Калькулятор Стехиометрии
Рассчитайте массу, моли и лимитирующий реагент по сбалансированному уравнению.
Последнее обновление: август 11, 2026
Стехиометрия: Математика Химических Рецептов
Стехиометрия = использование сбалансированных уравнений для расчета количеств. Это как рецепт: 2 яйца + 1 стакан муки = 12 печений. Химия: $2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$ означает 2 моля водорода + 1 моль кислорода = 2 моля воды. Или в граммах: $4\text{г } H₂ + 32\text{г } O₂ = 36\text{г } H₂O$. Масса всегда сохраняется.
Три ключевых расчета: (1) Мольные соотношения из коэффициентов, (2) Преобразование граммов ↔ молей с использованием молекулярной массы, (3) Нахождение лимитирующего реагента (ингредиент, который заканчивается первым). Освоив это, вы сможете предсказать выход любой реакции.
Основные Шаги Стехиометрии
- Сбалансировать уравнение (коэффициенты показывают мольные соотношения)
- Преобразовать граммы → моли (разделить на молекулярную массу)
- Использовать мольное соотношение из сбалансированного уравнения
- Преобразовать моли → граммы (умножить на молекулярную массу)
- Проверить работу (масса на входе = масса на выходе)
Пример Задачи: Полный Разбор
Проблема: Сколько граммов воды образуется, когда $10\text{г}$ водорода реагируют с избытком кислорода?
Уравнение: $2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$
Пошаговое Решение
- 1. Дано: $10\text{г } H₂$
- 2. Преобразовать в моли: $10\text{г} \div 2.016\text{ г/моль} = 4.96\text{ моль } H₂$
- 3. Мольное соотношение: $2\text{ H₂} : 2\text{ H₂O} = 1:1$
- 4. Моли H₂O: $4.96\text{ моль}$ (то же, что и H₂)
- 5. Преобразовать в граммы: $4.96 \times 18.015\text{ г/моль} = \mathbf{89.4\text{г } H₂O}$
Быстрая Формула
Граммы А × (MM B / MM A) × (мольное соотношение B/A)
$10\text{г } H₂ \times (18.015/2.016) \times (2/2)$
= $10 \times 8.936 \times 1$
= $\mathbf{89.4\text{г } H₂O}$
Понятие Лимитирующего Реагента
Что такое Лимитирующий Реагент?
Реагент, который заканчивается первым, останавливая реакцию.
Пример: Готовим сэндвичи, имея 10 кусочков хлеба + 4 кусочка сыра. Сыр ограничивает вас 4 сэндвичами (2 хлеба на сэндвич). Хлеб находится в избытке.
Проблема: $5\text{г } H₂$ реагируют с $20\text{г } O₂$. Какой из них лимитирующий?
Уравнение: $2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$
| Реагент | Данная Масса | Моли | Необходимое Соотношение | Результат |
|---|---|---|---|---|
| H₂ | $5\text{г}$ | $5 \div 2.016 = 2.48\text{ моль}$ | Нужно соотношение 2:1 | Лимитирующий |
| O₂ | $20\text{г}$ | $20 \div 32 = 0.625\text{ моль}$ | Нужно $2.48\div 2 = 1.24\text{ моль}$ | Избыточный |
Распространенные Задачи по Стехиометрии
| Тип Задачи | Дано | Найти | Метод |
|---|---|---|---|
| Масса-к-Массе | Граммы А | Граммы B | г → моль → соотношение → моль → г |
| Масса-к-Молям | Граммы А | Моли B | г → моль → соотношение |
| Моли-к-Массе | Моли А | Граммы B | соотношение → моль → г |
| Лимитирующий Реагент | Граммы A и B | Какой лимитирует | Сравнить мольные соотношения |
| Процент Выхода | Фактический и Теоретический | % Эффективности | (Фактический/Теоретический) × 100 |
Примеры Мольных Соотношений
| Уравнение | Мольные Соотношения |
|---|---|
| $\mathbf{N₂ + 3H₂ \rightarrow 2NH₃}$ | $1\text{ N₂} : 3\text{ H₂} : 2\text{ NH₃}$ |
| $\mathbf{2Na + Cl₂ \rightarrow 2NaCl}$ | $2\text{ Na} : 1\text{ Cl₂} : 2\text{ NaCl}$ |
| $\mathbf{CH₄ + 2O₂ \rightarrow CO₂ + 2H₂O}$ | $1\text{ CH₄} : 2\text{ O₂} : 1\text{ CO₂} : 2\text{ H₂O}$ |
| $\mathbf{C₃H₈ + 5O₂ \rightarrow 3CO₂ + 4H₂O}$ | $1\text{ C₃H₈} : 5\text{ O₂} : 3\text{ CO₂} : 4\text{ H₂O}$ |
Краткие Советы и Распространенные Ошибки
Сделайте Это
- Всегда сначала балансируйте уравнение
- Используйте размерный анализ (следите за единицами)
- Проверьте, сохраняется ли масса
- Определите лимитирующий реагент в задачах с несколькими реагентами
- Правильно округлите окончательный ответ (значащие цифры)
Избегайте Этого
- Использования несбалансированных уравнений (неверные соотношения)
- Смешивания коэффициентов с индексами
- Забывания преобразовать граммы ↔ моли
- Предположения, что избыточный реагент является лимитирующим
- Смешивания реагентов и продуктов