高考申論題
109年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 三 題
📖 題組：
五、工業生產漂白水通常用下列的反應製造。將氯氣（Cl2）注入氫氧化納（NaOH）的水溶液，生成產物NaOCl（sodium hypochlorite）和副產物NaCl和水。 Cl2 + 2 NaOH NaCl + NaOCl + H2O 現有氫氧化鈉的水溶液含1145 kg純NaOH，和851 kg的氯氣反應，生成618 kg的NaOCl。（每小題5分，共20分） (一)在反應中，那一項反應物是被限量的？ (二)在反應中，那一項反應物是超量供給多少百分比（重量%）？ (三)以Cl2使用量，NaOCl的產率（Yield）是多少？（以重量為基礎） (四)反應程度（Extent of reaction）是多少？ （分子量 Cl2：71.00；NaOH：40.01；NaOCl：74.50；H2O：18.00）
五、工業生產漂白水通常用下列的反應製造。將氯氣（Cl2）注入氫氧化納（NaOH）的水溶液，生成產物NaOCl（sodium hypochlorite）和副產物NaCl和水。 Cl2 + 2 NaOH NaCl + NaOCl + H2O 現有氫氧化鈉的水溶液含1145 kg純NaOH，和851 kg的氯氣反應，生成618 kg的NaOCl。（每小題5分，共20分） (一)在反應中，那一項反應物是被限量的？ (二)在反應中，那一項反應物是超量供給多少百分比（重量%）？ (三)以Cl2使用量，NaOCl的產率（Yield）是多少？（以重量為基礎） (四)反應程度（Extent of reaction）是多少？ （分子量 Cl2：71.00；NaOH：40.01；NaOCl：74.50；H2O：18.00）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (三)
以Cl2使用量，NaOCl的產率（Yield）是多少？（以重量為基礎）
思路引導 VIP
面對產率（Yield）計算題，首先應確認題目指定的計算基準與單位。本題要求「以 Cl2 使用量」及「重量」為基礎，因此必須先透過化學計量算出 851 kg Cl2 完全轉化時能產生的 NaOCl 理論重量，再以實際產量除以理論產量得出百分比產率。
小題 (一)
在反應中，那一項反應物是被限量的？
思路引導 VIP
尋找限量反應物時，首要步驟是將題幹提供的質量轉換為莫耳數（或仟莫耳數 kmol）。接著，對照化學反應方程式的化學計量係數，計算出完全反應所需的理論比例，實際供給量相對不足者即為限量反應物。
小題 (二)
在反應中，那一項反應物是超量供給多少百分比（重量%）？
思路引導 VIP
- 延續化學計量分析，確認限量反應物為 Cl2，因此 NaOH 為過量反應物。
- 根據化學計量比例，計算與所有供給的 Cl2 完全反應所需要的 NaOH 理論質量。
小題 (四)
反應程度（Extent of reaction）是多少？
思路引導 VIP
反應程度 (Extent of reaction) 的定義為 ξ = (ni - ni0) / νi，通常以莫耳數為單位進行計算。本題可直接利用已知生成物 NaOCl 的實際產量，將其換算為莫耳數 (kmol) 後，代入反應程度公式求解。