中学化学反应的过量计算

1、中学化学反应的过量计算过量计算是中学化学计算的主要类型，也是平常练习和高考 的重点和热点之一。如何突破这一难点是学生面临主要问 题，下面以两个常见的初中反应为例，分析和扩展，以找出 其中蕴含的规律。2 H2+O2=2 H2O (1)CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O(2)对于第一个反应，存在H2过量、。2过量、H2和。2恰好过量三种情况， 而对于第二个反应 除了存在Ca(OH) 2过量和CO2与Ca(OH)2恰好反应外，也存在 CO2过量，但于第一个反应 不同的是，过量的CO2还可以与产物 CaCO3反应，情况就比 较复杂了。于是我们把第一个反应成为简单的过量计算(或者一般的过量反应)

2、 ，把第二个反应物过量可以和产物继续反应称为复杂的过量计算(或者存在连续反应的过量计算) 。一、 简单过量计算 如上所举的 H2 与 O2 的反应，常见的有以下类型： 1 两种反应物的量都已知，需判断哪种反应物过量2、一种反应物的量已知，一种未知，需进行讨论3、两种反应物的量都未知，需讨论对于这样的过量计算的处理， 以完全参加反应的物质作为计算依据即可。 但近年出现了这样的趋势， 就是两种反因物都可能过量，如 2000 高考全国卷30 题：在一定条件下，NO和NH3可以发生反应生成 N2和H2O。现有NO与NH3的混合物1mol,充分反应后所得产物中， 经还原得到的N2比经氧化得到的多1. 4

3、g。( 1) 写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。( 2) 若以上反应进行完全，试写出原反应混合物中 NO 与 NH 3的物质的量可能各是多少。这 就 是一 个 两 种 反应 物 都 可 能 过量 情 况 。 由 方程 式 6NO+4NH 3=5N 2+6H 2O可 知 ， 6molNO 还 原 得3molN 2,4molNH 3 被氧化得2molN 2,两者相差1mol, 现相差0 05mol. ，相当于0 3NO 和 0 2NH 3参加反应，而提供的NO和NH3有1mol,则其中必有一反应物过量0. 5mol,所以有两种情况， 也即 NO 和 NH 3 都有可能过量，故一种情况

4、是：0 3molN 2 和 0 7molNH 3；另一种情况是：0 2molNH 3和0 8molNO.二、 复杂过量计算如以上所举的 CO2 与 Ca( OH) 2 的反应，由于过量的反 应 物 CO2 可 以 和 产 物 Ca(OH)2 发 生 反 应,CO2+Ca(OH) 2=Ca(HCO 3)2,使产物变得复杂，它的特点是：反应物过量时可以和产物继续反应。常见的反应类型还有：C+O2；P+C12 FeO+C;Fe+HNO3(稀)Al 3+OH ;AlO2 +H+ ;H2S+O2 等。处理方法：1、利用连续反应，写生最能体现反应物物质的量比的两个反应方程式。2、利用数轴进行分段讨论如CO

5、2与Ca(OH)2的反应CO2+Ca(OH) 2=CaCO3+H 2O(1)CO2+CaCO3=Ca(HCO 3)2 (2)2CO2+CaCO3=Ca (HCO3) 2 (3) 其中反应(3)可以 由反应(1)和(2)加合而来。画由数轴：n(CO 2)/n(Ca(OH) 2)讨论：(1) n(CO2)/n(Ca(OH)2< 1 时，Ca(OH)2过量，产物是CaCO3(2) n(CO2)/n(Ca(OH) 2 A 2 时，CO2 过量，产物是Ca(HCO3)2(3) 1 < n(CO2)/n(Ca(OH)2< 2 时，CO与 Ca (OH 2 都反应完(若 CO过量，则与 C

