한계 반응물과 과잉 반응물. N2와 H2 혼합물

한계 반응물과 과잉 반응물. N2와 H2 혼합물

 

 

1.00×10^3 g의 N2와 5.00×10^2 g의 H2 혼합물로부터 생성되는 암모니아의 최대 질량을 얼마인가? 반응하지 않고 남아있는 반응물은 어느 것이며, 남는 양은 얼마인가?

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

 

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N2의 몰질량 = 28 g/mol

1.00×10^3 g / (28 g/mol) = 35.7143 mol N2

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/7738 )

 

H2의 몰질량 = 2 g/mol

5.00×10^2 g / (2 g/mol) = 250 mol H2

 

 

N2 : H2 = 1 : 3 계수비(몰수비) 이므로,

35.7143 mol N2와 반응하는 H2의 몰수를 계산하면,

N2 : H2 = 1 : 3 = 35.7143 mol : 107.1429 mol

---> H2는 이만큼 있다. 남는다.

---> H2는 과잉 반응물, N2는 한계 반응물

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

 

 

생성물의 양은 한계 반응물에 의해 결정되고,

N2 : NH3 = 1 : 2 계수비(몰수비)이므로,

35.7143 mol N2에 의해 생성되는 NH3의 몰수를 계산하면,

N2 : NH3 = 1 : 2 = 35.7143 mol : 71.4286 mol

 

 

NH3의 몰질량 = 17 g/mol

71.4286 mol * (17 g/mol) = 1214.3 g NH3

 

 

반응 후 남아있는 H2의 질량을 계산하면,

250 - 107.1429 = 142.8571 mol H2

142.8571 mol * (2 g/mol) = 285.7 g H2

 

 

답: 1214.3 g NH3, 285.7 g H2