Моль и стехиометрия: учебное руководство

Главные идеи

Моль связывает взвешенную массу с числом частиц. Стехиометрия затем использует коэффициенты уравнения реакции, чтобы пересчитывать количества реагентов и продуктов.

• Количество вещества — это масса, делённая на молярную массу: n = m ÷ M. Один моль содержит 6,022 × 10²³ частиц.
• Сначала уравняйте уравнение. Коэффициенты дают отношение молей, а не граммов.
• Ограничивающий реагент — тот, что заканчивается первым. Переведите каждый реагент в моли, разделите на коэффициент, и наименьшее значение ограничивает реакцию.
• Выход в процентах сравнивает фактически полученное с теоретическим максимумом по ограничивающему реагенту.

Основные формулы

• n = m ÷ M
• N = n × 6.022 × 10²³
• percent yield = actual ÷ theoretical × 100
• mass % = mass of part ÷ total mass × 100

Разобранный пример

Для 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O смешали 4,0 г H₂ и 40,0 г O₂. n(H₂) = 4,0 ÷ 2,016 = 1,98 моль и n(O₂) = 40,0 ÷ 32,00 = 1,25 моль. Для H₂ нужно 0,99 моль O₂, а есть 1,25 моль, поэтому ограничивает H₂. Образуется воды 1,98 моль × 18,02 г/моль = 35,7 г. Если получено 30,0 г, выход равен 30,0 ÷ 35,7 = 84 %.

Частые ошибки

• Подстановка граммов прямо в мольное отношение из уравнения.
• Сравнение коэффициентов без предварительного уравнивания реакции.
• Выбор в качестве ограничивающего реагента с меньшей массой, а не с меньшим числом молей на коэффициент.

Практика

Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Моль и стехиометрия