2.6 · 摩尔与化学计量练习题 · The Mole and Stoichiometry

每个 $\ce{C2H6}$ 分子含 2 个 C 和 6 个 H，共 8 个原子，所以原子的物质的量 = 0.200 mol × 8 = 1.60 mol，个数 = 1.60 × $6.02 \times 10^{23}$ = $9.63 \times 10^{23}$。题目问的是原子，不是分子（分子只有 0.200 mol）。

先求物质的量：n = N ÷ $N_A$ = $3.01 \times 10^{22}$ ÷ $6.02 \times 10^{23}$ = 0.0500 mol。再求质量：m = n × M = 0.0500 mol × 64 g/mol = 3.20 g。

都换成氧原子的物质的量再比较：0.30 mol $\ce{H2SO4}$：1.20 mol O；1.0 mol $\ce{H2O}$：1.00 mol O；44 g $\ce{CO2}$：2.00 mol O；16 g $\ce{O2}$：1.00 mol O。44 g $\ce{CO2}$ 约是 1 mol，每个分子有 2 个 O，所以氧原子最多。先统一成物质的量，再乘上每个分子中 O 的个数。

$\ce{CaCO3}$ 的摩尔质量 = 40 + 12 + 3 × 16 = 100 g/mol，其中 Ca 占 40 g。质量分数 = 40 ÷ 100 × 100% = 40.0%。

设样品 100 g：n(C) = 82.8 ÷ 12 = 6.90 mol，n(H) = 17.2 ÷ 1 = 17.2 mol。都除以较小的：C : H = 1 : 2.49，不接近整数，都乘 2 得 2 : 5，最简式 $\ce{C2H5}$（式量 29）。58 ÷ 29 = 2，分子式是 $\ce{C4H10}$（丁烷）。$\ce{C2H5}$ 只是最简式，不是分子式。

n($\ce{C2H5OH}$) = 6.90 g ÷ 46 g/mol = 0.150 mol。由方程式，$\ce{C2H5OH}$ 和 $\ce{O2}$ 的物质的量之比为 1 : 3，n($\ce{O2}$) = 3 × 0.150 = 0.450 mol，m($\ce{O2}$) = 0.450 mol × 32 g/mol = 14.4 g。系数比是物质的量之比，不是质量比。

n(Fe) = 5.60 ÷ 56 = 0.100 mol，n(S) = 4.00 ÷ 32 = 0.125 mol。两者按 1 : 1 反应，Fe 的物质的量更少，所以 Fe 不足、S 过量，按 Fe 计算。FeS 和 Fe 的物质的量相等，m(FeS) = 5.60 g × 88 ÷ 56 = 8.80 g。把两种反应物的质量直接相加（9.60 g）是错的，因为硫没有全部反应。

参加反应的 S 和 Fe 的物质的量相等，m(S) = 5.60 g × 32 ÷ 56 = 3.20 g。剩余的硫 = 4.00 − 3.20 = 0.80 g。检查：生成的 FeS 8.80 g + 剩余的 S 0.80 g = 原来的 9.60 g，质量守恒。

理论产量：n($\ce{CaCO3}$) = 10.0 ÷ 100 = 0.100 mol，生成的 CaO 也是这么多，理论产量 = 0.100 × 56 = 5.60 g。产率 = 实际产量 ÷ 理论产量 × 100% = 5.04 ÷ 5.60 × 100% = 90.0%。用反应物的质量当分母（5.04 ÷ 10.0）是错的。

系数之比就是物质的量之比：$\ce{O2}$ : $\ce{Al2O3}$ = 3 : 2，所以 n($\ce{Al2O3}$) = 0.60 mol × 2/3 = 0.40 mol。0.90 mol 是把比例倒过来乘了（× 3/2）。