質(zhì)量差值法在 與 、 計(jì)算中的運(yùn)用

王元文

摘 要：質(zhì)量差值法是化學(xué)計(jì)算中的一種常用方法，它是一種簡(jiǎn)捷快速的解題技巧。在 與 、 反應(yīng)的計(jì)算中靈活運(yùn)用質(zhì)量差值法，可以簡(jiǎn)化繁瑣的計(jì)算過程而快速得出答案。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量差值法；二氧化碳；水蒸汽；計(jì)算；運(yùn)用

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2015）03-205-03

質(zhì)量差值法就是根據(jù)化學(xué)方程式，利用反應(yīng)物和生成物之間的“質(zhì)量差”與反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量形成正比例關(guān)系進(jìn)行相關(guān)計(jì)算的一種解題方法。解題的關(guān)鍵是分析化學(xué)方程式的特點(diǎn)，找準(zhǔn)有關(guān)物質(zhì)反應(yīng)前后發(fā)生質(zhì)量變化的原因，尋找質(zhì)量差值與某些量之間的比例關(guān)系，以質(zhì)量差作為解題的突破口。找出化學(xué)反應(yīng)過程中從反應(yīng)物到生成物（可以是固體之間、液體之間、氣體之間）的質(zhì)量增減有何變化，即在反應(yīng)物質(zhì)量的基礎(chǔ)上與生成物質(zhì)量相比，增加（或減少）了多少克從而確定質(zhì)量差。

一、差量法的數(shù)學(xué)應(yīng)用原理（等比定理）

在化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)是按照一定量的比例關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)的，因此，可以根據(jù)題中的相關(guān)量或?qū)?yīng)量的質(zhì)量差值，利用等比定理得到相應(yīng)的解題方法。

aA + cC= eE

a c e

b d f

a/b=c/d=e/f （a +c）/（b+d ）=（c+e）/（d+f）=（a+e）/（b+f）

a/b=c/d=e/f （a –b）/b=（c-d）/d=（e-f）/f

二、質(zhì)量差值法的解題步棸

1、分析題意，分析化學(xué)反應(yīng)各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，尋找引起差值的原因。2、確定是否能用質(zhì)量差值法解題，分析質(zhì)量差值與始態(tài)量或終態(tài)量是否存在比例關(guān)系，以確定是否能用差值法解題。3、寫出正確的化學(xué)方程式。4、根據(jù)題意確定理論差量與題目中給定的實(shí)際差量，列出比例關(guān)系，求出答案。

三、質(zhì)量差值法在 與 、 計(jì)算中的基本原理

1、從 與 反應(yīng)中固體質(zhì)量差的角度理解：

① △

156g 212g 56g

② △

156g 160g 4g

由此可見，每有 參與反應(yīng)，固體質(zhì)量增重56g，相當(dāng)于 的質(zhì)量；每有 參與反應(yīng)，固體質(zhì)量增重為4g，相當(dāng)于 的質(zhì)量。即足量 與 、 反應(yīng)中，固體質(zhì)量的增重分別相當(dāng)于等物質(zhì)的量的 、 的質(zhì)量。

2、從 到 變化中原子守恒的角度理解：

① （變形為 · ）

② （變形為 · ）

由此可見，每有 轉(zhuǎn)化為 ，相當(dāng)于向外界吸收了 而增重28g（即 的質(zhì)量）；每有 轉(zhuǎn)化為 ，相當(dāng)于向外界吸收了 而增重2g（即 的質(zhì)量）

3、從CO、H 燃燒后產(chǎn)物與Na O 反應(yīng)歷程的角度理解 ①

②

合并得：

合并得：

由此可見，在以上反應(yīng)中CO、H2燃燒時(shí)消耗的 ， 與CO2、H2O反應(yīng)時(shí)放出的 物質(zhì)的量相等（常說的借氧還氧），CO2或 在反應(yīng)中起過渡產(chǎn)物的作用， 起催化劑的作用，相當(dāng)于CO或H2恰好完全被 吸收，故 固體增重的質(zhì)量就是原氣體物質(zhì)CO或H2的質(zhì)量

四、質(zhì)量差值法在CO與H2、計(jì)算中的基本類型

1、純凈氣體CO或H2質(zhì)量的增重

反應(yīng)完畢后，經(jīng)過借氧還氧，CO或H2恰好完全被 吸收，故 固體增重的質(zhì)量就是原氣體物質(zhì)CO或H2的質(zhì)量。

例1：將4g H2在足量的 中完全燃燒，150℃條件下把所有氣體全部通入足量的 固體，充分反應(yīng)后 增重（B）

A.2g B.4g C.32g D.36g

解析：方法一， 反應(yīng)過程中向外界吸收的 與放出的 相等，視為H2完全被 吸收，增重即4g H2的質(zhì)量；

方法二： （看成 ） 變化中增多2H，相當(dāng)于H2 ，視為變化中 向外界吸收了H2，增重即為4g；

簡(jiǎn)評(píng)：mg H2完全燃燒的產(chǎn)物 通入足量 充分反應(yīng)后，增重就是。

例2：將14gCO在足量的 中完全燃燒，150℃條件下把所有氣體全部通入足量的 固體，充分反應(yīng)后增重（A）

A.14g B.28g C.32g D.44g

解析：方法一， 反應(yīng)過程中向外界吸收的 與放出的 相等，視為完全被 吸收，增重即14g CO的質(zhì)量；

方法二： （看成 、CO）變化中增多CO，視為變化中 向外界吸收了CO，增重即為CO質(zhì)量14g

簡(jiǎn)評(píng)：mgCO完全燃燒的產(chǎn)物CO2通入足量 充分反應(yīng)后，增重就是mg。

2、混合氣體CO與H2質(zhì)量的增重

反應(yīng)完畢后，所有CO氣體完全被 吸收，所有CO氣體也完全被 吸收，無論CO與H2按任意比例混合，所有混合氣體都被 吸收了，故 固體增重的質(zhì)量剛好就是原混合氣體（CO和H2）的總質(zhì)量。

