例談高中化學(xué)過(guò)量問(wèn)題計(jì)算解決策略

王成健

在高中化學(xué)中，過(guò)量問(wèn)題計(jì)算是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，但它又是教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn).高中化學(xué)中，常見(jiàn)的過(guò)量問(wèn)題有下列幾種情況：一是同時(shí)給出兩種以上反應(yīng)物的量；二是已知兩種或兩種以上混合物的總量；三是已知一種反應(yīng)物和一種產(chǎn)物的量.下文主要例談高中化學(xué)過(guò)量問(wèn)題的解決策略.

一、化學(xué)過(guò)量問(wèn)題的計(jì)算題解答步驟

第一步：先把反應(yīng)的方程式寫(xiě)出來(lái)；

第二步：通過(guò)化學(xué)方程式中兩種反應(yīng)物之間量的關(guān)系先判定出哪種反應(yīng)物過(guò)量，常見(jiàn)的判定過(guò)量的方法有：①數(shù)值比較法；②商值比較法；③討論法（取值范圍）；④極值法.

第三步：再用不過(guò)量的那種反應(yīng)物的量進(jìn)行計(jì)算.

二、例題解析

1.同時(shí)給出兩種參加反應(yīng)物的各自的量

例18 mol H2與6 mol O2充分反應(yīng)，求生成水的質(zhì)量.

解設(shè)恰好跟8 mol H2反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為x.

2H2+O22H2O

212

8 molxn（水） 得x=4 mol.

由于題目給的反應(yīng)物O2為6 mol，所以O(shè)2是過(guò)量的，應(yīng)以H2的量來(lái)計(jì)算.

所以n（水）=2×82=8 mol，

m（水）=8 mol×18 g/mol=144 g.

答：可生成144 g水.

例221 g鐵粉與8 g硫粉混合加熱，若不考慮其他損失，可生成硫化亞鐵a g；將上述反應(yīng)后的固體混合物全部投入到足量的稀硫酸中，可得標(biāo)況下V L氣體.則a、V的數(shù)值分別為

（提示：FeS+H2SO4FeSO4+H2S）

A. 33、8.4B. 22、5.6C. 29、8.4D. 22、8.4

解根據(jù)題意

n（Fe）=0.375 mol，n（S）=0.25 mol.

由S+FeFeS可知Fe過(guò)量，按S的量計(jì)算，

n（FeS）=n（S）=0.25 mol，所以m（FeS）=22 g.

產(chǎn)生的氣體為H2S和H2的混合氣體，由于Fe～H2，F(xiàn)e～FeS～H2S，n（H2+H2S）=n（Fe）=0.375 mol，

標(biāo)況下V=8.4.選D項(xiàng).

2.已知兩種或兩種以上混合物的總量

例318.4 g NaOH和NaHCO3固體混合物，在密閉容器中加熱到約250 ℃，經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體，冷卻，稱(chēng)得剩余固體質(zhì)量為16.6 g.試計(jì)算混合物中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解若設(shè)NaOH和NaHCO3按1∶1反應(yīng)：

NaHCO3+NaOH△Na2CO3+H2O↑Δm

844018

8.4 g4.0 g18.4 g-16.6 g=1.8 g

8.4 g+4.0 g=12.4 g<18.4 g，

說(shuō)明反應(yīng)不是按上述比率進(jìn)行反應(yīng).

若NaHCO3過(guò)量，由于受熱會(huì)發(fā)生分解，其差值還會(huì)增大.與題意不合.

若NaOH過(guò)量，由于受熱不會(huì)分解，不影響其差值，符合題意.

過(guò)量的NaOH質(zhì)量為8.4 g-12.4 g=6.0 g，

m（NaOH）=4.0 g+6.0 g=10.0 g，

w（NaOH）=10.0 g18.4 g×100%=54.3%.

例4用消石灰和硫酸銨各10 g混合加熱， 將制得的氨氣溶于水制成200 mL氨水，求此氨水的物質(zhì)的量濃度.

解設(shè)與10 g （NH4）2SO4反應(yīng)需Ca（OH）2的質(zhì)量為x，生成NH3的物質(zhì)的量為n.

（NH4）2SO4+Ca（OH）22NH3+2H2O+CaSO4

132 g74 g2 mol

10 gxn

x=5.6 g<10 g . 故Ca（OH）2過(guò)量.

n（NH3）=2 mol×10 g/132 g=0.1515 mol，

c（氨水）=0.1515 mol/0.2L=0.7575 mol/L.

答：氨水的物質(zhì)的量濃度為0.7575 mol/L.

3.已知一種反應(yīng)物和一種產(chǎn)物的量

例5在含37 g Ca（OH）2的石灰水中通入CO2氣體，共生成30 g白色沉淀，則通入的CO2氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）可能是

A. 5.6 LB. 6.72 LC. 11.2 LD. 15.68 L

解37 g Ca（OH）2為0.5 mol，若與CO2反應(yīng)可生成0.5 mol CaCO3（高量），若反應(yīng)生成Ca（HCO3）2，則沉淀量為0（低量），而實(shí)際沉淀30 g為0.3 mol（中量）.可知，有0.3 mol Ca（OH）2與CO2反應(yīng)生成CaCO3，還有0.2 mol Ca（OH）2與CO2反應(yīng)生成Ca（HCO3）2.

討論：① 當(dāng)CO2不足，只發(fā)生反應(yīng)①，則為0.3 mol，

0.3 mol×22.4 mol/L=6.72 L；

② 當(dāng)CO2過(guò)量部分，發(fā)生反應(yīng)①和②，則為

0.3 mol+0.4 mol = 0.7 mol，

0.7 mol×22.4 mol/L=15.68 L.

選B、D項(xiàng).

例6標(biāo)況下往500 mL FeBr2溶液中緩緩?fù)ㄈ?.48 L Cl2，測(cè)得溶液中有1/3的Br-被氧化成Br2單質(zhì)，求原FeBr2的物質(zhì)的量濃度.

解氧化劑Cl2能將Fe2+、Br-氧化，但還原性順序是Fe2+>Br-，因此根據(jù)Cl2的物質(zhì)的量不同可有如下兩種極端反應(yīng)：

①6FeBr2+3Cl22FeCl3+4FeBr3；

②2FeBr3+3Cl22FeCl3+3Br2.

根據(jù)方程式討論過(guò)量問(wèn)題，分步計(jì)算.設(shè)溶液中有x mol FeBr2，由反應(yīng)①知消耗Cl2 12x mol，生成23x mol FeBr3；根據(jù)題意反應(yīng)②知

13×23x mol FeBr3被氧化，消耗Cl2

32×29x mol=13x mol，

則12x mol+13x mol=4.48 l22.4 L·mol-1=0.2 mol，

解得x=0.24 mol，

c（FeBr2）=0.24 mol0.5 L=0.48 mol·L-1.