6、aCO反应；若Ca(OH)过量， 则与Ca(HCO)2反应。)这一阶段的计算主要有以下方法：利 用反应(1) (3),把它们当作两个平行进行的反应计算；利 用反应(1)(2),看作两个连续反应；也可利用待定系数法进行计算。下面以 2004 上海和北京高考的两个压轴题进行说 明。（2004 上海 31） 黄铜矿（主要成份）是提取铜的主要原料。（1）取12. 5g黄铜矿样品，经测定含 3. 60g 硫（杂质不含硫），矿样中CuFeS2含量为（2）已知 2 CuFeS+4Q=C&S+3s（2+2FeO（反应在800下进行） ，产物Cu2S 在 1200 高温下继续反应：2Cu2S+3O2=2

7、Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2假定个步反应都完全，完成下列计算： 由 6molCuFeS2 生成 6molCu, 求消耗O2 的物质的量。6mol CuFeS和14. 25molQ反应，理论上可得到多少摩尔铜？6mol CuFeS和15. 75molQ反应，理论上可得到多少摩尔铜？第一问比较简单，我们重点讨论第二问的小问。由于反应物Cu2S 过量可以和产物Cu2O 反应，所以这是一个典型的复杂过量计算。由2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 利用方程式加合，我们可以得到这样一个反应：Cu2S+O=2Cu+SQ用这两个方程式画由 数轴讨论。2Cu2S+3O=2C3O+2

8、SO (1) Cu2S+O=2Cu+SO(2)II.n(Cu 2S)/n(O 2)2/3 1 讨论：n(Cu2S)/n(O2)< 2/3,O 2过量，发生反应(1); 2/3 v n(Cu2S)/n(O2) v 1, Cu2S与O2均反应完全，可看作 同时发生反应(1) (2);1<n(Cu2S)/n(O2), Cu2S 过量，发生反应 (2)。第二小题的第二问解决如下：6mol CuFeS2在800 c反应时消耗 12 molQ生成 3mol Cu2s，那么在 1200 c 反应时只剩下2. 25 molO2,此时， n(Cu2S)/n(O2)=3/2 .25>1,属于 C

9、u2S 过量，禾I用 C&S+O=2Cu+SO(2)用完全参加反应的Q计算，很容易得由铜为4. 5mol。对于第三问，类似第二问分析，可知 n(Cu2S)/n(O2)=3/3 . 75 在(2/3 ,1)间，所以Cu2s、Q都完全反应，发生(1) (2), 设发生(2)的Cu2s为xmol,则发生(1) C&S为(3-x)mol ,利用 O2 可建立方程：X+3/2(3-x)=3 75, 解得 x=1 5mol, 所以理论上可得铜 3 mol 。 也可以利用待定系数法：3C的S+3. 7502=1. 5CaO+3Cu+3S2(依 据是化学方程式体现的是反应物和产物之间物质的量的

10、关系，这里反应物是 Cu2S、Q,产物是Cu、SO;配平顺序是先 硫守恒，再氧守恒，最后铜守恒即可) 。( 2004 北京29)有三种不同质量比的CuO 与 C 粉的混合物样品、，甲、乙、丙三同学各取一种样品，加 强热充分反应，测定个样品中 CuO 的量。(1)甲取样品强热，若所得固体为金属 Cu,将其置于足量 稀HNO3中微热，产生1. 12L气体(标况)。样品CuO中 质量为g .(2)乙取样品a g强热，生成气体不能使澄清石灰水变 浑浊，再将反应后的固体与足量稀HNO散热，充分反应后，有bg固体剩余，该固体化学式，样品中CuO质量为_ g。(3)丙称样品强热后，剩余的固体质量比原样品减少了 c g ,若该固体为金属 Cu,样品中CuO物质的量(n)取 值范围为.对第(1)问，可由关系式：3Cu83Cu8HNO-2NO,求生 m(CuO)=6. 0g;对第二问，由题目信息知其气体为 CO有b g固体碳剩余，求得 m(CuO)=20(a-b)/23 g ;而第三问，也是一个复杂的过量计算，分析可