例3、3g H2和CO混合氣體在足量的 中完全燃燒.150℃時(shí)，把生成的混合氣體通入足量的 固體充分反應(yīng)后， 增重（C）

A.32g B.30g C.3g D.無法確定

解析：由例1可知，反應(yīng)過程中相當(dāng)于H2完全被 吸收，由例2可知，反應(yīng)過程中相當(dāng)于CO完全被 吸收，故H2與 都被CO恰好完全吸收， 增重即為3g混合氣體的質(zhì)量；

簡(jiǎn)評(píng)：mg H2與CO混合氣體無論以任意比例混合，燃燒后的產(chǎn)物 與CO2通入足量 充分反應(yīng)后，增重質(zhì)量即為mg。3、通式符合 物質(zhì)的質(zhì)量的增重

由CO與H2按任意比例混合均可完全被 吸收，推廣到凡是通式符合 的物質(zhì)，充分燃燒后的產(chǎn)物 與 通入足量的 固體。反應(yīng)完畢后，其中的CO與H2這部分將完全被 吸收（相當(dāng)于amolCO與bmol H2的總質(zhì)量）。故 固體增重的質(zhì)量就是原物質(zhì) 的總質(zhì)量。

例4：將15g甲醛 在足量的 中完全燃燒，120℃時(shí)把生成的混合氣體通入足量的 固體充分反應(yīng)后， 增重（D ）

A.20g B.10g C.30g D.15g

解析：把 變形為 ，由例3可知CO和H2均能被 完全吸收，故 增重便是CO和H2的質(zhì)量之總和，即 的總質(zhì)量15g；

簡(jiǎn)評(píng)：凡是能夠滿足 組成的反應(yīng)物 ，燃燒后的產(chǎn)物（ 和 ）全部通入足量 固體充分反應(yīng)后，增重質(zhì)量即為 。

4、通式不符合 物質(zhì)的質(zhì)量的增重

分析方法是以 物質(zhì)為基礎(chǔ)作參照：若C原子過多，剩余的C原子將以CO的形式被吸收，將它變形為 的組成，增重的質(zhì)量大于原物質(zhì)的總質(zhì)量；若O原子過多，剩余的O原子將以O(shè)2的形式釋放出去而不被吸收，將它變形為 的組成，增重的質(zhì)量小于原物質(zhì)的總質(zhì)量。

例5：46g乙醇 在足量的 中充分燃燒，120℃時(shí)，把生成的混合氣體通入足量的 固體充分反應(yīng)后， 增重（C）

A.46g B.30g C62g. D.92g

解析：把 變形為 ，由例4可知， 這部分均能被 完全吸收，而 燃燒生成 后再通入 ，增重則是 ，相當(dāng)于向外界吸收了1molO，故 增重的質(zhì)量為 ；

簡(jiǎn)評(píng)：凡是能夠滿足 組成的反應(yīng)物 ，燃燒后的產(chǎn)物（ 和 ）全部通入足量 固體充分反應(yīng)后，增重質(zhì)量是m+16z大于 。

例6：184g酒石酸 在足量的 中充分燃燒，120℃時(shí)，把生成的混合氣體通入足量的 固體充分反應(yīng)后， 增重（B）

A.216g B.118g C.152g D.184g

解析：把 變形為 ，由例4可知， 這部分均能被 完全吸收，而剩余的 這部分將不能被 吸收（以 釋放出去），相當(dāng)于 只吸收了 這部分，而沒有吸收多余的 這部分，故 增重的質(zhì)量為 ；

簡(jiǎn)評(píng)：凡是能夠滿足 組成的反應(yīng)物 ，燃燒后的產(chǎn)物（ 和 ）全部通入足量 固體充分反應(yīng)后，增重質(zhì)量是m-16z小于mg。

5、綜合分析

例7：將足量的 、 、 密封于一密閉容器中，用電火花引燃混合氣體，反應(yīng)結(jié)束后，容器中壓強(qiáng)為零（150℃），且殘余物質(zhì)溶于水無氣體產(chǎn)生，則 、 、 三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為（B）

A.1：2：3 B.1：2：6 C.6：2：1

D.3：2：1

解析：以原子守恒的角度，若 、 恰好能夠完全被 吸收，應(yīng)符合通式 組成，即 與 混合時(shí)相當(dāng)于 及 的混合，此時(shí)恰好完全被 吸收，且 對(duì)應(yīng)消耗 變成 ， 對(duì)應(yīng)消耗 變成 ，故消耗 總量應(yīng)為 。

例8：200℃時(shí)11.6gCO2和H2O（g）的混合氣體與足量的 充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加了3.6 g，則原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為（C）

A.5.8 g/mol B.1.6 g/mol C.23.2g/mol D.46.4g/mol

解析：由化學(xué)方程式的共同規(guī)律看出，無論是CO2還是H2O，每2mol氣體都能生成1molO2

反應(yīng)后有8Go2生成（11.6g—3.6g）為0.25mol，應(yīng)該有0.5mol的混合氣體，故原混合氣體的平均平均摩爾質(zhì)量為11.6g/0.5mol.