ปริมาณสารสัมพันธ์: แบบฝึกหัดพร้อมเฉลยทีละขั้นตอน

แบบฝึกหัด ปริมาณสารสัมพันธ์ ฟรี พร้อมแผนภาพ คำใบ้ และเฉลยละเอียด ตัวเลขใหม่ทุกครั้ง สามระดับ: จากมวลสู่มวล, สารกำหนดปริมาณ, ร้อยละผลได้

โจทย์ฝึกฟรีง่าย
m(C3​H8​)n(C3​H8​)n(H2​O)m(H2​O)÷ M(C3​H8​)× 4/1× M(H2​O)

สำหรับปฏิกิริยา C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O H2O มวล m เกิดขึ้นจาก C3H8 100 g เท่าใด สมมติว่าสารตั้งต้นอื่นมีมากเกินพอ

M(C3H8) = 44.1 g/molM(H2O) = 18.02 g/mol
g
โจทย์ถัดไป →
ฝึก ปริมาณสารสัมพันธ์ ฟรีฝึก ปริมาณสารสัมพันธ์ เลยโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร

สิ่งที่คุณจะได้ฝึก

  1. ง่ายจากมวลสู่มวล
  2. ปานกลางสารกำหนดปริมาณ
  3. ยากร้อยละผลได้

วิธีแก้โจทย์ปริมาณสารสัมพันธ์

  1. เขียนสมการเคมีและดุลสมการ
  2. แปลงมวลที่กำหนดเป็นโมล: n = m/M
  3. ใช้สัมประสิทธิ์เป็นอัตราส่วนโมลเพื่อหาโมลของสารที่ต้องการ
  4. แปลงกลับเป็นมวลด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว ให้หาสารกำหนดปริมาณก่อน

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

  • ใช้อัตราส่วนมวลแทนอัตราส่วนโมล
  • ลืมดุลสมการ
  • ไม่ตรวจสอบว่าสารตั้งต้นตัวใดเป็นสารกำหนดปริมาณ

สูตรสำคัญ

โมล
n = m/M
ความเข้มข้น
c = n/V
อัตราส่วนโมล
ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการที่ดุลแล้ว
สารกำหนดปริมาณ
ตัวที่หมดก่อน
ร้อยละผลได้
จริง / ทฤษฎี × 100%

เรียนรู้ ปริมาณสารสัมพันธ์ ตั้งแต่ต้น

1ปริมาณสัมพันธ์คืออะไร

สมการเคมีคือสูตรอาหาร 2H₂ + O₂ → 2H₂O บอกว่าโมเลกุลไฮโดรเจนสองโมเลกุลทำปฏิกิริยากับโมเลกุลออกซิเจนหนึ่งโมเลกุลให้โมเลกุลน้ำสองโมเลกุล

ปริมาณสัมพันธ์ (stoichiometry) ใช้สูตรนั้นตอบคำถาม “เท่าใด” ว่าได้ผลิตภัณฑ์เท่าใดจากสารตั้งต้นปริมาณหนึ่ง หรือต้องใช้เท่าใด

ตัวเลขหน้าสูตรคือสัมประสิทธิ์ พวกมันนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม สมการต้องดุล: อะตอมทุกชนิดปรากฏจำนวนเท่ากันทั้งสองข้าง

อนุภาคเล็กเกินกว่าจะนับทีละตัว นักเคมีจึงนับเป็นโมล หนึ่งโมลคือ 6.022 × 10²³ อนุภาค เหมือนหนึ่งโหลคือไข่ 12 ฟอง

ดังนั้นสัมประสิทธิ์จึงให้อัตราส่วนโมลด้วย: H₂ 2 mol ทำปฏิกิริยากับ O₂ 1 mol และให้ H₂O 2 mol

ตรวจสอบตนเอง ใน N₂ + 3H₂ → 2NH₃ จะเกิด NH₃ กี่โมลจาก N₂ 2 mol (โดยมี H₂ เพียงพอ)
  1. 1 mol
  2. 2 mol
  3. 4 mol
  4. 6 mol

คำตอบ: 4 mol. N₂ 1 mol ให้ NH₃ 2 mol ดังนั้น N₂ 2 mol ให้ 4 mol การตอบ 2 mol ละเลยอัตราส่วนโมล และ 6 mol ใช้สัมประสิทธิ์ของ H₂ แทน

