한계시약과 화학량론적 계산. 2H2 + O2 → 2H2O

한계시약과 화학량론적 계산. 2H2 + O2 → 2H2O

 

 

다음 반응식을 참고하여 50 g H2와 128 g O2의 반응식으로부터 생성되는 H2O의 g수를 계산하시오.

_H2 + _O2 → _H2O

(단, H의 원자량은 1.0, O의 원자량은 16.0이다.)

 

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_H2 + _O2 → _H2O 반응식은 미완성 반응식이다.

반응물의 산소 원자 개수(2개) ≠ 생성물의 산소 원자 개수(1개)

 

질량보존의 법칙에 맞게 완성시키면,

2H2 + O2 → 2H2O

이를 균형 맞춘 반응식이라 한다.

 

이렇게 균형을 맞춘 다음, 화학량론적 계산을 해야 한다.

 

각 반응물의 몰수를 계산하면,

50 g H2의 몰수 = 50 g / (2.0 g/mol) = 25 mol H2

128 g O2의 몰수 = 128 g / (32.0 g/mol) = 4 mol O2

( n = W / M 설명 http://ywpop.tistory.com/7738 )

 

2H2 + O2 → 2H2O

H2 : O2 = 2 : 1 계수비(몰수비) 이므로,

H2 : O2 = 2 : 1 = 25 : 12.5 ---> 반응 불가능. O2는 12.5 mol만큼 없다.

H2 : O2 = 2 : 1 = 8 : 4 ---> 반응 가능.

따라서 한계 반응물은 O2.

( 한계반응물 설명 http://ywpop.tistory.com/3318 )

 

생성물의 양은 한계 반응물의 양에 의해 결정되므로,

O2 : H2O = 1 : 2 계수비(몰수비) 이므로,

O2 : H2O = 1 : 2 = 4 mol : ? mol

? = 8 mol H2O

 

H2O의 몰질량 = 18.0 g/mol 이므로,

8 mol H2O의 질량을 계산하면,

8 mol * (18.0 g/mol) = 144 g H2O

 

 

답: 144 g