限量反应物

本页逐步讲解 SPM化学中的限量反应物：所需公式、需要注意的单位，以及三道示范例题。

何时使用

当题目给出两种反应物的量时，通常有一种先用完并使反应停止。那就是限量反应物，而每一份产物的量都必须由它算出，而不是由过量剩下的那种算出。

方法与单位

这里没有单一公式，而是一套可靠的方法：

1. 求出每种反应物的摩尔数（n = 质量 / 摩尔质量，或 n = MV，或 n = V / 摩尔体积）。
2. 把每种反应物的摩尔数除以它在配平方程式中的系数。
3. 数值最小的那种就是限量反应物。
4. 用限量反应物的摩尔数与摩尔比，求出任何产物。

单位。 量用 mol；第二步的比较是一个纯数。

只有限量反应物才进入产物的计算。

例题一（简单）

2H₂ + O₂ → 2H₂O。你有 4 mol 氢和 3 mol 氧。

哪个是限量？

• H₂：4 / 2 = 2。O₂：3 / 1 = 3。
• 较小的值属于氢，所以氢是限量反应物，氧过量。

例题二（中等）

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂。你有 0.10 mol 镁和 0.15 mol 盐酸。

求生成多少氢气。

• Mg：0.10 / 1 = 0.10。HCl：0.15 / 2 = 0.075。
• HCl 给出较小的值，所以盐酸是限量反应物。
• 比 HCl : H₂ = 2 : 1，故 n(H₂) = 0.15 / 2 = 0.075 mol。

例题三（SPM 水平）

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂。把 2.4 g 镁加入 50 cm³ 的 2.0 mol dm⁻³ 盐酸。

求室温下的氢气体积。（Mg = 24）

• n(Mg) = 2.4 / 24 = 0.10 mol。
• n(HCl) = 2.0 x (50 / 1000) = 0.10 mol。
• Mg：0.10 / 1 = 0.10。HCl：0.10 / 2 = 0.05。HCl 是限量。
• 比 HCl : H₂ = 2 : 1，故 n(H₂) = 0.10 / 2 = 0.05 mol。
• V(H₂) = 0.05 x 24 = 1.2 dm³。

为什么过量反应物是陷阱

注意最后一例中，两种反应物摩尔数相等，并不表示它们同时用完：因为方程式需要的酸是金属的两倍，酸用完了而还剩一些镁。这正是你必须除以系数、而不是直接比较原始摩尔数的原因，也是剩下的反应物在产物量中不起任何作用的原因。

常见陷阱

• 直接比较原始摩尔数。 一定先除以系数；0.10 mol Mg 与 0.10 mol HCl 并非匹配的一对。
• 以为质量小的就是限量。 轻物质的小质量仍可能是很多摩尔。
• 用过量反应物算产物。 产物总是由限量反应物得出。
• 太早停手。 找到限量反应物后，仍要用摩尔比得出题目所要的答案。

我们的老师会让学生把两个「摩尔数除以系数」的数字并排写下，好让限量反应物一眼可辨，其余的计算就走标准的摩尔比路线。