2โมลและมวลโมลาร์

เครื่องชั่งวัดเป็นกรัม แต่สมการทำงานเป็นโมล มวลโมลาร์ M เชื่อมสองอย่างนี้: คือมวลของหนึ่งโมล ในหน่วย g/mol

n = m / M m = n · M

คุณหา M โดยบวกมวลอะตอมจากตารางธาตุ เมื่อ H = 1.0, C = 12.0 และ O = 16.0:

  • M(H₂O) = 2 · 1.0 + 16.0 = 18.0 g/mol
  • M(CO₂) = 12.0 + 2 · 16.0 = 44.0 g/mol
  • M(CH₄) = 12.0 + 4 · 1.0 = 16.0 g/mol

ตัวอย่าง: น้ำ 36 g คือ 36 / 18.0 = 2.0 mol ของน้ำ

โจทย์สอบมักให้มวลโมลาร์ไว้ ทศนิยมสองตำแหน่ง ใช้ค่าที่ให้มา

ตรวจสอบตนเอง CO₂ 88 g (M = 44 g/mol) มีกี่โมล
  1. 0.5 mol
  2. 2 mol
  3. 3872 mol
  4. 88 mol

คำตอบ: 2 mol. n = m/M = 88/44 = 2 mol การหารกลับด้าน (44/88 = 0.5) หรือการคูณ (88 · 44) ใช้สูตรกลับหัว

3วิธีทำทีละขั้น

ทุกโจทย์มวลเป็นมวลเดินตามทางเดียวกัน: จากกรัมเป็นโมล ข้ามสมการด้วยอัตราส่วนโมล และกลับเป็นกรัม

mA​nA​nB​mB​÷ MA​× b/a× MB​
  1. ตรวจสอบว่าสมการดุลแล้ว
  2. แปลงมวลของ A ที่กำหนดเป็นโมล: nA = mA / MA
  3. ใช้สัมประสิทธิ์: nB = nA · b / a โดย a และ b คือสัมประสิทธิ์ของ A และ B
  4. แปลงกลับเป็นมวล: mB = nB · MB
  5. เมื่อกำหนดสารตั้งต้นสองชนิด ให้หาสารกำหนดปริมาณก่อนและเริ่มจากชนิดนั้น
  6. สำหรับร้อยละผลได้ ให้เปรียบเทียบมวลที่เก็บได้จริงกับมวลที่คุณคำนวณ

4ตัวอย่างที่แก้ให้ดู

ทำตามทุกขั้นตอน ลองทำนายขั้นถัดไปก่อนเปิดดู

ตัวอย่างที่แก้ให้ดู

สำหรับปฏิกิริยา CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O จะเกิด H₂O มวล m เท่าใดจาก CH₄ 8.0 g สมมติให้ออกซิเจนเกินพอ ใช้ M(CH₄) = 16.0 g/mol และ M(H₂O) = 18.0 g/mol

1

ตรวจสมการ

ซ้าย: C 1, H 4, O 4 ขวา: C 1, H 4 และ O 2 + 2 = 4 สมการดุลแล้ว

2

มวลเป็นโมล

n(CH₄) = 8.0 / 16.0 = 0.50 mol
3

ใช้อัตราส่วนโมล

CH₄ 1 mol ให้ H₂O 2 mol ดังนั้นตัวคูณคือ 2/1

n(H₂O) = 0.50 · 2 / 1 = 1.0 mol
4

โมลเป็นมวล

m(H₂O) = 1.0 · 18.0 = 18 g
mA​8.0 gnA​0.50 molnB​1.0 molmB​18 g÷ MA​× b/a× MB​
5

ตรวจสอบคำตอบ

CH₄ 8 g ต้องการ O₂ 1.0 mol ซึ่งคือ 32 g แล้ว 8 + 32 = 40 g เข้าไป CO₂ 0.50 mol คือ 22 g และ 22 + 18 = 40 g ออกมา มวลคงตัว ดังนั้นคำตอบสอดคล้อง

