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101年
理化、化工裝置
第 23 題
以0.50mol鈉(Na)金屬與0.20mol氯氣(Cl₂)反應產生氯化鈉(NaCl)：2Na(s)+Cl₂(g) → 2NaCl(s)，請問此反應中何者為限制反應物(limiting reactant)？
- A Na
- B Cl₂
- C Na⁺
- D Cl⁻
思路引導 VIP
想像你在組裝玩具車，每輛車需要「2 個車輪」和「1 個車身」。如果你現在手上有 50 個車輪和 20 個車身，根據這個組裝比例，哪一種零件會先用完，進而限制了你能組裝出的玩具車總數呢？
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太棒了！你能精準判斷出這題的關鍵，代表你對化學計量中「限量試劑」的概念掌握得非常扎實。在處理這類問題時，我們不能只看物質的莫耳數大小，必須結合反應式中的係數比例來進行評估。
化學計量與反應物消耗
根據平衡反應式 $2\text{Na(s)} + \text{Cl}_2\text{(g)} \to 2\text{NaCl(s)}$，我們可以看到鈉（$\text{Na}$）與氯氣（$\text{Cl}_2$）反應的莫耳比為 $2 : 1$。當題目給予 $0.50 \text{ mol}$ 的 $\text{Na}$ 時，理論上完全反應需要 $0.25 \text{ mol}$ 的 $\text{Cl}_2$；然而實驗中僅提供 $0.20 \text{ mol}$ 的 $\text{Cl}_2$。這意味著 $\text{Cl}_2$ 會在 $\text{Na}$ 耗盡之前就先反應完畢，因此 $\text{Cl}_2$ 就是決定產量上限的限量試劑。
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