有关过量计算举例

(整期优先)网络出版时间:2011-09-19
/ 2

有关过量计算举例

王汉芝

◆王汉芝河北省邯郸市滏春中学056002

一、反应物只发生一个反应的过量计算

1、此类题的特征:已知反应物中两种物质的量。

2、解题步骤:(1)判断何种物质过量;(2)按不足的物质代入计算;(3)得出答案。

3、判断过量的方法。

(1)直接计算法。当两种反应物的量都已给出时,可把某一种反应物A的量当作已知量,另一种反应物B的量当作未知量,然后,根据化学方程式求出B的量(设为b),若b>给出量,则A过量,B不足,应根据B的量进行计算;反之,若b<给出量,A不足,应根据A的量进行计算。

(2)交叉相乘法。先写出化学方程式,在两种反应物化学式的下方写上该物质的关系量,在关系量的下方写上该物质的已知量,然后交叉相乘,比较乘积的大小,乘积大者,表明此物质过量。

(3)比例法。写出化学方程式,在有关物质的化学式下面写出关系量,在关系量的下面列出题中给出的反应物的已知量,将反应物的关系量相比和已知量相比,比较两个比值的大小,比值小者,分母所示反应物过量;比值大时,分子所示的反应物过量。

例1,8molH2与6molO2充分反应,求生成水的量。

解:设恰好跟8molH2反应的O2的物质的量为x

2H2+O2=2H2O

212

8mol6mol

2×6mol>8mol×1所以O2过量,H2代入计算

2H2+O2=2H2O

22

8moln(H2O)

解得n(H2O)=8mol则m(H2O)=8mol×18g.mol-1=104g

答:生成水的质量是104g。

二、已知两反应物各自的量,但两反应物之间可以发生多个反应,求生成物的种类和量

解题方法:①写出两物质发生的所有方程。

②用已知两物质的物质的量的比值同方程的计量数比值相比,判断发生情况,若只发生一个反应,按第一种过量计算的方法计算;若发生两个反应则可以用通式的方法计算。

例2,向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体,充分反应后在减压低温条件下蒸发所得溶液,得到了白色固体。

问:(1)CO2的通入量不同,得到的白色固体的组成也不同。试推断有几种可能的组成,并分别列出。

(2)通入2.24L(标准状况下)CO2气体时,得到了11.9g白色固体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少?

解析:(1)随着CO2物质的量的增大,CO2与KOH溶液依次发生如下反应:

①CO2+2KOH=K2CO3+H2O

②CO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

③当n(CO2)≥n(KOH)时,CO2+KOH=KHCO3

减压低温条件下蒸发得到的混合物有多种可能。运用有序思维进行讨论:

I.如KOH剩余,白色固体为KOH和K2CO3;

II.恰好按①反应完全,白色固体为K2CO3;

III.开始发生反应②,白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物;

IV.K2CO3全部转化为KHCO3相当于发生了反应③。

(2)V(CO2)=2.24L,n(CO2)=0.1mol

若按①反应,得到固体的质量m≥13.8g,不符合题意。

若按③反应,m≤10.0g,不符合题意。

因此产物是K2CO3和KHCO3的混合物。

根据原子守恒、质量守恒,得:

n(K2CO3)+n(KHCO3)=0.1mol

138g·mol-1×n(K2CO3)+100g·mol-1×n(KHCO3)=11.9g

解得:n(K2CO3)=0.050mol

n(KHCO3)=0.050mol

则m(K2CO3)=0.050mol×138g·mol-1=6.90g

m(KHCO3)=0.050mol×100g·mol-1=5.00g

K守恒n(KOH)=0.15mol,c(KOH)=0.15mol/0.30L=0.50mol·L-1

三、已知反应混合物的总量和生成物的量,求各反应物的量

此类题目可以根据生成物的量,求出实际消耗反应物的量以及总量,并与题中给出的反应物总量比较,恰好相等,则反应物正好反应完全;若不相等,则说明有一种反应物过量,此题有两种可能的解。

例3,H2和O2共24g在一定条件下反应生成18g水,求原有多少克H2和O2?

解设生成18g水需H2、O2的质量分别为x、y

2H2+O2=2H2O

43236

xy18g

解得:x=2g,y=16g,由于2g+16g<24g,H2、O2均有可能过量。

当H2过量时,m(O2)=16g,m(H2)=2g+6g=8g

当O2过量时,m(H2)=2g,m(O2)=22g

四、固体反应物过量导致酸浓度不够高,需定性判断

化学中的一些反应需要在高浓度下才能进行,当固体反应物过量时,随着反应的进行生成水而使溶液浓度降低,最终导致反应停止或发生其他反应。此时不能简单地选择不足量的物质进行计算,需要动态思维、定性判断。例如,Cu、Ag等金属与浓硫酸的反应;MnO2与浓盐酸的反应。若是Zn与浓硫酸的反应,随着浓度的下降则还原产物由SO2变为H2;而Cu与浓硝酸反应随着浓度的下降则还原产物由NO2变为NO等。

例4,向100ml18mol/L的H2SO4溶液中加入64g铜片并加热,被还原的H2SO4的物质的量()。

A、等于1.8molB、等于1mol

C、等于0.9molD、小于0.9mol

解析:显然Cu过量,若直接选量计算,则误选C项。依题意可知随着反应进行有水的生成而使H2SO4溶液的浓度降低,n(H2SO4)被还原应小于0.9mol。选D项。