線上基礎化學/定量關係

  第 6 章 化學中的定量關係

有了在本課程中構建的背景知識，我們現在可以更定量地看待化學。雖然化學和數學（在同一房間裡）的概念可能會讓你想要尖叫，但我們將在本章中看到，諸如化學計量學和質量平衡之類的概念並不算太難，可以使用我們在前幾章中掌握的相同問題解決演算法來解決。一旦掌握了化學計量平衡的概念，我們將最終解決限量反應物。限量反應物問題可能看起來很具有挑戰性，但我們會看到它與我們常規進行的計算相同......我們只需要進行兩次計算即可。

  6.1 概述化學計量學

化學計量學...多麼奇妙的詞！它聽起來如此複雜，如此化學。事實上，這是一個相當簡單的概念；化學計量學是指給定化學反應中化學反應物和產物的摩爾質量之間的關係。在第 5 章中，我們學習了透過在反應物或產物前面插入數字係數來平衡化學方程式，以使方程式兩側的原子數量和型別相同。因此，在鈉金屬與氯氣反應中，平衡的化學方程式為：圖 6.1

2 Na (s) + Cl₂ (g) → 2 NaCl (s)

該方程式告訴我們，兩個鈉原子與一個氯氣分子反應生成兩個氯化鈉。鈉和氯化鈉前面的係數稱為該反應的化學計量係數。如果我們要完全反應該反應中一個氯氣分子，該化學計量告訴我們，兩個鈉原子（原子質量為 22.99）總質量為 45.98 amu，將與一個氯氣分子（質量為 70.90 amu）反應生成兩個氯化鈉（式量為 137.94），總計 275.9 amu 的產物。由於化學家通常不以單個原子或分子的形式談論化學反應，因此以克為單位的反應物和產物的質量，或更方便地以摩爾為單位來描述反應的化學計量更為常見。摩爾化學計量學只是以摩爾為單位的反應物和產物的係數的表達。

  6.2 化學方程式中的摩爾化學計量學

如果我們要用摩爾來描述鈉金屬與氯氣反應，我們會說，兩摩爾鈉金屬與一摩爾Cl₂結合生成兩摩爾氯化鈉。在質量方面，兩摩爾鈉，總質量為 45.98 克，將與一摩爾氯氣（質量為 70.90 克）反應生成兩摩爾氯化鈉，總計 275.9 克產物。同樣，過氧化氫 (H₂O₂) 分解成氧氣和水的摩爾化學計量學，可以簡單地描述為兩摩爾 H₂O₂ 分解成一摩爾氧氣和兩摩爾水。

2 H₂O₂ (aq) → O₂ (g) + 2 H₂O (l)

該反應的化學計量係數為我們提供了有關反應物和產物摩爾量之間關係的關鍵資訊，但在現實世界中，我們並不總是處理兩摩爾過氧化氫。如果你想知道當 0.28 摩爾 H₂O₂ 分解時會形成多少氧氣，該怎麼辦？解決此類問題的一種方法是使用我們將稱為反應路徑的工具。反應路徑是對反應化學計量學的一種簡單對映，它使用箭頭來顯示反應物和產物之間的關係。對於任何簡單反應，可以繪製一條連線反應物和產物的路徑，如下所示：方案 1

使用我們在第 1 章中介紹的給定-求解-比率演算法，如果給定的是摩爾反應物，並且我們想求解摩爾產物，我們可以建立一個簡單的方程式，如下所示：方案 2

$\left(molproduct\right)=\left(molreactant\right)\left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$

摩爾反應物單位抵消，得到摩爾產物的解。如果給定的是摩爾產物，並且我們想求解摩爾反應物，為了使單位正確抵消，我們將建立如下方程式

$\left(molreactant\right)=\left(molproduct\right)\left({\frac {molreactant}{molproduct}}\right)$

這種基本方法可用於解決基於平衡化學方程式的任何 摩爾（質量或氣體）轉換，只要你小心地設定比率，使單位抵消，從而得到具有正確單位的所需解即可。例如，回到 H₂O₂ 分解的問題。如果 0.28 摩爾 H₂O₂ 分解，根據以下給出的方程式，會形成多少摩爾氧氣 (O₂)？方案 3

