例谈高中化学过量问题计算解决策略

王成健

在高中化学中，过量问题计算是学生学习的重点，但它又是教师教学和学生学习的难点.高中化学中，常见的过量问题有下列几种情况：一是同时给出两种以上反应物的量；二是已知两种或两种以上混合物的总量；三是已知一种反应物和一种产物的量.下文主要例谈高中化学过量问题的解决策略.

一、化学过量问题的计算题解答步骤

第一步：先把反应的方程式写出来；

第二步：通过化学方程式中两种反应物之间量的关系先判定出哪种反应物过量，常见的判定过量的方法有：①数值比较法；②商值比较法；③讨论法（取值范围）；④极值法.

第三步：再用不过量的那种反应物的量进行计算.

二、例题解析

1.同时给出两种参加反应物的各自的量

例18 mol H2与6 mol O2充分反应，求生成水的质量.

解设恰好跟8 mol H2反应的O2的物质的量为x.

2H2+O22H2O

212

8 molxn（水） 得x=4 mol.

由于题目给的反应物O2为6 mol，所以O2是过量的，应以H2的量来计算.

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铁粉与8 g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：FeS+H2SO4FeSO4+H2S）

A. 33、8.4B. 22、5.6C. 29、8.4D. 22、8.4

解根据题意

n（Fe）=0.375 mol，n（S）=0.25 mol.

由S+FeFeS可知Fe过量，按S的量计算，

n（FeS）=n（S）=0.25 mol，所以m（FeS）=22 g.

产生的气体为H2S和H2的混合气体，由于Fe～H2，Fe～FeS～H2S，n（H2+H2S）=n（Fe）=0.375 mol，

标况下V=8.4.选D项.

2.已知两种或两种以上混合物的总量

例318.4 g NaOH和NaHCO3固体混合物，在密闭容器中加热到约250 ℃，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体质量为16.6 g.试计算混合物中NaOH的质量分数.

解若设NaOH和NaHCO3按1∶1反应：

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，

说明反应不是按上述比率进行反应.

若NaHCO3过量，由于受热会发生分解，其差值还会增大.与题意不合.

若NaOH过量，由于受热不会分解，不影响其差值，符合题意.

过量的NaOH质量为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用消石灰和硫酸铵各10 g混合加热， 将制得的氨气溶于水制成200 mL氨水，求此氨水的物质的量浓度.

解设与10 g （NH4）2SO4反应需Ca（OH）2的质量为x，生成NH3的物质的量为n.

（NH4）2SO4+Ca（OH）22NH3+2H2O+CaSO4

132 g74 g2 mol

10 gxn

x=5.6 g<10 g . 故Ca（OH）2过量.

n（NH3）=2 mol×10 g/132 g=0.1515 mol，

c（氨水）=0.1515 mol/0.2L=0.7575 mol/L.

答：氨水的物质的量浓度为0.7575 mol/L.

3.已知一种反应物和一种产物的量

例5在含37 g Ca（OH）2的石灰水中通入CO2气体，共生成30 g白色沉淀，则通入的CO2气体的体积（标准状况）可能是

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

解37 g Ca（OH）2为0.5 mol，若与CO2反应可生成0.5 mol CaCO3（高量），若反应生成Ca（HCO3）2，则沉淀量为0（低量），而实际沉淀30 g为0.3 mol（中量）.可知，有0.3 mol Ca（OH）2与CO2反应生成CaCO3，还有0.2 mol Ca（OH）2与CO2反应生成Ca（HCO3）2.

讨论：① 当CO2不足，只发生反应①，则为0.3 mol，

0.3 mol×22.4 mol/L=6.72 L；

② 当CO2过量部分，发生反应①和②，则为

0.3 mol+0.4 mol = 0.7 mol，

0.7 mol×22.4 mol/L=15.68 L.

选B、D项.

例6标况下往500 mL FeBr2溶液中缓缓通入4.48 L Cl2，测得溶液中有1/3的Br-被氧化成Br2单质，求原FeBr2的物质的量浓度.

解氧化剂Cl2能将Fe2+、Br-氧化，但还原性顺序是Fe2+>Br-，因此根据Cl2的物质的量不同可有如下两种极端反应：

①6FeBr2+3Cl22FeCl3+4FeBr3；

②2FeBr3+3Cl22FeCl3+3Br2.

根据方程式讨论过量问题，分步计算.设溶液中有x mol FeBr2，由反应①知消耗Cl2 12x mol，生成23x mol FeBr3；根据题意反应②知

13×23x mol FeBr3被氧化，消耗Cl2

32×29x mol=13x mol，

则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.