Как рассчитать предельный реагент и теоретический выход

Ограничивающий реагент реакции – это реагент, который вытечет первым, если бы все реагенты вступили в реакцию вместе. Как только ограничивающий реагент полностью израсходуется, реакция прекратится. Теоретический выход реакции – это количество продуктов, образующихся, когда ограничивающий реагент заканчивается. Этот рабочий пример химической задачи показывает, как определить ограничивающий реагент и рассчитать теоретический выход химической реакции.

Ограничение реагента и теоретическая проблема выхода

Вам дается следующая реакция:

2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O (l)

Вычислить:

а. стехиометрическое отношение молей H 2 к молям O 2
b. фактическое количество молей H 2 до молей O 2 , когда 1,50 моль H 2 смешано с 1,00 моль O 2
c. ограничивающий реагент (H 2 или O 2 ) для смеси в части (b)
d. теоретический выход в молях H 2 O для смеси в части (b)

Решение

a. Стехиометрическое соотношение определяется с помощью коэффициентов сбалансированного уравнения. Коэффициенты – это числа, указанные перед каждой формулой. Это уравнение уже сбалансировано, поэтому обратитесь к руководству по уравнениям балансировки, если вам нужна дополнительная помощь:

2 моль H 2 /моль O 2

b. Фактическое соотношение относится к количеству молей, фактически предусмотренных для реакции. Это может быть или не совпадать со стехиометрическим соотношением. В данном случае все иначе:

1,50 моль H 2 /1,00 моль O 2 = 1,50 моль H 2 /моль O 2

c. Обратите внимание, что фактическое соотношение меньше требуемого или стехиометрического соотношения, что означает, что H 2 недостаточно для реакции со всеми O 2 , которые были при условии. «Недостаточный» компонент (H 2 ) является ограничивающим реагентом. Другими словами, можно сказать, что O 2 избыточно. Когда реакция завершится, все H 2 будут израсходованы, останется O 2 и продукт H 2 О.

d. Теоретический выход основан на расчете с использованием количества ограничивающего реагента, 1,50 моль H 2 . Учитывая, что 2 моль H 2 образует 2 моль H 2 O, мы получаем:

теоретический выход H 2 O = 1,50 моль H 2 x 2 моль H 2 O/2 моль H 2

теоретический выход H 2 O = 1. 50 моль H 2 O

Обратите внимание, что единственное требование для выполнения этого расчета – знать количество ограничивающего реагента и отношение количества ограничивающего реагента к количеству продукта.

Ответы

а. 2 моль H 2 /моль O 2
b. 1,50 моль H 2 /моль O 2
c. H 2
d. 1,50 моль H 2 O

Советы по работе с этим типом проблемы

  • Самый важный момент, о котором следует помнить, – это то, что вы имеете дело с молярным соотношением между реагентами и продуктами. Если вам дано значение в граммах, вам нужно преобразовать его в моль. Если вас попросят указать число в граммах, вы конвертируете обратно из молей, использованных в расчетах.
  • Ограничивающий реагент автоматически не является реагентом с наименьшим количеством молей. Например, предположим, что у вас есть 1,0 моль водорода и 0,9 моль кислорода в реакции образования воды. Если бы вы не смотрели на стехиометрическое соотношение между реагентами, вы могли бы выбрать кислород в качестве ограничивающего реагента, однако водород и кислород реагируют в соотношении 2: 1, так что вы фактически израсходуете водород намного раньше, чем использовали бы. увеличить количество кислорода.
  • Когда вас просят указать количество, следите за количеством значащих цифр. В химии они всегда важны!
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий