化學 · 反應公式 · 數量關係 / 原理與探索
限制反應物實驗解說
即使您新增大量的兩個反應物,也不意味著它們一定會完全反應。首先,需要先找出限制反應物,透過比較反應方程式中的係數比和輸入的莫耳數進行比較。不僅需要考慮反應後的產物量,還需要包括反應後的剩餘反應物,以便在反應前後準確比較質量。
它是怎麼工作的?
限制反應物決定了產物的量。在反應之後,產物和剩餘的反應物都需要包含,以保持質量。
關鍵關係
ξ = min(nᵢ/νᵢ) · 剩餘量 = nᵢ − νᵢξ · 產量 = νproductξ
嘗試這個實驗
- 選擇反應方程式,以及2莫耳的反應物,並進行反應。透過計算產物和剩餘物質的總質量來檢查。如果 n/ν 相同,則反應物同時被消耗。
- 保持 3 莫耳的 H₂, 並分別執行和記錄 1 莫耳和 2 莫耳的 O₂。
- 記錄在以下條件下,僅將 O₂ 改變為 1.5 莫耳,保持莫耳數為標準值,僅改變反應方程式為氨的合成。
解讀結果的依據
限制反應物的數值是多少?
需要比較各反應物的莫耳數除以反應係數 ν 後的結果。H₂ 對應 3/2=1.5 mol,O₂ 對應 1/1=1 mol,因此 ξ=1 mol,生成 2 mol 水。
模型的範圍與限制
假設三個反應在沒有任何副反應的情況下完全進行。 忽略平衡、速率和實際收率。 莫耳質量採用教育性原子質量:H=1, C=12, N=14, 和 O=16 g/mol。 曲線是一個表示莫耳數的集合的示意圖,而不是實際的分子數量。 ξ 的單位是莫耳。