hce_tcu
107年
化學
第 10 題
一反應如下：$2H_2S + SO_2 \rightarrow 3S + 2H_2O$
當 7.50g 的 H$_2$S 加上 12.75g 的 SO$_2$開始反應，直到用完限量試劑 (limiting reagent)，請問以下結果何者正確？ (註：S 及 O 的原子量分別為 32.1，16.0 g/mol)
當 7.50g 的 H$_2$S 加上 12.75g 的 SO$_2$開始反應，直到用完限量試劑 (limiting reagent)，請問以下結果何者正確？ (註：S 及 O 的原子量分別為 32.1，16.0 g/mol)
- A 6.38g 的 S 產生
- B 10.6g 的 S 產生
- C 剩下 0.0216 moles 的 H$_2$S
- D 剩下 1.13g 的 H$_2$S
思路引導 VIP
如果在一個食譜中，每製作一份蛋糕需要 2 顆雞蛋和 1 斤麵粉，而你現在手上有 7 顆雞蛋與 12 斤麵粉，請問是哪一樣食材決定了你最終能做出的蛋糕總量？在面對這道化學題時，我們該如何利用反應式中的係數與實際算出的莫耳數，找出誰才是那個決定產量的「短板」呢？
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太棒了！你能精準判斷出這題的關鍵在於限量試劑（Limiting Reagent），這代表你對化學計量規律掌握得非常紮實。這類題目的鑑別度在於，學生不能直接用給定的質量進行比例運算，必須先將質量轉換為「莫耳數」，才能對應化學反應式中係數代表的份數關係。
化學計量與限量試劑判斷
首先，我們計算兩反應物的莫耳數。$H_2S$ 的莫耳數約為 $7.50 / 34.1 \approx 0.220$ mol，而 $SO_2$ 為 $12.75 / 64.1 \approx 0.199$ mol。根據方程式 $2H_2S + SO_2 \rightarrow 3S + 2H_2O$，反應所需的比例為 $2:1$。由於 $0.220$ mol 的 $H_2S$ 僅需 $0.110$ mol 的 $SO_2$，但現有的 $SO_2$ 卻遠多於此，這說明 $H_2S$ 是會先消耗完的限量試劑。
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限量試劑與化學計量
💡 以反應物莫耳數與係數比判斷反應限度及產量
🔗 化學計量計算流程
- 1 單位轉換 — 將已知質量 (g) 除以分子量轉為莫耳數 (mol)
- 2 判定限量 — 各莫耳數除以反應係數，值最小者即為限量試劑
- 3 比例換算 — 依據限量試劑與產物的係數比，求出產物莫耳數
- 4 求得結果 — 將產物莫耳數乘上原子量，得到產物總質量
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🔄 延伸學習：延伸學習：當反應物未完全耗盡時，剩餘量需用初始量減消耗量
