yield 67.0% N2H4 mass 26.57 g N2 react 4.65 g H2

yield 67.0% N2H4 mass 26.57 g N2 react 4.65 g H2

 

 

For the reaction N2(g) + 2H2(g) → N2H4(l),

if the percent yield for this reaction is 67.0%,

what is the actual mass of hydrazine (N2H4) produced

when 26.57 g of nitrogen reacts with 4.65 g of hydrogen?

 

 

 

각 반응물의 몰수를 계산하면,

26.57 g / (28 g/mol) = 0.9489 mol N2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

4.65 g / (2 g/mol) = 2.325 mol H2

 

 

 

N2(g) + 2H2(g) → N2H4(l)

 

N2 : H2 = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.9489 mol N2와 반응하는 H2의 몰수를 계산하면,

N2 : H2 = 1 : 2 = 0.9489 mol : ? mol

 

? = 2 × 0.9489 = 1.898 mol H2

---> H2는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다?

---> H2 = 과잉 반응물, N2 = 한계 반응물.

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

 

 

 

생성물의 양은 한계 반응물의 양에 의해 결정되고,

N2 : N2H4 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성되는 N2H4의 몰수 = 0.9489 mol

 

 

 

N2H4의 몰질량 = 2(14) + 4(1) = 32 g/mol 이므로,

0.9489 mol × (32 g/mol) = 30.3648 g N2H4

---> 이론적 수득량

 

 

 

수득률 = (실제 수득량 / 이론적 수득량) × 100

( 참고 https://ywpop.tistory.com/61 )

 

실제 수득량 = 이론적 수득량 × (수득률/100)

= 30.3648 g × (67.0/100)

= 20.3444 g

 

 

 

답: 20.3 g

 

 

 

 

[참고] 정밀한 몰질량을 사용하면,

> N2 = 28.0134 g/mol

> N2H4 = 32.0452 g/mol

 

26.57 / 28.0134 × 32.0452

= 30.39406 g

---> 이론적 수득량

 

30.39406 × (67.0/100)

= 20.364 g

---> 답: 20.4 g

 

 

 

 

[키워드] N2(g) + 2H2(g) → N2H4(l) 반응 기준