現在右邊，總質量就必須相同。這就是質量守恆定律。