화학량론적으로 동등하다. 화학량론적 동등

화학량론적으로 동등하다. 화학량론적 동등

 

 

H2 16.0 g이 N2와 완전히 반응하면, NH3는 몇 g이 생성되는가?

 

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▶ 참고: 제3장 화학량론. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15189 ]

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16.0 g H2의 몰수를 계산하면,

16.0 g / (2.016 g/mol) = 7.94 mol H2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

또는 환산 인자로 계산하면,

16.0 g H2 × (1 mol H2 / 2.016 g H2) = 7.94 mol H2

( 참고: 환산 인자 https://ywpop.tistory.com/3121 )

 

 

 

[참고] 화학량론적으로 동등

1 mol H2 = 2.016 g H2

---> 1 mol H2와 2.016 g H2는 화학량론적으로 동등하다.

 

 

 

균형 맞춘 화학 반응식

N2 + 3H2 → 2NH3

---> H2 : NH3 = 3 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

8.00 mol H2 반응 시 생성되는 NH3의 몰수를 계산하면,

H2 : NH3 = 3 : 2 = 7.94 mol : ? mol

 

? = 2 × 7.94 / 3 = 5.29 mol NH3

 

 

 

5.33 mol NH3의 질량을 계산하면,

5.29 mol × (17.03 g/mol) = 90.1 g NH3

 

또는 환산 인자로 계산하면,

5.29 mol NH3 × (17.03 g NH3 / 1 mol NH3) = 90.1 g NH3

 

 

 

환산 인자로 한 번에 계산하면,

 

16.0 g H2 × (1 mol H2 / 2.016 g H2) × (2 mol NH3 / 3 mol H2) × (17.03 g NH3 / 1 mol NH3)

= 16.0 × (1 / 2.016) × (2 / 3) × (17.03 / 1)

= 90.1 g NH3

 

 

 

답: 90.1 g

 

 

반응형

 

 

[참고] 화학량론적으로 동등하다. 화학량론적 동등

다음과 같은 균형 맞춘 화학 반응식에서

N2 + 3H2 → 2NH3

 

a) 1 mol N2와 3 mol H2는 화학량론적으로 동등하다.

---> (1 mol N2 / 3 mol H2) 또는 (3 mol H2 / 1 mol N2) 환산 인자

 

b) 1 mol N2와 2 mol NH3는 화학량론적으로 동등하다.

---> (1 mol N2 / 2 mol NH3) 또는 (2 mol NH3 / 1 mol N2) 환산 인자

 

c) 3 mol H2와 2 mol NH3는 화학량론적으로 동등하다.

---> (3 mol H2 / 2 mol NH3) 또는 (2 mol NH3 / 3 mol H2) 환산 인자

 

 

 

즉, 균형 맞춘 화학 반응식에서

각각의 반응물들과 각각의 생성물들은

각각의 몰수만큼 “화학량론적으로 동등하다.”라고 정의내릴 수 있다.

 

 

 

 

다음과 같은 균형 맞춘 화학 반응식에서

aA + bB → cC + dD

 

a) a mol A와 b mol B는 화학량론적으로 동등하다.

b) a mol A와 c mol C는 화학량론적으로 동등하다.

c) a mol A와 d mol D는 화학량론적으로 동등하다.

d) b mol B와 c mol C는 화학량론적으로 동등하다.

e) b mol B와 d mol D는 화학량론적으로 동등하다.

 

 

 

 

[참고] 화학량론적 계산을 할 때,

몰수비의 비례식으로 계산해도 되고,

화학량론적 동등에 의한 환산 인자로 계산해도 된다.

 

 

 

 

[보충설명] 화학량론적으로 동등

N2 + 3H2 → 2NH3 반응에서,

3 mol H2가 화학량론적으로 반응하면

2 mol NH3가 생성되는데, 이때

3 mol H2 = 2 mol NH3

이렇게 놓고,

이것을 “동등하다”라고 하자고

화학자들이 약속(정의) 했습니다.

---> 약속, 정의 이므로,

“동등하다”가 이해 안된다...

이유를 모르겠다... 등

이런 생각을 할 필요가 없습니다.

약속, 정의 이므로,

그냥 받아들이고 암기하는 겁니다.

 

 

참고로, 이때 “동등하다”는 것은

1인치 = 2.54 cm

와 같은 원리입니다.

즉, 모두 다 “환산 인자”라는 겁니다.

 

 

이 때문에

8.00인치는 몇 cm인가?의 계산을

8.00인치 × (2.54 cm / 1인치)

= 20.3 cm

와 같이 계산할 수 있듯이,

 

N2가 무한정 존재할 때,

12.6 mol H2를 반응시키면,

NH3는 몇 mol 얻을 수 있는가?의 계산도

12.6 mol H2 × (2 mol NH3 / 3 mol H2)

= 12.6 × (2 / 3)

= 8.40 mol NH3

와 같이 계산할 수 있는 겁니다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2023/11/430-mol-c3h8-o2-mol.html ]

4.30 mol C3H8 반응에 필요한 O2의 mol수

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3318 ] 한계반응물과 과잉반응물 계산(결정)

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/12979 ] 질소 70 g과 수소 12 g이 반응하는 경우 한계 반응물이 모두 소모되었을 때 생성되는 암모니아의 질량을 구하시오.

 

 

 

[키워드] 화학량론적으로 동등하다 기준, 화학량론적 동등 기준