คำตอบ

m(H₂O) = 18 g

5สารกำหนดปริมาณและร้อยละผลได้

เมื่อกำหนดสารตั้งต้นสองชนิด มักมีหนึ่งชนิดหมดก่อน นั่นคือสารกำหนดปริมาณ (limiting reactant) มันกำหนดว่าเกิดผลิตภัณฑ์เท่าใด อีกชนิดเหลือ (เกินพอ)

เพื่อหามัน ให้หารโมลของสารตั้งต้นแต่ละชนิดด้วยสัมประสิทธิ์ ผลที่น้อยกว่าเป็นของสารกำหนดปริมาณ

ตัวอย่าง: H₂ 4.0 g (M = 2.0) และ O₂ 16 g (M = 32) ทำปฏิกิริยาใน 2H₂ + O₂ → 2H₂O นั่นคือ H₂ 2.0 mol และ O₂ 0.50 mol

H₂: 2.0 / 2 = 1.0 O₂: 0.50 / 1 = 0.50 ⇒ O₂ เป็นสารกำหนดปริมาณ

ดังนั้น O₂ 0.50 mol ให้ 0.50 · 2 = 1.0 mol ของน้ำ ซึ่งคือ 18 g ไฮโดรเจนบางส่วนเหลืออยู่

ในทางปฏิบัติคุณไม่เคยเก็บผลิตภัณฑ์ได้ทั้งหมด ร้อยละผลได้เปรียบเทียบสิ่งที่ได้กับสิ่งที่คำนวณ คือผลได้ตามทฤษฎี:

Y = ผลผลิตจริง / ผลผลิตตามทฤษฎี × 100%
ตรวจสอบตนเอง ผลได้ตามทฤษฎีของปฏิกิริยาคือ 18 g และคุณเก็บได้ 15.3 g ร้อยละผลได้เป็นเท่าใด
  1. 118%
  2. 15.3%
  3. 2.7%
  4. 85%

คำตอบ: 85%. Y = 15.3/18 × 100% = 85% การหารกลับด้านให้ 118% ซึ่งเป็นไปไม่ได้: คุณเก็บได้มากกว่าปริมาณตามทฤษฎีไม่ได้

6ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

  • ใช้อัตราส่วนมวลแทนอัตราส่วนโมล สัมประสิทธิ์นับโมล ไม่ใช่กรัม
  • ทำงานกับสมการที่ยังไม่ดุล
  • เริ่มจากสารตั้งต้นที่เกินพอแทนสารกำหนดปริมาณ
  • เลือกสารกำหนดปริมาณจากมวลน้อยที่สุดหรือโมลน้อยที่สุดโดยไม่หารด้วยสัมประสิทธิ์
  • หารค่าจริงด้วยค่าตามทฤษฎีกลับด้าน ผลได้ไม่เคยเกิน 100%
  • ปัดโมลเร็วเกินไป เก็บเลขนัยสำคัญสามหรือสี่ตัวไว้จนถึงท้ายสุด
ตรวจสอบตนเอง H₂ 4.0 g (M = 2.0 g/mol) และ O₂ 16 g (M = 32 g/mol) ทำปฏิกิริยา: 2H₂ + O₂ → 2H₂O เกิดน้ำ (M = 18 g/mol) มวลเท่าใดได้
  1. 18 g
  2. 20 g
  3. 36 g
  4. 9 g

คำตอบ: 18 g. O₂ เป็นสารกำหนดปริมาณ: O₂ 0.50 mol ให้น้ำ 1.0 mol คือ 18 g ส่วน 36 g เริ่มจากไฮโดรเจนซึ่งเกินพอ ส่วน 20 g บวกมวล แต่ไฮโดรเจนบางส่วนไม่ทำปฏิกิริยา

7ข้อสอบมีหน้าตาอย่างไร

  • ง่าย: มวลเป็นมวล กำหนดสารตั้งต้นหนึ่งชนิด ชนิดอื่นเกินพอ หามวลของผลิตภัณฑ์
  • ปานกลาง: สารกำหนดปริมาณ กำหนดมวลสารตั้งต้นสองชนิด หาสารกำหนดปริมาณ แล้วหามวลของผลิตภัณฑ์
  • ยาก: ร้อยละผลได้ คำนวณผลได้ตามทฤษฎี แล้วเปรียบเทียบกับมวลที่เก็บได้

