한계반응물과 수득률. 356 g CO와 65.0 g H2의 반응

한계반응물과 수득률. 356 g CO와 65.0 g H2의 반응

 

 

356 g CO와 65.0 g H2를 반응시켰을 때,

CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)

1) 생성될 수 있는 메탄올의 질량

2) 남아있는 초과반응물의 질량

3) 285.8 g 메탄올이 생성되었다면, 수득 백분율은 얼마인가?

 

 

자동차 경주에 사용되는 메탄올(CH3OH)은

일산화탄소와 수소가 반응하여 만들어진다.

CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)

365 g의 CO와 65.0 g의 H2를 혼합해 반응을 한다고 할 때,

a) 생성될 수 있는 메탄올의 질량은 얼마인가?

b) 한계 반응물이 소모된 후 남아있는 초과 반응물의 질량은 얼마인가?

c) 실험을 통해 메탄올이 285.8 g 생성되었다면, 수득 백분율은 얼마인가?

 

---------------------------------------------------

 

> CO의 몰질량 = 28 g/mol

> H2의 몰질량 = 2 g/mol

> CH3OH의 몰질량 = 32 g/mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/16840 )

 

 

 

> CO의 몰수 = 356 g / (28 g/mol) = 12.7 mol

> H2의 몰수 = 65.0 g / (2 g/mol) = 32.5 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

CO + 2H2 → CH3OH

 

CO : H2 = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

12.7 mol CO와 반응하는 H2의 몰수를 계산하면,

CO : H2 = 1 : 2 = 12.7 mol : ? mol

 

? = 2 × 12.7 = 25.4 mol H2

---> H2는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다?

---> H2 = 초과 반응물. 따라서 CO = 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

 

CO : CH3OH = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성되는 CH3OH의 몰수 = CO의 몰수 = 12.7 mol

 

12.7 mol × (32 g/mol) = 406 g CH3OH

---> 1) 생성될 수 있는 메탄올의 질량

 

 

 

32.5 – 25.4 = 7.1 mol H2

 

7.1 mol × (2 g/mol) = 14.2 g H2

---> 2) 남아있는 초과 반응물의 질량

 

 

 

(285.8 g / 406 g) × 100 = 70.4%

---> 3) 수득 백분율

( 참고 https://ywpop.tistory.com/61 )

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/6245 ] 84 g CO 기체와 10 g H2 기체를 반응시켜 CH3OH를 얻었다. 이론적 수득량은?

 

 

 

[키워드] 수득 백분율 기준문서, 수율 기준문서, 수득률 기준문서