内容

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• 第2部分的第1部分：确定限制试剂
• 第2部分，共2部分：确定理论收率

理论产率是化学中所用的术语，表示您希望从化学反应中获得的最大物质量。首先要平衡反应方程式并定义限制试剂。测量要使用的试剂量时，可以计算出所获得物质的量。这是该方程式的理论产率。在实际实验中，您可能会丢失其中的一部分，因为这不是理想的实验。

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第2部分的第1部分：确定限制试剂

1. 从平衡反应开始。 反应方程式类似于配方。它显示哪些试剂（左侧）相互反应形成产物（右侧）。平衡反应在方程式的左侧（作为反应物）将具有与右侧相同的原子数（以产物形式）。
   • 例如，假设我们有一个简单的方程式 ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$计算每个反应的摩尔质量。 使用元素周期表或其他参考书，查找每种成分中每个原子的摩尔质量。将它们加在一起以求出每种试剂化合物的摩尔质量。对化合物的单个分子执行此操作。再次考虑氧气和葡萄糖转化为二氧化碳和水的方程式： ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$将每种试剂的数量从克转换为摩尔。 对于真实的实验，将知道您使用的每种试剂的质量（克）。用该值除以该物质的摩尔质量（换算成摩尔数）。
     • 例如，假设您从40克氧气和25克葡萄糖开始。
     • 40克 ${ displaystyle O_ {2}}$确定试剂的摩尔比。 摩尔是化学中使用的一种计算工具，用于根据分子的质量对分子进行计数。通过确定氧气和葡萄糖的摩尔数，您可以知道每个分子有多少个分子。为了找到两者的比率，将一种试剂的摩尔数除以另一种试剂的摩尔数。
       • 在以下示例中，您将从1.25摩尔的氧气和0.139摩尔的葡萄糖开始。因此，氧气和葡萄糖分子的比例为1.25 / 0.139 = 9.0。此比率意味着您拥有的氧气分子数量是葡萄糖的9倍。
     • 确定反应的理想比例。 看一下平衡响应。每个分子的系数告诉您发生反应所需的分子比例。如果您正使用公式给出的比率，则两种试剂应同等使用。
       • 对于该反应，反应物给出为 ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$比较比率以找到限制试剂。 在大多数化学反应中，一种试剂会比另一种更早用完。首先用尽的试剂称为限制试剂。这种限制试剂决定化学反应可以持续多长时间，以及您可以期望的理论产率。比较您计算出的两个比率以确定限制试剂：
         • 在下面的示例中，您开始时的氧气量是葡萄糖的9倍（以摩尔计）。该公式告诉您，理想的比例是氧气对葡萄糖的六倍多。因此，您需要的氧气比葡萄糖还多。因此，另一种试剂（在这种情况下为葡萄糖）是限制性试剂。

第2部分，共2部分：确定理论收率

1. 查看响应以找到所需的产品。 化学方程式的右侧显示了反应产生的产物。当反应平衡时，每种产物的系数表示您可以期望的每种分子比率是多少。每种产品的理论收率或反应完全完成后预期的产品量。
   • 继续上面的示例，您分析了响应 ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$记录您的限制试剂的摩尔数。 您应始终将限制试剂的摩尔数与产品的摩尔数进行比较。如果尝试比较每个的质量，将不会得到正确的结果。
     • 在以上示例中，葡萄糖是限制性试剂。根据摩尔质量计算，前25克葡萄糖等于0.139摩尔葡萄糖。
   • 比较产品中的分子与试剂之间的比例。 返回到平衡反应。用所需试剂的分子数除以限制试剂的分子数。
     • 此示例的平衡反应为 ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$将该比率乘以限制试剂的摩尔数。 答案是所需产物的理论产率，以摩尔计。
       • 在该示例中，25克葡萄糖等于0.139摩尔葡萄糖。二氧化碳和葡萄糖的比例为6：1。您期望产生的二氧化碳量是开始时使用的葡萄糖摩尔量的六倍。
       • 二氧化碳的理论产率为（0.139摩尔葡萄糖）×（6摩尔二氧化碳/摩尔葡萄糖）＝ 0.834摩尔二氧化碳。
     • 将结果转换为克。 这与您先前计算摩尔数或试剂量的步骤相反。当您知道可以预期的摩尔数时，将其乘以产品的摩尔质量，即可得出以克为单位的理论收率。
       • 在以下示例中是CO的摩尔质量₂ 约44克/摩尔。 （碳的摩尔质量为〜12 g / mol，氧的摩尔质量为〜16 g / mol，所以总摩尔数为12 + 16 + 16 = 44）。
       • 乘以0.834摩尔的一氧化碳₂ x 44克/摩尔一氧化碳₂ =〜36.7克。实验的理论产量为36.7克一氧化碳₂.
     • 如果需要，请对其他产品重复计算。 在许多实验中，您可能只对特定产品的产量感兴趣。如果您想了解两种产品的理论收率，您要做的就是重复该过程。
       • 在此示例中，水是第二产品 ${ displaystyle H_ {2} O}$。根据平衡反应，可以从一分子葡萄糖中获得六分子水。这是6：1的比率。因此，0.139摩尔的葡萄糖应产生0.834摩尔的水。
       • 将水的摩尔数乘以水的摩尔质量。摩尔质量为2 + 16 ＝ 18g / mol。乘以乘积，得到0.139 mol H₂O x 18克/摩尔H₂O ＝〜2.50克。在该实验中水的理论产量为2.50克。