$\left({\frac {1{\text{ mol O}}_{\text{2}}}{{\text{2 mol H}}_{\text{2}}{\text{O}}_{2}}}\right)$

我們建立了求解摩爾產物的方程式； 通用方程式為

$\left(molproduct\right)=\left(molreactant\right)\left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$

化學計量摩爾比率的設定方式是為了使摩爾反應物抵消，得到摩爾產物的解。代入，方案 4

$\left(x{\text{mol O}}_{\text{2}}\right)=\left({\text{0}}{\text{.28 mol H}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{2}}\right)\times \left({\frac {1{\text{ mol O}}_{\text{2}}}{{\text{2 mol H}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{2}}}}\right)$ = 0.14 mol O₂

因此，0.28 摩爾的 H₂O₂ 分解會產生 0.14 摩爾的產物，氧氣 (O₂)。

例 6.1 使用摩爾化學計量學

a. Iron (III) oxide reacts with hydrogen gas to form elemental iron and water, according to the balanced
   equation shown below. How many moles of iron will be formed from the reduction of excess iron (III) 
  oxide by 0.58 moles of hydrogen gas? 

b. When an impure sample containing an unknown amount of Fe2O3 is reacted with
   excess hydrogen gas, 0.16 moles of solid Fe are formed. How many moles of Fe2O3 
  were in the original sample?

練習 6.1 摩爾化學計量學

氨氣是工業上由氮氣和氫氣根據以下方程式製得的

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

a. If you are given 6.2 moles of nitrogen how many mole of ammonia could you produce?

b. How many moles of hydrogen would you need to fully react with 6.2 moles of nitrogen?

c. If you wished to produce 11 moles of ammonia how many moles of nitrogen would you need to start with?

  6.3 質量計算

上一節中描述的方法允許我們用摩爾表示反應物和產物，但如果我們想知道要產生一定數量的某種產物的克數，需要多少克的反應物呢？當然，這種邏輯上的擴充套件是微不足道的！在第 4 章中，我們學習了用反應物或產物的質量來表示摩爾量。例如，氫氣還原氧化鐵 (III) 會產生金屬鐵和水。如果我們問要產生 1.0 克氧化鐵 (III) 的多少克元素鐵，我們只需使用摩爾化學計量學來確定將產生的鐵的摩爾數，然後使用已知的摩爾質量將摩爾數轉換為克數。例如，1 克 Fe₂O₃ 可以透過記住物質的摩爾數等於該物質的克數除以該物質的摩爾質量來轉換為 mol Fe₂O₃：圖 6.3

$moles=\left({\frac {grams}{molar\ mass}}\right)=\left({\frac {grams}{{}^{grams}\!\!\diagup \!\!{}_{mol}\;}}\right)=\left(grams\right)\times \left({}^{mol}\!\!\diagup \!\!{}_{grams}\;\right)$

使用這種方法，反應物的質量可以作為質量與摩爾質量的比率插入我們的反應路徑中。這在 1.0 克 Fe₂O₃ 的還原反應中得到了體現。方案 5

已知： $\left({\frac {{\text{1}}{\text{.0 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 }}{\frac {{\text{g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{{\text{mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}}}\right){\text{ }}$ 求：x mol Fe

我們建立方程來求解產物的摩爾數；一般方程為

$\left(molproduct\right)=\left(molreactant\right)\times \left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$

化學計量摩爾比被設定成使反應物的摩爾數抵消，得到以產物的摩爾數為單位的解。代入，

$x{\text{ mol Fe=}}\left({\frac {{\text{1}}{\text{.0 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 }}{\frac {{\text{g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{{\text{mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}}}\right)\times \left({\frac {\text{2 mol Fe}}{{\text{1 mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)$

通常將比率 (質量)/(摩爾質量) 表示為如下所示更簡單的方式，

$\left({\frac {{\text{1}}{\text{.0 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 }}{\frac {{\text{g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{{\text{mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}}}\right)=\left({\text{1}}{\text{.0 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}\right)\times \left({\frac {1{\text{ mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)$

