理论表现：组成和实例 - 化学 - 2025

化学反应的理论产率是假设反应物完全转化后可以从产物中获得的最大量。当出于动力学，热力学或实验原因，其中一种反应物发生部分反应时，所得产率低于理论值。

这个概念使您可以比较书面上的化学反应（化学方程式）和实际反应之间的差距。有些可能看起来很简单，但是实验复杂且产量低；而其他的则可以实现，但是简单而高性能。

资料来源：Pxhere

所有化学反应和试剂用量均具有理论产率。因此，可以确定过程变量和命中的有效性程度；产率越高（时间越短），则为反应选择的条件越好。

因此，对于给定的反应，可以选择温度范围，搅拌速度，时间等，并且可以进行最佳性能。这种努力的目的是使理论产量接近实际产量。

理论产量是多少？

理论产率是假定转化率为100％时从反应中获得的产物的量。也就是说，必须消耗所有的限制试剂。

因此，理想情况下，每个合成都应提供等于100％的实验产率或实际产率。尽管这种情况不会发生，但有些反应收率很高（> 90％）

它以百分比表示，要计算它，您必须首先诉诸反应的化学方程式。根据化学计量，确定一定量的限制试剂产生多少产物。之后，将获得的产品数量（实际产量）与确定的理论值进行比较：

％收益率=（实际收益率/理论收益率）∙100％

该％产率允许估计在所选条件下反应的效率。它们的值根据反应的类型而变化很大。例如，对于某些反应，可以将50％的收率（理论收率的一半）视为成功的反应。

但是，这种表现的单位是什么？反应物的质量，即克数或摩尔数。因此，为了确定反应的产率，必须知道理论上可以得到的克或摩尔数。

可以通过一个简单的例子阐明以上内容。

例子

例子1

考虑以下化学反应：

A + B => C

1gA + 3gB => 4gC

该化学方程式对A，B和C物种只有1个化学计量系数。也就是说，对于每克A，3 g B反应生成4 g C（质量守恒）。

因此，当1克A与3克B反应时，该反应的理论收率为4克C。

如果我们有9克A，理论产量是多少？要计算它，只需使用与A和C相关的转换因子：

（9克A）∙（4克C / 1克A）= 36克C

请注意，由于存在更多的试剂A，现在的理论产量为36 g C，而不是4 gC。

两种方法：两次返回

对于上述反应，有两种生产C的方法。假设每种方法都以9克A开头，每种方法都有自己的实际收率。经典方法可以在1小时内获得23 g C；使用现代方法时，半小时内即可获得29 gC。

每种方法的收率是多少？知道理论产量为36克碳时，可应用以下通式：

产率％（经典方法）=（23g C / 36g C）∙100％

63.8％

产率％（现代方法）=（29g C / 36g C）∙100％

80.5％

从逻辑上讲，现代方法是从9克A（再加上27克B）中生成更多克C，其产率为80.5％，高于经典方法的63.8％。

选择两种方法中的哪一种？乍一看，现代方法似乎比经典方法更可行。但是，每个人的经济因素和可能的环境影响都在决定中发挥了作用。

例子2

考虑放热和有希望的反应作为能源：

H ₂ + O ₂ => H ₂ O

请注意，与前面的示例一样，H ₂和O ₂的化学计量系数为1。如果将70 g的H ₂与150 g的O ₂混合，该反应的理论收率是多少？如果得到10和90克H ₂ O ，产量是多少？

在此不确定有多少克H ₂或O ₂反应。因此，这次必须确定每种物种的摩尔数：

H ₂摩尔=（70g）∙（mol H ₂ / 2g）

35摩尔

O ₂摩尔=（150g）∙（mol O ₂ / 32g）

4.69摩尔

极限试剂是氧气，因为1摩尔的H ₂与1摩尔的O ₂反应；并且由于有4.69摩尔的O ₂，那么4.69摩尔的H _2将反应。同样，形成的H ₂ O 的摩尔数将等于4.69。因此，理论产率为4.69摩尔或84.42g的H ₂ O（摩尔乘以水的分子质量）。

缺氧和过量杂质

如果产生10克H ₂ O，则产量为：

产率％=（10 g H ₂ O / 84.42g H ₂ O）∙100％

11.84％

这很低，因为大量的氢气与很少的氧气混合。

另一方面，如果产生90g H ₂ O，则产量将是：

收率％=（90g H ₂ O / 84.42g H ₂ O）∙100％

106.60％

任何性能都不能比理论上高，因此任何高于100％的情况都是异常。但是，这可能是由于以下原因引起的：

-产品由于副反应或副反应而积聚其他产品。

-在反应过程中或反应结束时，产品被污染。

对于本例中的反应而言，第一个原因不太可能，因为除水外没有其他产物。第二个原因是，如果在这样的条件下实际获得了90g的水，则表明存在其他与气体一起错误称重的气态化合物（如CO ₂和N ₂）的进入。

参考文献

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