มวลโมลาร์กำหนดในโจทย์ เขียนแผนที่ทาง m → n → n → m ไว้ข้างทุกคำตอบ

เรียนรู้ทีละขั้นในแอปเรียนรู้ทีละขั้นในแอป

ตัวอย่างวิธีทำ

ตัวอย่างที่ 1ง่าย
m(Mg)n(Mg)n(MgO)m(MgO)÷ M(Mg)× 2/2× M(MgO)

สำหรับปฏิกิริยา 2Mg + O2 → 2MgO MgO มวล m เกิดขึ้นจาก Mg 12 g เท่าใด สมมติว่าสารตั้งต้นอื่นมีมากเกินพอ

M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/mol

จงหา m (g)

แสดงคำใบ้
  1. แปลงมวลที่กำหนดเป็นโมล: n = m/M
  2. สัมประสิทธิ์ให้อัตราส่วนโมล: ผลิตภัณฑ์ 2 mol ต่อสารตั้งต้นทุก 2 mol
  3. n(Mg) = 12/24.31 = 0.4936 mol.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

ปริมาณสารสัมพันธ์: สมการเคมีที่ดุลแล้วนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม แปลงมวลเป็นโมลด้วย n = m/M ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการเป็นอัตราส่วนโมล แล้วแปลงกลับด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว สารกำหนดปริมาณคือสารที่หมดก่อนและกำหนดว่าเกิดผลิตภัณฑ์ได้เท่าใด

โมลของสารตั้งต้น

n = 12/24.31 = 0.4936 mol

อัตราส่วนโมล

n(MgO) = 0.4936·2/2 = 0.4936 mol

มวลของผลิตภัณฑ์

m = 0.4936·40.3 = 19.89 g

คำตอบ

m = 19.89 g
ตัวอย่างที่ 2ปานกลาง
m(X)n(X)n(H2​O)m(H2​O)÷ M(X)× 4/ν× M(H2​O)

C3H8 6 g และ O2 20 g ทำปฏิกิริยากันตาม C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O จะเกิด H2O มวล m ได้เท่าใด

M(C3H8) = 44.1M(O2) = 32M(H2O) = 18.02 g/mol

จงหา m (g)

แสดงคำใบ้
  1. แปลงมวลทั้งสองเป็นโมล
  2. หารแต่ละค่าด้วยสัมประสิทธิ์ของมัน ค่าที่น้อยกว่าเป็นของสารกำหนดปริมาณ
  3. n(C3H8)/1 = 0.1361, n(O2)/5 = 0.125.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

ปริมาณสารสัมพันธ์: สมการเคมีที่ดุลแล้วนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม แปลงมวลเป็นโมลด้วย n = m/M ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการเป็นอัตราส่วนโมล แล้วแปลงกลับด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว สารกำหนดปริมาณคือสารที่หมดก่อนและกำหนดว่าเกิดผลิตภัณฑ์ได้เท่าใด

โมลของสารตั้งต้นแต่ละตัว

n(C3H8) = 6/44.1 = 0.1361 mol
n(O2) = 20/32 = 0.625 mol

สารกำหนดปริมาณ

0.1361/1 = 0.1361, 0.625/5 = 0.125 → O2

มวลของผลิตภัณฑ์

n(H2O) = 0.125·4 = 0.5 mol
m = 0.5·18.02 = 9.01 g

คำตอบ

m = 9.01 g
ตัวอย่างที่ 3ยาก
m(CH4​)n(CH4​)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(CH4​)× 1/1× M(CO2​)

ในปฏิกิริยา CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CH4 10 g ทำปฏิกิริยาหมด (สารตั้งต้นอื่นมีมากเกินพอ) และเก็บ CO2 ได้ 17.01 g หาร้อยละผลได้ Y

M(CH4) = 16.04 g/molM(CO2) = 44.01 g/molจริง: 17.01 g

จงหา Y (%)

แสดงคำใบ้
  1. ก่อนอื่นหาผลได้เชิงทฤษฎี คือมวลที่จะเกิดขึ้นหากทุกอย่างทำปฏิกิริยาหมด
  2. ร้อยละผลได้ = ผลได้จริง/ผลได้เชิงทฤษฎี × 100
  3. ทฤษฎี: 0.6234 mol·1/1·44.01.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

