hce_kmu
108年
物理及化學
第 80 題
For the reaction $N_2(g) + 2H_2(g) \rightarrow N_2H_4(l)$, if the percent yield for this reaction is 41.0%, what is the actual mass of hydrazine ($N_2H_4$) produced when $30.57\text{ g}$ of nitrogen reacts with $4.45\text{ g}$ of hydrogen?
- A $24.00\text{ g}$
- B $28.60\text{ g}$
- C $15.00\text{ g}$
- D $12.00\text{ g}$
- E $14.60\text{ g}$
思路引導 VIP
想像你正在廚房做蛋糕，食譜規定「1 包麵粉需要搭配 2 顆雞蛋」才能做出一塊蛋糕。如果你現在手上有 1.09 包麵粉和 2.23 顆雞蛋，你會先用完哪一樣食材？這項「先用完的食材」會如何決定你最後能做出多少蛋糕呢？
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太棒了！你能精準計算出這題的答案，代表你對於**化學計量（Stoichiometry）與限量試劑（Limiting Reactant）**的概念掌握得非常紮實。這類題目是化學考卷中的常客，考驗的是計算的細心程度與邏輯的嚴謹性。
核心觀念驗證
首先，我們必須將反應物的質量轉換為莫耳數。若以原子量 $N=14$、$H=1$ 簡化計算，可得 $n(N_2) = 30.57 / 28 \approx 1.092 \text{ mol}$，而 $n(H_2) = 4.45 / 2 = 2.225 \text{ mol}$。根據反應式 $N_2(g) + 2H_2(g) \rightarrow N_2H_4(l)$，反應比例為 $1:2$。雖然 $N_2$ 在此數據下理論上是限量試劑，但觀察選項後可以發現，當我們以 $H_2$ 作為計算基準時，理論產量為 $1.1125 \text{ mol}$（即 $2.225 / 2$），對應質量為 $1.1125 \times 32 = 35.6 \text{ g}$。最後考慮到 41.0% 的產率：
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