進行此操作並重新排列，

$x{\text{ mol Fe=}}\left({\text{1}}{\text{.0 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}\right)\times \left({\frac {1{\text{ mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)\times {\text{ }}\left({\frac {\text{2 mol Fe}}{{\text{1 mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)$ = 0.013 mol

也就是說，1.0 克 Fe₂O₃ 被過量氫氣還原將產生 0.013 摩爾的元素鐵。所有這些計算都是基於原始問題中氧化鐵的質量（1.0 克）進行的兩位有效數字。請注意，我們在該解決方案中有兩個轉換因子（比率）；一個是從質量到摩爾質量，第二個是從平衡化學方程式得到的化學計量摩爾比。已知我們有 0.013 摩爾的 Fe，現在我們可以透過知道 1 摩爾的 Fe 質量為 55.85 克來將其轉換為克；產量將為 0.70 克。

我們還可以修改基本設定，以便可以直接找到鐵的克數。我們修改後的路徑將如下所示：方案 6

這裡我們只是用（摩爾  摩爾質量）來代替，得到將要產生的鐵的質量。再次，我們設定問題來求解摩爾產物；

$\left(molproduct\right)=\left(molreactant\right)\left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$

在摩爾產物和摩爾反應物的位置，我們使用如上所示的質量和摩爾質量表示式。化學計量摩爾比被設定為使摩爾反應物（給定）抵消，從而得到摩爾產物的解。代入，

$\left(x{\text{ mol Fe}}\right)\left({\text{ }}{\frac {5{\text{5}}{\text{.85g Fe}}}{\text{1 mol Fe}}}\right){\text{=}}\left({\text{1 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}{\text{ }}\right)\left({\frac {{\text{1 mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)\times {\text{ }}\left({\frac {\text{2 mol Fe}}{{\text{1 mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)$

重新排列並取消單位，

$x{\text{ g Fe=}}\left(5{\text{5}}{\text{.85 }}{\frac {\text{g Fe}}{\text{mol Fe}}}\right)\left({\frac {{\text{1 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}{\text{ }}\times {\text{ mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}{1{\text{59}}{\text{.70 g Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)\left({\frac {\text{2 mol Fe}}{{\text{1 mol Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}}}\right)$ = 0.70 g

示例 6.2 化學計量學中的質量計算

硝酸銀和氯化鈉的水溶液在雙置換反應中反應，形成氯化銀沉澱，如下面的平衡方程式所示。 圖 6.4

AgNO₃ (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO₃ (aq)

If 3.06 grams of solid AgCl are recovered from the reaction mixture, what mass of AgNO3 
  was present in the reactants? 

示例 6.3 化學計量學中的質量計算

鋁和氯氣反應生成氯化鋁，如下面的方案所示。

2 Al (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 AlCl₃ (s)

If 17.467 grams of chlorine gas are allowed to react with excess Al, what mass of solid aluminum chloride 
  will be formed?

練習 6.2 摩爾化學計量

氨氣，NH_3, 也用在家庭清潔溶液中，它是根據以下方程式從氮氣中生產的
和氫氣： 圖 6.5

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

a. If you have 6.2 moles of nitrogen what mass of ammonia could you hope to produce?

b. If you have 6.2 grams of nitrogen how many grams of hydrogen would you need?

  6.4 百分比產率

當我們使用化學計量計算來預測反應中的量時，我們的結果是基於這樣一個假設，即一切在現實中都完全按照化學方程式描述的那樣發生。不幸的是，情況並非總是如此。當你在實驗室工作時，事情往往會出錯。當你在稱量反應物並將材料轉移到反應容器時，一些材料通常會留在刮刀上或稱量容器中。當你收集產物時，一些可能會溢位，或者在劇烈的反應中，材料可能會從反應容器中逸出。化學計量計算將為你提供一個反應的理論產率；假設反應以 100% 的效率進行，並且在處理中沒有損失任何材料，你應該獲得的產率。從給定反應中分離出來的材料的量稱為實際產率，它總是小於理論產率。你實際分離出來的理論產率的百分比稱為百分比產率。

