化學式與化學反應 講解／陳記住老師.

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1 化學式與化學反應 講解／陳記住老師

2 化學式的表示法 (一)化學式的定義： 化學式：在描述化學反應的方法中，為簡化對物質的描述，常以元素符號及數字表示純物質的組成原子種類、原子數目或分子結構的式子，稱為化學式。 分子式：依據所要表達的重點或視使用的情形之不同，所使用的化學式表示法亦隨之不同，在國中階段，對初學者而言，最常使用的化學式為分子式。 化學鍵結：構成物質分子的組成原子之間有一種結合的力量，稱為化學鍵結，此一力量用以連結各個原子形成分子，而原子的排列方式（即原子鍵結方式）不同，決定不同的物質種類及其性質。

3 化學式的種類─分子式 化學式種類：常用的有「分子式」、「結構式」、「簡式」、「示性式」等，所能表達的條件和使用的目的各不相同。
分子式：表達物質分子中，組成原子的【種類】和【數目】。 例如：水分子的組成是由兩個氫原子和一個氧原子組成，故其分子式寫成H2O。（如圖一所示）

4 結構式 結構方式：結構式除了可表達一個分子中所含原子的種類和數目之外，尚可表達物質分子中所含原子的【結構方式】。
分子式簡化：結構式可視為物質分子模型的簡化圖形，此法大多數用在表示有機化合物的分子結構。例如：天然氣的主要成分為甲烷，其分子式為：CH4，而其結構式為（如圖二所示）：

5 簡式 簡式：只表示原子數簡單的整數比。 使用：簡式通常用於實驗測量中。例如：葡萄糖的分子式為C6H12O6，而其簡式為：CH2O，代表構成葡萄糖分子的原子有碳、氫、氧三種原子，而葡萄糖分子中所含的碳、氫、氧原子三者原子的最簡單整數比為1：2：1。

6 示性式 示性式：表示物質分子的特性，以便加以分類的化學式。
有機化合物表示：此種表示法通常用於有機化合物中，因為有機化合物的種類繁多，為便於分類及區分不同的物質，卻有相同的分子式而用。 例如：在有機化合物的分類中有一項為醇類，其特性為分子結構中含有一個羥基：OH原子結構。為了容易分別其為醇類，其化學式常以示性式表示，如圖三所示：

7 同分異構物 排列方式不同：分子式相同而結構式（或示性式）不同的物質；亦即組成物質的原子種類及數目是相同的，但組成物質的原子排列方式不同。
例：以甲醚和乙醇二者為例，甲醚的示性式為【CH3OCH3】、乙醇的示性式為【C2H5OH】，但兩者的分子式皆為【C2H6O】。（如圖四所示） 排列不同、種類不同：即使構成物質分子的原子種類和原子數目皆相同，但組成物質分子的原子排列方式不同，結果所表現出來的化學性質也不同，視為不同種類的分子。

8 化學反應方程式(一) 化學反應式組成：以化學式、箭號、加號…等符號表示反應物和生成物發生的化學反應式子，包含物質狀態、化學反應所需的條件等。
反應方向：化學反應方程式中以箭號「→」表示反應的方向，箭號左邊是反應物，右邊則是生成物，並以「＋」號連結各反應物及生成物。 反應條件：在箭號上、下方可表示化學反應時所需的條件；包含溫度、壓力或催化劑…等。例如：箭號上方標示三角形者，代表反應需要加熱，屬吸熱的化學反應。例如碳酸鈣的加熱分解反應式（如表一所示）：

9 化學反應方程式(二) 氣態與沈澱表示法：表一中的生成物CO2↑右側方向向上的箭號代表該物質的狀態為氣態，若化學式的右側有向下的箭號「↓」則代表沈澱。 狀態表示法：化學反應式中各物質的狀態表示法，於化學式右側以下標表示（如表二）： (1) 固態：（s） (2) 液態：（l） (3) 氣態：（g） (4) 水溶液：（aq）

10 係數平衡 質量守恆：依據質量守恆定律，在化學反應發生前後，各種物質的質量總和是相等的。所以在化學反應前後，各物質的原子數目應維持不變，此種關係亦稱為：質量守恆或原子不減定律。 為什麼要「係數平衡」：在化學反應方程式中，各化學式的前方加上係數以維持箭號兩邊的原子數相等，使化學反應式能符合【質量守恆定律】，此一化學反應式中的係數即稱為：平衡係數。 例：以鎂的燃燒為例，鎂金屬燃燒的化學反應式中，原子數與分子數表示法：

11 化學計量(一) 原子數關係：鎂金屬燃燒的化學反應前、後，各物質的原子數關係如下圖四所示：

12 化學計量(二) 氫氣燃燒的化學反應式：一個氧氣分子可與二個氫氣分子完全燃燒，成生兩個水分子，其化學反應方程式為　　　　　　，反應式中的均衡係數與反應前後各種物質的原子總數之關係；如下圖五所示：

13 化學計量(三) 原子總數：化學反應式的係數代表各物質的分子數，而係數乘上分子式右下標的原子數才會等於該物質的總原子數。
遵守質量守恆：由上可知反應前、後，氧原子、氫原子的總數目是相等的，故化學反應前後各原子的質量不變，因此化學反應的前、後，各物質的質量總和必遵守質量守恆定律。

14 常見的化學反應實例 許多化學反應與日常生活息息相關，例如：電流的化學效應、光合作用、氧化反應和食物在人體中的消化作用…等皆是。
電流的化學效應（簡稱：電解），例如：電解水的反應。 光合作用將二氧化碳和水組合而成新的物質葡萄糖和氧氣等物質，與反應前的二氧化碳和水性質不同。 氧化反應：燃燒、鐵生鏽、動物的呼吸作用等。 化學反應前後；發生改變的只是物質的分子結構，其性質亦隨之改變，但參與化學反應的物質，質量總和並不改變，此為：質量守恆定律。

15 單元結束 祝 學習成功

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