【有一种反应物过量】的化学方程式计算！

化学姐说

huaxue

「距高考还有192天」

有关化学方程式的计算

[有一种反应物过量的计算]

在化学反应中，反应物之间是按化学方程式所确定的质量比进行反应的．若反应中给出了一种反应物的质量，而其他反应物是足量的或过量的，则可利用已知的反应物的质量求算生成物的质量．

若反应中的两种反应物的质量都已给出，则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应，如果不是恰好完全反应，应判断哪种反应物有剩余(即过量)，然后再根据不足量的反应物求算生成物的质量．

判断反应物过量的方法有：

(1)假设法．

假设一种反应物A完全反应，根据A的质量求算出与A恰好反应的另一反应物B的质量χ(B)，再将χ(B)与题给的B的质量m(B)相比较．

若χ(B)＜m(B)，则假设成立，即B过量，A完全反应，应以A求算生成物的量；

若χ(B)＞m(B)，则假设不成立，即A过量，B完全反应，应以B求算生成物的量．

(2)比较法．

设A与B按化学方程式所确定的质量分别为M(A)和M(B)，然后将题目所给的质量m(A)与m(B)分别与M(A)和M(B)相比，再看比较结果的大小．

(3)交叉法．

将两种反应物的质量m(A)、m(B)分别列入化学方程式中对应物质的质量M(A)、M(B)之下，然后交叉相乘，乘积大者的已知量为过量，小者则反应完全．例如，M(B)·m(A)＞M(A)·m(B)时，反应物A过量，B反应完全．

注意

在进行有一种反应物过量的计算时，还要考虑生成物是否与过量的反应物继续反应，若继续反应，又要进一步判断继续反应时哪一种反应物过量，再进行下一步计算．

例1 将3.3 gCO₂通入含3.7 gCa(OH)₂的澄清石灰水中，问能产生CaCO₃沉淀多少克?

分析 此题中两种反应物的质量都已给出．若CO₂气体过量，则反应生成的CaCO₃与可能.com)过量的CO₂会再发生反应，生成Ca(HCO₃)₂，使生成的CaCO₃部分溶解．

解：先判断CO₂气体与Ca(OH)₂哪个过量．

设3.3g CO₂完全反应需Ca(OH)₂ χ g，则

Ca(OH)₂ CO₂ ＝ CaCO₃↓ H₂O

74 44

χ 3.3

χ＝5.55

由于χ＝5.55(g)＞3.7(g)，即所需的Ca(OH)₂的质量小于题给的质量，故Ca(OH)₂为不足量，CO₂过量．用不足量的Ca(OH)₂求算CaCO₃的质量．

Ca(OH)₂ CO₂ ＝ CaCO₃↓ H₂O

74 44 100

3.7 m₁(CO₂) m₁(CaCO₃)

m₁(CO₂)＝2.2

故剩余m(CO₂)＝3.3－2.2＝1.1(g)．

m_l (CaCO₃) ＝5.0

又判断CO₂与CaCO₃哪个过量．

CaCO₃ CO₂ H₂O＝ Ca(HCO₃)₂

100 44

5.0 1.1

CaCO₃ CO₂ H₂O ＝ Ca(HCO₃)₂

100 44

m₂ (CaCO₃) 1.1

m₂ (CaCO₃)＝2.5(g)

所以最后剩余的CaCO₃的质量为：m(CaCO₃)＝m_l (CaCO₃)－m₂ (CaCO₃)＝5.0－2.5＝2.5（g）

即生成的CaCO₃沉淀为2.5 g．

[多步反应的计算]

从最初的原料反应物经过多步反应变成最后的产物，要求根据反应物的量计算生成物的量或者根据生成物的量求算反应物的量时，可用关系式法求解．关系式法的解题原理是：根据多步反应中的每一步化学方程式，找出最初反应物与最终生成物之间的物质的量的关系，一步列式进行计算．

多步反应计算的一般步骤为：

(1)写出各步反应的化学方程式并配平；

(2)根据化学方程式找出可作为中介的物质，并确定最初反应物、中介物质及最终生成物之间量的关系；

(3)确定最初反应物和最终生成物之间的量的关系；

(4)根据所确定的最初反应物与最终生成物之间的量的关系和已知条件进行计算。

注意

①若最初的反应物与最终的生成物含有相同元素，则可直接利用元素的原子个数守恒来列式计算．例如，接触法制H₂SO₄时，若用FeS₂为原料，则有：FeS₂～2H₂SO₄；若用S为原料，则有：S～H₂SO₄．

②若在反应的各步均有反应物损失，可利用下列关系进行计算：

a．每步反应的转化率可累积到原料或产物上；

b．某一化合物中的某一元素的损失率等于该化合物的损失率．例如：S的损失率＝FeS₂的损失率；

c．原料利用率＝1－原料损失率．

例2 接触法制硫酸尾气中的SO₂可用氨水吸收，吸收达到饱和后的溶液再与93％的硫酸反应，可放出SO₂并得到(NH₄)₂SO₄溶液．此法可制得较纯的SO₂，将(NH₄)₂SO₄溶液经结晶、分离、干燥后可制得固体硫酸铵肥料．

(1)写出有关反应的化学方程式．

(2)某厂每天排放含SO₂的体积分数为0.2％的尾气10000 m³，问每天要消耗同温、同压下(标准状况)的氨气多少立方米？可得到硫酸铵多少千克?

解：(1)

①SO₂ 2NH₃·H₂O＝ (NH₄)₂SO₃ H₂O

②(NH₄)₂SO₃ SO₂ H₂O ＝ 2NH₄HSO₃

③2NH₄HSO₃ H₂SO₄ ＝ (NH₄)₂SO₄ 2SO₂↑ 2H₂O

④(NH₄)₂SO₃ H₂SO₄ ＝ (NH₄)₂SO₄ SO₂↑ H₂O

(2)从上述反应①、②可知：

2SO₂～2NH₃·H₂O～2NH₃～2NH₄HSO₃～(NH₄)₂SO₄

则SO₂与NH₃之间的比例关系为：

SO₂ ～ NH₃

1 l

10 000×0.2％ V(NH₃)

V(NH₃) ＝20 (m³)

又由上述关系知，SO₂与(NH₄)₂SO₄的关系为：

故每天消耗氨气20m³，可生产硫酸铵58.9 kg．

说明 此题利用关系式求硫酸铵的质量时，要注意SO₂最后并未进入硫酸铵中，但通过与NH₃反应生成NH₄HSO₃再与H₂SO₄反应制得硫酸铵，各步反应的化学计量数一定，不考虑损耗则量比关系一定，因此仍可找出SO₂与硫酸铵之间的关系．