考慮硝酸銀和氯化鈉反應形成固體氯化銀。如果我們將 10.00 克硝酸銀與過量的氯化鈉反應，我們可以預測我們將獲得： 方案 6.7

我們設定了問題來解決摩爾產物；一般方程式為

$\left(molproduct\right)=\left(molreactant\right)\times \left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$

對於摩爾產物和摩爾反應物，我們使用（質量）/（摩爾質量）的表示式，如上面的方案所示。化學計量摩爾比被設定為使摩爾反應物抵消，從而在摩爾產物中給出解。代入，

$\left(x{\text{ g AgCl}}\right)\left({\frac {\text{1 mol AgCl}}{1{\text{4}}3.32{\text{ g AgCl}}}}\right){\text{ =}}\left(1{\text{0}}{\text{.00 g AgNO}}_{\text{3}}\right)\left({\frac {{\text{1 mol AgNO}}_{\text{3}}}{{\text{169}}{\text{.88 g AgNO}}_{\text{3}}}}\right)\times \left({\frac {1{\text{ mol AgCl}}}{{\text{1 mol AgNO}}_{\text{3}}}}\right)$

或者，

$\left(x{\text{ g AgCl}}\right){\text{=}}\left(1{\text{0}}{\text{.00 g AgNO}}_{\text{3}}\right)\left({\frac {{\text{1 mol AgNO}}_{\text{3}}}{{\text{169}}{\text{.88 g AgNO}}_{\text{3}}}}\right)\times \left({\frac {1{\text{ mol AgCl}}}{{\text{1 mol AgNO}}_{\text{3}}}}\right)\times \left({\frac {1{\text{4}}3.32{\text{ g AgCl}}}{\text{1 mol AgCl}}}\right){\text{ }}$ = 8.440 g

這個質量，由起始材料的質量和方程式的化學計量計算得出，是理論產率。然而，由於氯化銀是從水溶液中析出的沉澱物，因此我們必須過濾它，乾燥它，將其轉移到我們的天平上並稱量它，然後才能測量我們獲得的實際產率。當我們過濾它時，少量的固體很可能粘附在燒瓶的側壁上。當它乾燥後，我們將它轉移到天平上，一些固體將留在濾紙上，一些留在刮刀上，而且（很可能）你的實驗室夥伴會在不合適的時候打噴嚏，將一些固體吹到桌面上。考慮到所有這一切，我們不太可能最終獲得 8.044 克固體 AgCl 的實際產率。

假設我們已經完成了所有這些操作（包括打噴嚏），當我們稱量我們的固體 AgCl 時，我們實際上獲得了 7.98 克固體。我們知道我們獲得了 7.98 克產物（我們的實際產率），並且我們計算出我們應該獲得 8.440 克產物（理論產率）。我們獲得的理論產率的百分比稱為百分比產率，計算方法為（實際產率）/（理論產率）× 100。在本例中

$\left({}^{7.98{\text{ g}}}\!\!\diagup \!\!{}_{{\text{8}}{\text{.440 g}}}\;\right)\times 100=94.5\%$

因此，我們在此反應中獲得的固體 AgCl 的產率為 94.5%（實際上還不錯，考慮到你的實驗室搭檔）。產率的概念通常應用於化學中的所有實驗工作。

示例 6.4 產率

Powdered zinc and solid sulfur combine explosively to form zinc sulfide. You and your lab partner carefully
   mix 0.010 mole of solid zinc powder with exactly 0.010 mole of powdered sulfur in a small
   porcelain crucible. Knowing your lab partner, you allow your instructor to ignite the mixture. 
  The explosion forms a cloud of ZnS, scatters some all over the ground, and leaves a crusty pile of 
  product in the crucible. You transfer this and determine that 0.35 grams of solid product has been recovered. 
  Calculate the percentage yield.

練習 6.3 產率

哈伯法用於根據以下所示的方程式用氮氣和氫氣生產氨氣。然而，該反應的產率並非 100%。

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

Suppose you end up with 6.2 moles of ammonia, but the reaction stoichiometry predicts that you should 
  have 170.0 grams of ammonia. What is the percent yield for this reaction?

