화학 반응에서 반응물은 서로 상호 작용하여 생성물을 형성합니다. 반응에서 완전히 소모되는 반응물을 한계 반응물이라 하고, 이 한계 반응물과 완전히 반응하고도 남아있는 과량으로 존재하는 반응물을 과잉 반응물이라 합니다. 이러한 개념을 이해하기 위해 요리 과정에 비유를 해 보죠.가령, 밀가루 한 컵, 달걀 두 개, 설탕 세 큰술을 사용하여 와플 다섯 개를 만들 수 있다고 합시다. 그러면 밀가루 세 컵, 달걀 네 개, 설탕 여덟 큰술로는 와플을 몇 개 만들 수 있을까요? 밀가루는 열 다섯 개의 와플을 만들기에 충분하고 설탕은 열 세 개와 3분의 1개 와플을 만들 수 있습니다.하지만 계란은 열 개의 와플을 만들 양만 있습니다. 여기서 계란이 한계 반응물이 되는데 가장 적은 수의 와플을 만들 수 있기 때문입니다. 반면 밀가루와 설탕은 과량으로 존재하는 반응물입니다.이제 메탄과 산소의 연소 반응에 의해 이산화탄소와 물이 생성되는 과정을 생각해 봅시다. 균형 방정식의 계수는 반응물 및 생성물의 화학양론적 양을 나타낸다는 것을 기억해 봅시다. 따라서 메탄 대 이산화탄소의 화학양론적 몰비는 1 대 1이고, 산소와 이산화탄소의 몰비는 2 대 1입니다.80그램의 메탄과 128그램의 산소가 있다고 가정해 봅시다. 어느 것이 한계 반응물이고 얼마나 많은 이산화탄소가 형성될까요? 먼저 몰질량을 사용하여 반응물의 질량을 몰로 변환해야 합니다.화학양론적으로 보면 메탄 5몰로 이산화탄소 5몰을 생성하는 반면 산소 4몰로는 단지 2몰의 이산화탄소를 생성합니다. 산소가 더 적은 양의 이산화탄소를 생성하기 때문에 한계 반응물이 되며 메탄은 과잉 반응물입니다. 한계 반응물을 알면 생성물의 몰 수를 그램으로 변환할 수 있습니다.따라서, 88그램의 이산화탄소를 생성할 수 있습니다. 그렇다면 얼마나 많은 메탄가스가 반응을 하지 못한 걸까요? 메탄 대 산소의 몰비로 산소 4몰이 메탄 2몰과 완전히 반응한다는 것을 알 수 있습니다.따라서 반응에 참가하지 못한 과량의 메탄 3몰이 남게 됩니다.