那默與洛娜受邀主持今年元宵節晚會，現正進行猜燈謎活動，主題為化學物質， 看倌們必須完整且正確說出中文名稱、化學式及分子量，才算答對，捲軸拉開 後即可搶答。 1-1 化學反應與質量守恆 1-2 原子量、分子量與莫耳 1-3 反應式與化學計量 第 1 章 化學反應 謎底由左至右依序為： 水（ H 2 O ），分子量為 18 。 氯化鈉（ NaCl ），分子量為 58.5 。 碳（ C ），原子量為 12 。 硫酸（ H 2 SO 4 ），分子量為 98 。

第 1 章第 1 章

體重六十公斤的人， 吃下一公斤的食物 後，體重會是六十 一公斤嗎？

1-1 化學反應前後的質量變化 物質的變化

化學反應 煙火在夜空中爆發出光與熱； 蠟燭燃燒產生二氧化碳和水 蒸氣，兩者的本質都產生改 變，是為化學變化。 物質發生化學變化，原子重 新排列組成新物質的過程， 稱為 。 化學反應

藉由氣體產生、顏色 改變及沉澱物產生等 現象，來判斷新的物 質是否形成。

化學反應 化學反應常會伴 隨能量變化，而 有吸熱或放熱的 現象。

目 的： 藉由碳酸鈉與氯化鈣水溶液作用，探討化學反 應前後物質質量的變化關係。 器 材： 實驗 1-1 化學反應前後的質量變化 ( 實驗目的與器材準備 )

補充：化學反應前後的質量變化

補充：互動實驗 - 化學反應前後的質量變化

步 驟： 實驗 1-1 化學反應前後的質量變化 ( 實驗步驟 )

問題與討論： 1. 當錐形瓶內的氯化鈣水溶液與試管內的碳酸 鈉水溶液混合後，錐形瓶內發生什麼變化？ 為什麼？ 解答 當試管內的碳酸鈉溶液與錐形瓶內的氯化鈣溶 液混合後，溶液變成白色混濁，這是因為兩者 混合，生成難溶於水的白色碳酸鈣沉澱。 實驗 1-1 化學反應前後的質量變化 ( 問題與討論 )

問題與討論： 2. 錐形瓶及所盛物質的總質量在反應前後是否 有差異？ 解答 反應前後所秤量的錐形瓶及所盛物質的總質量 皆為 公克，並未改變，因此反應前反應物 的總質量會等於反應後生成物的總質量。

質量守恆定律 實驗中，碳酸鈉水溶液與氯化鈣水溶液皆 為無色，兩者混合後會得到氯化鈉水溶液 和白色的碳酸鈣沉澱物（式 1-1 ）。 其中碳酸鈉和氯化鈣為參與化學反應的物 質，稱為 。 反應物

質量守恆定律 氯化鈉和碳酸鈣為反 應後產生的新物質， 稱為 或 。 由實驗結果得知，錐 形瓶內的總質量在反 應前後沒有改變。 生成物產物

質量守恆定律 反應過程中，所消 耗的碳酸鈉與氯化 鈣總質量，恰好等 於產生的碳酸鈣沉 澱與氯化鈉總質量。 反應前反應物的總 質量等於反應後生 成物的總質量，稱 之為 。 質量守恆定律

由道耳頓的原子說來說明質量守恆： 化學反應發生時，原子種類及數目不會增加， 也不會消失，只是改變原子之間的排列方式。

質量守恆定律 由道耳頓的原子說來說明質量守恆： 反應前後原子總質量不會改變。

氫氣和氧氣是兩個原子組成的分子，當兩者 發生反應時，氫原子和氧原子重新組合成水 分子。 其中氫原子和氧原子仍然存在，且數目沒有 改變，故反應前後總質量不變。 質量守恆定律

有一化學反應 X ＋ Y → Z ，今取 24 公克 X 和足量 Y 恰好完全反應生成 36 公克 Z ，且無剩餘 X ，則 下列何者組合也可以完全反應生成 Z ，同時無 剩餘的 X 和 Y ？ (A)8 公克的 X 和 4 公克的 Y (B)8 公克的 X 和 2 公克的 Y (C)8 公克的 X 和 18 公克的 Y (D)8 公克的 X 和 48 公克的 Y

密閉空間和開放空間中的質量守恆定律  將盛有鹽酸的小試管， 放入裝有大理石和蒸餾 水的寶特瓶中，並在瓶 口套上氣球，置於電子 秤上，秤量並記錄寶特 瓶及所盛物質的總質量。

 將寶特瓶傾斜，使大理 石與鹽酸均勻混合，秤 量並記錄寶特瓶的總質 量，同時觀察瓶口氣球 的變化情形。 密閉空間和開放空間中的質量守恆定律

 取下寶特瓶上的氣球， 靜置一段時間，再次秤 量並記錄寶特瓶的總質 量。  比較步驟 1. 、 2. 、 3. 所秤 得的寶特瓶總質量，是 否有所改變？ 密閉空間和開放空間中的質量守恆定律

質量守恆定律 大理石的成分為碳酸鈣，當大理石與鹽酸混 合發生反應後，會產生二氧化碳氣體（式 1- 2 ），使瓶口氣球體積膨脹。

質量守恆定律 反應過程中，氣球緊套 瓶口，保持密閉狀態。 反應前後寶特瓶的總質 量不變，符合質量守恆 定律。

質量守恆定律 瓶口氣球取下後，反應 產生的二氧化碳氣體逸 出瓶子。 因此反應後的總質量小 於反應前的總質量。 反應仍遵守質量守恆定 律。

質量守恆定律 秤量鐵製的鋼絲絨 燃燒前的總質量。

質量守恆定律 以坩鍋鉗夾住鋼絲 絨，直接在空氣中 燃燒。

質量守恆定律 燃燒一段時間後，會 發現鋼絲絨的總質量 會增加。

質量守恆定律 空氣中的氧氣與鋼絲絨中的鐵發生反應， 生成三氧化二鐵（式 1-3 ）。 若將參與反應的氧氣質量考慮在內，則反 應前鐵與氧氣的總質量恆等於反應後三氧 化二鐵的總質量，符合質量守恆定律。

鋼絲絨燃燒後總質量會增加，是與空氣中 的氧結合所致，遵守質量守恆定律，最早是由 法國科學家拉瓦節提出。其相關事蹟請見本章 p26 。

質量守恆定律 若實驗中的反應物或生 成物為氣體時，實驗必 須在密閉容器中進行， 使氣體不易散逸至空氣 中。 並秤量整個系統的總質 量，方能觀察到質量守 恆定律。

1-1 化學反應與質量守恆 1. 當物質發生化學變化時，原子重新排列組成 新物質的過程，稱為化學反應。其中參與化 學反應的物質，稱為反應物；反應後產生的 物質，稱為生成物或產物。 2. 反應前反應物的總質量，會等於反應後生成 物的總質量，稱為質量守恆定律。

1-1 化學反應與質量守恆 3. 化學反應發生時 ，原子種類及數 目不會增加，也 不會消失，只是 改變原子間的排 列方式，因此反 應前後總質量不 會改變。