在进行化学反应之前，了解给定数量的反应物将产生多少产物是很有帮助的。这就是所谓的理论产量。这是计算化学反应理论产率时使用的策略。同样的策略可用于确定生产所需量产品所需的每种试剂的量。

理论产量抽样计算

在存在过量氧气的情况下燃烧10克氢气以产生水。生产多少水？

氢气与氧气结合生成水的反应为：

H2(g) + O2(g) → H2O(l)

第一步：确保你的化学方程式是平衡方程式。

上面的等式是不平衡的。平衡后，方程式变为：

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)

步骤2：确定反应物和产物之间的摩尔比。

该值是反应物和产物之间的桥梁。

摩尔比是反应中一种化合物的量与另一种化合物的量之间的化学计量比。对于这个反应，每使用两摩尔氢气，就会产生两摩尔水。H2和H2O之间的摩尔比为1 mol H2/1 mol H2O。

步骤3：计算反应的理论产率。

现在有足够的信息来确定理论产量。使用以下策略：

1. 使用反应物的摩尔质量将克反应物转换为摩尔反应物
2. 利用反应物和产物之间的摩尔比将摩尔反应物转化为摩尔产物
3. 使用产品的摩尔质量将摩尔产品转换为克产品。

方程式形式：

grams product = grams reactant x (1 mol reactant/molar mass of reactant) x (mole ratio product/reactant) x (molar mass of product/1 mol product)

我们反应的理论产率通过以下公式计算：

• 氢气的摩尔质量=2克
• H2O的摩尔质量=18克

grams H2O = grams H2 x (1 mol H2/2 grams H2) x (1 mol H2O/1 mol H2) x (18 grams H2O/1 mol H2O)

我们有10克氢气，所以：

grams H2O = 10 g H2 x (1 mol H2/2 g H2) x (1 mol H2O/1 mol H2) x (18 g H2O/1 mol H2O)

除克H2O外的所有单位抵消，留下：

grams H2O = (10 x 1/2 x 1 x 18) grams H2O grams H2O = 90 grams H2O

理论上，10克氢气和过量氧气将产生90克水。

计算生成一定量产品所需的反应物

该策略可以稍加修改，以计算生产一定量产品所需的反应物量。让我们稍微改变一下我们的例子：生产90克水需要多少克氢气和氧气？

我们知道第一个示例所需的氢气量，但要进行计算：

grams reactant = grams product x (1 mol product/molar mass product) x (mole ratio reactant/product) x (grams reactant/molar mass reactant)

对于氢气：

grams H2 = 90 grams H2O x (1 mol H2O/18 g) x (1 mol H2/1 mol H2O) x (2 g H2/1 mol H2) grams H2 = (90 x 1/18 x 1 x 2) grams H2 grams H2 = 10 grams H2

这与第一个例子是一致的。要确定所需的氧气量，需要氧气与水的摩尔比。每使用一摩尔氧气，就会产生2摩尔水。氧气和水的摩尔比为1 mol O2/2 mol H2O。

克O2的方程式为：

grams O2 = 90 grams H2O x (1 mol H2O/18 g) x (1 mol O2/2 mol H2O) x (32 g O2/1 mol H2) grams O2 = (90 x 1/18 x 1/2 x 32) grams O2 grams O2 = 80 grams O2

要生产90克水，需要10克氢气和80克氧气。

理论产率计算很简单，只要你有平衡方程式，找到桥接反应物和产物所需的摩尔比。

理论产量快速回顾

• 平衡你的方程式。
• 求出反应物和产物之间的摩尔比。
• 使用以下策略进行计算：将克转化为摩尔，使用摩尔比桥接产物和反应物，然后将摩尔转化回克。换句话说，用摩尔数，然后把它们转换成克数。不要和grams一起工作，假设你会得到正确的答案。

更多示例，请检查理论产率问题和水溶液化学反应示例问题。

来源

• 彼得鲁奇，R.H.，哈伍德，W.S.和赫林，F.G.（2002）普通化学，第8版。普伦蒂斯大厅。ISBN 0130143294。
• 沃格尔，A.I。；塔切尔，A.R。；弗尼斯，B.S。；汉纳福德，A.J。；史密斯，P.W.G.（1996）沃格尔的实用有机化学教科书（第五版）。皮尔森。ISBN 978-0582462366。
• 惠顿，K.W.，盖利，K.D.和戴维斯，R.E.（1992）普通化学，第四版。桑德斯学院出版。ISBN 0030723736。