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输入计算

数学公式

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结果

理论产量
24.4296
克产物
限制性反应物摩尔数 0.555093 mol
化学计量比(产物/限制性反应物) 1
产物摩尔数 0.555093 mol

什么是理论产量?

理论产量是指假设反应完全进行、没有任何损失时,一个化学反应所能生成的产物最大量。它完全取决于限制性反应物(最先被消耗完的反应物)以及配平后的化学方程式。本计算器先把限制性反应物的质量换算成摩尔数,再套用配平方程式中的化学计量摩尔比,最后换算回产物的克数。

展示限制反应物决定最大生成产物量的扁平示意图
理论产量是可获得的最大产物量,由限制反应物决定。

如何使用本计算器

输入限制性反应物的质量(克)及其摩尔质量(g/mol)。然后按照配平方程式中的实际系数,填入产物和限制性反应物的系数,以及产物的摩尔质量。计算器会给出以克为单位的理论产量,同时显示中间的摩尔数,方便你核对计算过程。

公式详解

第一步,限制性反应物的摩尔数 = 质量 ÷ 摩尔质量。第二步,化学计量比 = 产物系数 ÷ 限制性反应物系数。摩尔数乘以这个比值即得产物的摩尔数,再乘以产物的摩尔质量,就得到以克为单位的理论产量:

$$\text{Yield} = \frac{m_{lim}}{M_{lim}} \times \frac{c_{prod}}{c_{lim}} \times M_{prod}$$
理论产量公式步骤的扁平流程图
该公式将限制反应物的质量换算成摩尔数,应用摩尔比,再换算回产物质量。

实例演算

在反应 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O 中燃烧 16 g 甲烷(CH₄,摩尔质量 16.04 g/mol),生成 CO₂(摩尔质量 44.01 g/mol)。CH₄ 的摩尔数 \(= 16 \div 16.04 \approx 0.9975\)。CO₂ 与 CH₄ 的系数比为 1∶1,所以 CO₂ 的摩尔数约为 0.9975,理论产量:

$$\text{Yield} \approx 0.9975 \times 44.01 \approx 43.9 \text{ g CO}_2$$

常见问题

什么是限制性反应物?它是反应中最先被完全消耗的反应物,决定了产物生成量的上限。计算理论产量时,始终要以限制性反应物为依据。

理论产量和实际产量有什么区别?实际产量是你在实验室中实际测得的量,通常因副反应和各种损失而偏低。产率 =(实际产量 ÷ 理论产量)× 100%。

如果产物系数更大会怎样?比值大于 1 意味着每摩尔限制性反应物能生成更多摩尔的产物,产量也会按比例相应增加。

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