化学家园

过量计算问题归类解析（1）

                                      

一、给出两种反应物的量，直接选量计算

这是最基本、最直接的过量问题，没有思维难度，只要按部就班严密解题即可。但应注意题目的综合分析，防止顾此失彼。

例1：21g铁粉与8g硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁a g；将上述反应后的固体混合物全部投入到足量的稀硫酸中，可得标况下V L气体。则a、V的数值分别为（    ）

（提示：）

A. 33、8.4                            B. 22、5.6

C. 29、8.4                            D. 22、8.4

解析：根据题意

由S+Fe=FeS可知Fe过量，按S的量计算，，所以。产生的气体为H₂S和H₂的混合气体，由于，，标况下V=8.4。选D项。

此题容易误选B项，只顾前面的分析，忽略了后面的综合。

 

二、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；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2：向的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1.8 mol                           B. 等于1 mol

C. 等于0.9 mol                           D. 小于0.9 mol

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，应小于0.9 mol。选D项。

 

三、混合物与某物质反应的过量问题，需转化计算

涉及混合物与某物质反应的过量问题时，先将混合物抽象转化为单一成分，再判断计算。

例3：在25℃，101kPa条件下，将10 L CO和H₂的混合气体通入15 L O₂中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强，问：

（1）若剩余气体的体积为15L，则原CO和H₂的混合气体中V（CO）＝________L，V（）＝________L。

（2）若剩余气体的体积为a L，则原CO和H₂的混合气体中V（CO）：V（）＝________。

（3）若剩余气体的体积为a L，则a的取值范围是___________。

解析：此题的知识载体是初中就熟悉的两个化学反应：①，②。

三个设问由具体数字到抽象字母，思维难度逐渐加大。该题虽然有多种解法，但解题的突破口是对过量问题的讨论。

（1）根据反应特点可知，消耗O₂ 5L，剩余O₂ 10L，则

由碳原子守恒，

（2）由（1）的分析，将数字换成字母：

，即

则

所以

（3）由极值思想：设混合气体全部是，剩余气体是O₂，则   

设混合气体全部是CO，则  

故10＜a＜20。

 

四. 溶质不足量但溶剂可以继续反应，需慎重选量

Na等活泼金属可以与水直接反应，因此不能简单地按溶质的量进行计算。

例4：和Al各0.2 mol，分别放入1 L 的三份稀盐酸中，产生的物质的量之比为（    ）

A. 1：2：3                           B. 3：2：1

C. 2：1：1                           D. 1：1：1

解析：若不考虑过量，直接按金属计算则误选A项。根据；；可知盐酸对于三种金属都是不足量的，因此也会误选D项。事实上由于Na还可以与盐酸中的反应，不会剩余，最终产生0.1 mol ，是Mg和Al的2倍。选C项。

 

五、某种反应物剩余后可以发生副反应，需逆推讨论

两种反应物相互作用后，剩余物质可以继续发生其他反应，致使生成物的成分不确定，需逆向思维，分类讨论。例如NO₂与O₂混合通入水中；NaOH与NaHCO₃固体混合加热；Si O₂与CaCO₃高温反应等。

例5：将盛有100 mL NO₂和O₂混合气体的试管倒扣在水槽中，让其充分反应，结果剩余气体10mL，则原混合气体中NO₂与O₂的体积之比为（    ）

A. 18：7                 B. 3：2                 C. 9：1                 D. 43：7

解析：根据。

分类讨论：若剩余气体为O₂，则

A项符合；

若剩余气体为NO，则原混合气体中NO₂过量，发生如下反应：

所以

则

D项符合。

选A、D项。

 

六、生成物与过量的反应物继续反应，需确定比例守恒解题

两种物质发生反应后的一种生成物可以继续和过量的反应物作用，导致相对过量或不足。这类题有正向推导类型，如H₂S和O₂按一定比例混合点燃，确定生成物量的多少；NH₃与Cl₂的反应等。也有逆向推导类型，如将CO₂（或SO₂、H₂S等）通入到NaOH（或KOH）中，由生成固体物质的质量确定成分。基本思路是依据原子守恒（若为氧化还原反应可按电子守恒）巧妙解题。

例6：向300 mL KOH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：

①

②

③当时，。

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；

II. 恰好按①反应完全，白色固体为；

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）

若按①反应，得到固体的质量，不符合题意。

若按③反应，，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：

解得：

则

由K守恒，。

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2007年06月26日 星期二 21:24】【注册】【打印】