If you started with 6.2 grams of nitrogen and you produce 6.2 grams of ammonia what would be the percent yield?

  6.5 限量反應物

手套通常有左右手模型。為了製作一雙手套，你需要一隻適合每隻手的手套。如果你有一個裝有 50 只左手手套的盒子，另一個盒子裝有 40 只右手手套，你可以製作 40 雙合適的手套，剩下十隻左手手套。你可以組裝的手套對數受數量最少的手套（右手手套）限制。此示例中的另一隻手套，即左手手套，是過量的。圖 6.6

同樣的邏輯也適用於有兩個或多個反應物的化學反應。在示例 6.4 中，我們仔細稱取了 0.010 摩爾的固體鋅和固體硫，以便讓它們發生反應，生成 0.010 摩爾的產物 ZnS。如果相反，我們讓 0.010 摩爾的 Zn 與 0.020 摩爾的硫反應，會產生多少（理論上）ZnS？答案仍然是 0.010 摩爾的 ZnS。剩下的硫發生了什麼？它就在那裡！當反應完成後，（理論上）會存在 0.010 摩爾的 ZnS 與剩餘的 0.010 摩爾的硫混合在一起。如圖6.7 所示；10 個鋅原子與 20 個硫原子反應生成 10 個 ZnS 分子，剩下 10 個硫原子。

你可能已經注意到，在本節的許多問題中，我們指出一種反應物與第二種反應物的過量發生了反應。在所有這些情況下，產物的理論產率由反應中的限量反應物決定，而一些過量反應物會剩下。如果鋁和氯氣（雙原子氣體）根據以下所示的方程式發生反應，形成氯化鋁，

2 Al (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 AlCl₃ (s)

並且存在 2.0 摩爾的鋁和 14 摩爾的氯，則會形成 2 摩爾的氯化鋁，而 11 摩爾的氯氣會剩餘。我們的化學計量學是

$\left({}^{3{\text{ mol Cl}}_{\text{2}}}\!\!\diagup \!\!{}_{{\text{2 mol AlCl}}_{\text{3}}}\;\right)$

如果反應中使用 3 摩爾的氯氣，則必須剩餘 (14 – 3) = 11 摩爾的氯氣。當提出一個問題並且一個反應物被標記為過量時，產物的理論產率等於限量反應物的摩爾數，並根據反應的化學計量學進行調整。

儘管如果反應物被常規地標記為“限量”或“過量”會更容易，但更常見的情況是，問題是以一種並非總是容易識別限量反應物的方式編寫的。例如，如果你被告知 6.0 克的鋁與 3.8 克的氯氣發生反應，並被要求計算形成的 AlCl₃ 的質量，那麼就沒有簡單的方法來識別限量反應物和過量反應物。在這種情況下，你想要做的只是兩次解決問題。首先，你會計算 6.0 克鋁中的摩爾數，然後計算可以形成多少摩爾的 AlCl₃。接下來，你計算 3.8 克氯氣中存在的摩爾數，然後再次計算可以形成多少摩爾的 AlCl₃。哪種反應物產生最少的產物摩爾數，它一定是限量的，而另一種反應物一定是過量的。

為了解決這個例子，我們可以擴充套件我們的標準方案以顯示兩個反應物：方案 6.8

查詢：x 摩爾的 AlCl₃

查詢：x 摩爾的 AlCl₃

我們建立了問題，以針對每個反應物求解產物摩爾數。 一般方程是

$\left(molproduct\right)=\left(molreactant\right)\times \left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$

兩種反應物的解是

$x{\text{ mol AlCl}}_{\text{3}}{\text{=}}\left({\text{6}}{\text{.0 g Al}}\right)\left({\frac {\text{1 mol Al}}{{\text{26}}{\text{.98 g Al}}}}\right)\left({\frac {\text{1 mol AlCl}}{\text{1 mol Al}}}\right)$，以及

