怎样解限量反应物问题

两种反应物混合时，它们很少在同一瞬间用完。有一种先被用尽并使反应停止，那就是限量反应物，只有它决定生成多少产物。

另一种则过量剩下。判断哪个是哪个是SPM的常规技能，而学生常因为比较原始的量、而不是摩尔比而答错。

这篇指南给出一个可靠的方法和两道例题，用到方程式中的摩尔比。

为何原始的量会骗你

人们很容易说「X 比较多，所以 Y 先用完」。只有当两者以 1 : 1 反应时这才安全。

如果配平方程式要求每一个某反应物就要两个另一反应物，那量就必须对照系数来衡量，而不是彼此对照。这正是限量反应物问题的全部要点。

四步法

1. 写出配平方程式，记下每种反应物的系数。
2. 求出所给每种反应物的摩尔数，用摩尔 = 质量 ÷ 摩尔质量，或摩尔 = 浓度 × 体积。
3. 把每种反应物的摩尔数除以它的系数。 结果较小的那种是限量反应物；另一种过量。
4. 用限量反应物的摩尔数和摩尔比求出产物的摩尔数，再求质量或体积。

除法这一步是关键动作。比较「摩尔除以系数」把两种反应物放在同一基准上，所以较小的值才真正是先用完的那个。

例题一：镁和酸

把 0.10 mol 镁加入 0.15 mol 盐酸。哪个是限量，生成多少氢气？

第1步，方程式。 Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂。

Mg 系数为 1，HCl 系数为 2。

第2步，所给摩尔。 Mg = 0.10 mol，HCl = 0.15 mol。

第3步，除以系数。 Mg：0.10 ÷ 1 = 0.10。

HCl：0.15 ÷ 2 = 0.075。较小的值是 HCl，所以 HCl 是限量反应物，镁过量。

第4步，求产物。 由方程式，2 mol HCl 生成 1 mol H₂，所以 H₂ 的摩尔 = 0.15 ÷ 2 = 0.075 mol。

在室温下即 0.075 × 24 = 1.8 dm³ 氢气，用到气体摩尔体积 24 dm³ mol⁻¹。

留意，如果你比较原始的量，可能会错选镁；除以系数才给出正确答案。更多练习见我们的限量反应物页。

例题二：在氧气中燃烧

把 4.8 g 碳在 12.8 g 氧气中燃烧。哪个是限量，生成多少质量的二氧化碳？

（相对原子质量：C = 12，O = 16。）

第1步，方程式。 C + O₂ → CO₂。

两者系数都是 1。

第2步，所给摩尔。 碳：4.8 ÷ 12 = 0.40 mol。

氧（O₂，摩尔质量 32）：12.8 ÷ 32 = 0.40 mol。

第3步，除以系数。 两者都给 0.40 ÷ 1 = 0.40。

它们完全相等，所以两种都不过量，反应物正好是化学计量比。

第4步，求产物。 CO₂ 的摩尔 = 0.40 mol；质量 = 0.40 × 44 = 17.6 g。

当相除后的值相等时，反应是「恰好」混合、没有剩余，这是一个合理又会考的结果。

检查你的答案

两个快速检查能抓出大多数错误：

• 过量反应物应有剩余。 你可以算出限量反应物实际消耗了多少过量物、再相减来确认剩余量。在例题一中，0.15 mol HCl 消耗 0.075 mol Mg（只有一半，来自 1 : 2 的比），剩下 0.10 − 0.075 = 0.025 mol 镁未反应。
• 绝不要以过量反应物为基础算产物。 产物永远来自限量反应物的摩尔数，用过量的那种是最常见的错误，会给出偏大的答案。

换成质量或体积

一旦你有了限量反应物的摩尔数，其余就是普通的化学计量：用摩尔比得到产物的摩尔数，再用摩尔 × 摩尔质量换成质量，或用摩尔 × 24 dm³ mol⁻¹（室温）换成气体体积。质量换算的讲解见我们的产物或反应物的质量页。

练到顺序变成自动

顺序从不改变：配平、求摩尔、除以系数、选较小的、再由它推产物。做一道收集气体的题和一道质量的题，方法就成了本能。

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