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理論產率計算機

根據可用的反應物莫耳數與平衡係數,找出限量反應物與理論產物量。

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化學計算機

理論產量計算機

根據可用的反應物莫耳數與平衡係數,找出限量反應物與理論產物量。

開始計算前: 反應物量必須以莫耳表示,係數必須來自同一個平衡方程式。結果假設完全轉換為所選產物,且無副反應或損失。

結果

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方法與背景

找出限量反應物與理論產物產率

理論產率計算機可在單一平衡方程式中,找出可用反應物所能生成的最大目標產物量。請輸入每個反應物的名稱、可用莫耳數與平衡係數,再輸入目標產物的係數與莫耳質量。頁面會比較反應進度,辨識限量反應物,並以清晰的化學計量路徑回報產物的莫耳數與質量。

所有反應物量皆使用莫耳,以便直接套用係數比。請先以每種實際反應物形式的莫耳質量,將測得的質量轉換為莫耳。所得結果為完全轉換為選定產物時的理論最大值,並不會預測實際回收率、平衡轉化率、選擇性、副產物、純度或設備中殘留的物料量。

利用反應進度辨識限量反應物

對每個反應物,將可用莫耳數除以其平衡係數,即可得知該反應物能支持多少個完整的化學計量反應進度。最小值會限制反應。將最小進度乘以待求產物的係數,得到理論產物莫耳數,再乘以產物的莫耳質量,即可得到公克數。

比較反應進度而非原始莫耳數至關重要。2 莫耳、係數為 2 的反應物只支持 1 個進度,與 1 莫耳、係數為 1 的反應物相同。如果兩列在指定的數值容差內同為最小進度,則兩者並列為化學計量限制反應物。其他列則在目前輸入的基礎上屬於過量。

參照理論產率範例

對於 2H2 + O2 → 2H2O,假設有 5.0 mol H2 和 2.0 mol O2 可用。氫可支持 5.0/2 = 2.5 個進度,而氧可支持 2.0/1 = 2.0 個進度,因此 O2 為限制物。水的莫耳數為 2.0 個進度 × 係數 2 = 4.0 mol。

使用水的莫耳質量 18.01528 g/mol,可得理論水量 72.06112 g。進行兩個進度需要 4.0 mol 氫,因此理想化的核算中會剩餘 1.0 mol H2 過量。頁面會顯示限制基準表,讓學習者瞭解為何單純選擇原始莫耳數較少的反應物並不總是正確。

檢查平衡係數、莫耳質量與單位

係數必須取自同一個正確平衡的方程式,而待求產物的係數必須採用相同比例。產物的莫耳質量必須對應確切的產物化學式;若含有結晶水,也必須納入。公克、毫克與公斤只是同一計算質量的大小單位轉換,不會改變化學反應或有效數字。

實用的反向檢查方式,是以產物莫耳數除以其係數,恢復限制進度,再將該進度乘以每個反應物的係數,求出所消耗的化學計量。任何所需量都不得超過相應的可用量。如果超過,表示係數、莫耳數或限制反應物的選擇輸入有誤。

理想產率限制、實驗室規劃與隱私

理論產率假設轉換完全、選擇性完美、無競爭反應,且後處理沒有損失。實際製程可能受到平衡、動力學、試劑純度、濕氣、混合或分解等因素限制。實驗後應使用實際分析數據與百分產率。計算出的數量不是安全的操作指示;操作程序、危害、熱、壓力與廢棄物都需要由合格人員審查。

數值會在目前的瀏覽器分頁中計算。NexaCurrent 不會上傳在此輸入的數量、化學式、化學名稱、元素選項或其他資訊,也不必建立帳戶。答案與計算過程顯示後,複製是使用者刻意執行的操作。重新整理或離開頁面會清除目前的計算,因此若稍後研讀時需要結果,請先複製。

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