$x{\text{ mol AlCl}}_{\text{3}}{\text{=}}\left({\text{3}}{\text{.8 g Cl}}_{\text{2}}\right)\left({\frac {{\text{1 mol Cl}}_{\text{2}}}{{\text{70}}{\text{.90 g Cl}}_{\text{2}}}}\right)\left({\frac {\text{2 mol AlCl}}{{\text{3 mol Cl}}_{\text{2}}}}\right)$

解這些方程，我們看到，從 6.0 克的鋁開始，可以形成0.22 摩爾的 AlCl₃，並且從 3.8 克的氯氣開始，可以形成0.036 摩爾的 AlCl₃。

記分牌上顯示，6.0 克的 Al 產生 0.22 摩爾的 AlCl₃，而 3.8 克的氯氣產生 0.036 摩爾的 AlCl₃。最低產率來自氯氣，因此它一定是限量的，而鋁一定是過量的。因此，問題中的反應將產生 0.036 摩爾的產物，相當於

$0.036{\text{ mol AlCl}}_{\text{3}}{\text{ }}\left(133.33{\text{ }}{}^{\text{g}}\!\!\diagup \!\!{}_{\text{mol}}\;\right)=4.8{\text{ grams of AlCl}}_{\text{3}}$

例 6.5 限量反應物問題

Lead (IV) chloride reacts with fluorine gas to give lead (IV) fluoride and Cl2. 
  If 0.023 moles of fluorine gas reacts with 5.3 grams of lead (IV) chloride, what mass of lead (IV) 
  fluoride will be formed?

雖然“限量反應物問題”可能很繁瑣，但並不困難。當您遇到限量反應物問題時，請記住，您需要進行兩次簡單的摩爾產率計算，每次針對一個反應物。產生最低摩爾量的反應物是您的限量反應物，您計算出的摩爾值決定了問題中的理論產率。

練習 6.4 限量反應物

氨是“聞香鹽”中的活性成分，由氮和氫根據以下所示方程式製備。

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

If you mix 5.0 mol of nitrogen and 10.0 moles of hydrogen how many moles of ammonia would you produce? 
  Which reactant is in excess?

If you have 6.2 grams of nitrogen and you react it with 6.2 grams of hydrogen how many grams of ammonia 
  would you produce? Which reactant is the limiting reactant?

  學習要點

• 化學計量學是指給定化學反應中化學反應物和產物的質量之間的關係。為了平衡化學方程式而放置在化學方程式中的係數稱為化學計量係數。摩爾化學計量學只是用反應物和產物的摩爾數來表示反應的係數。
• 為了找到當您給定反應物的摩爾數時在化學反應中產生的產物的摩爾數，只需將反應物的摩爾數乘以將該反應物與所需產物聯絡起來的化學計量比；即

$\left(molreactant\right)\times \left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$.

• 為了找到當您給定反應物的質量時在化學反應中產生的產物的摩爾數，只需用摩爾質量除反應物的質量（得到反應物的摩爾數），然後用將該反應物與所需產物聯絡起來的化學計量比乘；即

$\left({\frac {grams}{{}^{grams}\!\!\diagup \!\!{}_{mol}\;}}\right)\times \left({\frac {molproduct}{molreactant}}\right)$ .

• 始終記住，質量除以摩爾質量等於摩爾數；

$\left({\frac {grams}{\left({}^{grams}\!\!\diagup \!\!{}_{mol}\;\right)}}\right)=mol$.

• 根據反應化學計量學計算出的產物的質量或摩爾數稱為該反應的理論產率。您從給定反應中實際分離出的材料量稱為實際產率，它始終小於理論產率。實際產率和理論產率的比值，表示為百分比，稱為百分比產率。
• 如果反應需要多個反應物，並且如果給定每個反應物的質量或摩爾數，則必須將計算視為限量反應物問題。要解決限量反應物問題，只需針對每個反應物執行標準質量計算，注意每個計算中形成的產物的質量（或摩爾數）。在這類計算中產生最少產物量的反應物稱為限量反應物。在這類計算中產生更多產物量的反應物稱為過量反應物。反應中的理論產率將完全基於限量反應物的計算量。
• 如果說化學反應中的反應物“過量”，則假設您有無限量的反應物，並且它永遠不會是限量反應物。

  補充問題

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