5.5:
化学计量学和气体
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回想一下，对于一个平衡的化学反应，牵涉到反应物和产物的质量，以及莫耳数的计算，都透过依循一个普遍概念的计划执行的。在这里，化学剂量系数 用来作为反应物的莫耳数和产物的 莫耳数之间的转换因子。在涉及气态物质的化学反应中，通常依据给定温度和压力下的体积，来指定气体的量。这是因为气体会流动和膨胀 来充满任何可用的体积。在气态反应中，气体的莫耳量和体积 透过理想气体定律互相关联。这样一来，莫耳数可以 由气体的体积决定，反之亦然。结合理想气体定律、莫耳质量和化学计量的概念，使得气态反应物及产物的体积、莫耳数和质量得以计算。例如，想想锂和 水之间产生氢气的反应。假定反应发生再 291K和0.977 atm, 多少的锂会产生 35.25 升的氢？首先，透过应用理 想气体定律和代入给定的压力、体积、温度和理想气体常数的值，可算出氢气的莫耳数。然后，使用化学计量比，将氢气的莫耳数 转化成锂的莫耳数。最后乘以锂的莫耳质量 得出质量是20.0克。因此，20.0克的锂会产出 35.25升的氢气。对于发生在STP-标准温度和压力下的气态化学反应 22.4 升的莫耳体积是一个常数。这个转换系数用于牵涉到在STP状态 下的气体的化学计量计算。以在STP状态下，水的形成为例。需要多少体积的氢气 来产生 2 克的水？依据普遍概念计划，首先，将水的质量 除以它的莫耳质量得出水的莫耳数。然后化学计量比用来 决定氢的莫耳数。最后，在STP状态下，莫耳换算体积的转换因子 用于得出 2.5 升的氢气。因此，在STP状态下，2.5升的氢气 会产生 2克的水
5.5:
化学计量学和气体
化学计量学描述了化学反应中反应物与产物之间的定量关系。
除了使用固体质量和体积以及溶液的摩尔浓度来测量反应物和产物的量外，现在，气体量也可以用来指示数量。如果已知气体的体积，压力和温度，则可以使用理想的气体方程式来计算存在多少摩尔的气体。相反，如果知道气体的摩尔数，则可以确定在任何温度和压力下的气体量。
作为一个例子，让我们计算8.88 克镓与过量盐酸反应制得的27℃和723托下的氢气量。
首先，将提供的质量限制剂Ga转化为产生的氢的摩尔数：
将提供的温度和压力值转换为适当的单位（分别为K和atm），然后使用氢气的摩尔量和理想气体方程式来计算气体的体积：
重新审视阿伏伽德罗定律
还可以利用固体和溶液不显示的气体化学计量的简单特征：所有表现出理想行为的气体在相同的体积（相同的温度和压力）下均包含相同数量的分子。因此，如果在相同的温度和压力下测量气体体积，则化学反应中涉及的气体体积的比率由反应方程式中的系数给出。
阿伏伽德罗定律可以扩展（气体的体积与气体的摩尔数成正比），以与气体发生化学反应：只要体积确定且简单，气体就可以组合或反应在相同的温度和压力下测量所有气体量。
例如，由于氮气和氢气会根据氨反应生成氨气
如果压力和温度保持恒定，那么给定体积的氮气与氢气的三倍反应生成氨气的两倍。
根据阿伏伽德罗定律，在相同温度和相同温度下，等体积的气态N 2 ，H 2 和NH 3 压力，包含相同数量的分子。由于一分子N 2 与三分子H 2 反应生成两分子NH 3 ，因此H 2的体积所需的是N 2 的三倍，生成的NH 3 的体积是N 2 的两倍