ปริมาณสารสัมพันธ์: สมการเคมีที่ดุลแล้วนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม แปลงมวลเป็นโมลด้วย n = m/M ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการเป็นอัตราส่วนโมล แล้วแปลงกลับด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว สารกำหนดปริมาณคือสารที่หมดก่อนและกำหนดว่าเกิดผลิตภัณฑ์ได้เท่าใด

ผลได้เชิงทฤษฎี

n(CH4) = 10/16.04 = 0.6234 mol
m = 0.6234·1/1·44.01 = 27.44 g

ร้อยละผลได้

Y = 17.01/27.44·100 = 62%

คำตอบ

Y = 62%

คำถามและคำตอบ

ปริมาณสารสัมพันธ์ คืออะไร

สมการเคมีคือสูตรอาหาร 2H₂ + O₂ → 2H₂O บอกว่าโมเลกุลไฮโดรเจนสองโมเลกุลทำปฏิกิริยากับโมเลกุลออกซิเจนหนึ่งโมเลกุลให้โมเลกุลน้ำสองโมเลกุล

ตัวเลขหน้าสูตรคือสัมประสิทธิ์ พวกมันนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม สมการต้องดุล: อะตอมทุกชนิดปรากฏจำนวนเท่ากันทั้งสองข้าง

จะแก้โจทย์ ปริมาณสารสัมพันธ์ ทีละขั้นได้อย่างไร
  1. เขียนสมการเคมีและดุลสมการ
  2. แปลงมวลที่กำหนดเป็นโมล: n = m/M
  3. ใช้สัมประสิทธิ์เป็นอัตราส่วนโมลเพื่อหาโมลของสารที่ต้องการ
  4. แปลงกลับเป็นมวลด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว ให้หาสารกำหนดปริมาณก่อน
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยใน ปริมาณสารสัมพันธ์ มีอะไรบ้าง
  • ใช้อัตราส่วนมวลแทนอัตราส่วนโมล
  • ลืมดุลสมการ
  • ไม่ตรวจสอบว่าสารตั้งต้นตัวใดเป็นสารกำหนดปริมาณ
แบบฝึกหัด ปริมาณสารสัมพันธ์ ครอบคลุมเรื่องอะไรบ้าง
  • ง่าย: จากมวลสู่มวล
  • ปานกลาง: สารกำหนดปริมาณ
  • ยาก: ร้อยละผลได้

โจทย์ทุกข้อใช้ค่าใหม่ คุณจึงเรียนรู้วิธีทำ ไม่ใช่จำคำตอบ ติดขัดใช่ไหม เปิดคำใบ้เล็ก ๆ ก่อน และเปิดคำอธิบายฉบับเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น

การฝึกทำงานอย่างไร

  • โจทย์ทุกข้อใช้ค่าใหม่ คุณจึงเรียนรู้วิธีทำ ไม่ใช่จำคำตอบ
  • ติดขัดใช่ไหม เปิดคำใบ้เล็ก ๆ ก่อน และเปิดคำอธิบายฉบับเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น
  • ความก้าวหน้า ข้อที่ผิด และโจทย์ที่บันทึกไว้จะถูกเก็บไว้ เพื่อให้คุณทบทวนก่อนสอบได้

หัวข้อก่อนและหลังหัวข้อนี้

เรียนต่อด้วย

โมลาริตีและการเจือจางแคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปี

เครื่องคำนวณ

เครื่องคำนวณร้อยละผลผลิตเครื่องคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ (กรัมเป็นกรัมและสารกำหนดปริมาณ)เครื่องคำนวณมวลโมลาร์เครื่องคำนวณสูตรอย่างง่าย (และสูตรโมเลกุล)

รายวิชาที่มีหัวข้อนี้

สมดุลมวลและพลังงานเคมีทั่วไปฝึกข้อสอบ FE เคมี

หัวข้ออื่นในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ

โมลาริตีและการเจือจางสมดุลเคมีแคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปีpH และบัฟเฟอร์พันธุศาสตร์ชีววิทยาของเซลล์

ใบงานสำหรับพิมพ์

ใบงาน ปริมาณสารสัมพันธ์ พร้อมเฉลย
ฝึก ปริมาณสารสัมพันธ์ ฟรีฝึก ปริมาณสารสัมพันธ์ เลยโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร