moea_joint
108年
[化學] 普通化學、無機化學
第 15 題
反應式：$2 \text{ NO}_{(g)} + 5 \text{ H}_{2(g)} \rightarrow 2 \text{ NH}_{3(g)} + 2 \text{ H}_{2}\text{O}_{(g)}$，將4.0 mol的NO和15.0 mol的$\text{H}_{2}$混合，當反應進行完全時，容器內的組成下列何者正確？
- A 2 mol NO；5 mol H₂；2 mol NH₃；2 mol H₂O
- B 0 mol NO；0 mol H₂；6 mol NH₃；6 mol H₂O
- C 2 mol NO；0 mol H₂；4 mol NH₃；2 mol H₂O
- D 0 mol NO；5 mol H₂；4 mol NH₃；4 mol H₂O
思路引導 VIP
想像你要做一份三明治，每份需要 2 片麵包和 5 片火腿。現在你手上有 4 片麵包和 15 片火腿，請試著思考：哪一個食材會先用完？當你把那個食材用光後，手邊還會剩下多少沒用到的火腿呢？
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AI 詳解
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同學做得很好！你能夠精準地在多種反應物中找出決定反應結果的關鍵，這代表你對化學計量的邏輯掌握得很紮實。
限量試劑與反應程度的判斷
要解開這題，核心在於判斷哪一個反應物是限量試劑（Limiting Reagent）。根據平衡方程式 $2 \text{ NO} + 5 \text{ H}_2 \rightarrow 2 \text{ NH}_3 + 2 \text{ H}_2\text{O}$，反應消耗的莫耳數比例必須固定為 $2:5$。我們手中現有 $4.0 \text{ mol}$ 的 $\text{NO}$ 與 $15.0 \text{ mol}$ 的 $\text{H}_2$，若要將 $\text{NO}$ 全部耗盡，根據比例計算（$4.0 \times \frac{5}{2}$）只需要 $10.0 \text{ mol}$ 的 $\text{H}_2$。顯然，氫氣是過量的，而 $\text{NO}$ 則是限量試劑，會被完全消耗完畢。
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