王成健

在高中化學中，過量問題計算是學生學習的重點，但它又是教師教學和學生學習的難點.高中化學中，常見的過量問題有下列幾種情況：一是同時給出兩種以上反應物的量；二是已知兩種或兩種以上混合物的總量；三是已知一種反應物和一種產(chǎn)物的量.下文主要例談高中化學過量問題的解決策略.

一、化學過量問題的計算題解答步驟

第一步：先把反應的方程式寫出來；

第二步：通過化學方程式中兩種反應物之間量的關系先判定出哪種反應物過量，常見的判定過量的方法有：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：再用不過量的那種反應物的量進行計算.

二、例題解析

1.同時給出兩種參加反應物的各自的量

例18 mol H2與6 mol O2充分反應，求生成水的質(zhì)量.

解設恰好跟8 mol H2反應的O2的物質(zhì)的量為x.

2H2+O22H2O

212

8 molxn（水） 得x=4 mol.

由于題目給的反應物O2為6 mol，所以O2是過量的，應以H2的量來計算.

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；將上述反應后的固體混合物全部投入到足量的稀硫酸中，可得標況下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過量，按S的量計算，

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，

標況下V=8.4.選D項.

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)充分反應后排出氣體，冷卻，稱得剩余固體質(zhì)量為16.6 g.試計算混合物中NaOH的質(zhì)量分數(shù).

解若設NaOH和NaHCO3按1∶1反應：

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，

說明反應不是按上述比率進行反應.

若NaHCO3過量，由于受熱會發(fā)生分解，其差值還會增大.與題意不合.

若NaOH過量，由于受熱不會分解，不影響其差值，符合題意.

過量的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.

解設與10 g （NH4）2SO4反應需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（標準狀況）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反應可生成0.5 mol CaCO3（高量），若反應生成Ca（HCO3）2，則沉淀量為0（低量），而實際沉淀30 g為0.3 mol（中量）.可知，有0.3 mol Ca（OH）2與CO2反應生成CaCO3，還有0.2 mol Ca（OH）2與CO2反應生成Ca（HCO3）2.

討論：① 當CO2不足，只發(fā)生反應①，則為0.3 mol，

0.3 mol×22.4 mol/L=6.72 L；

② 當CO2過量部分，發(fā)生反應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.

例6標況下往500 mL FeBr2溶液中緩緩通入4.48 L Cl2，測得溶液中有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：

①6FeBr2+3Cl22FeCl3+4FeBr3；

②2FeBr3+3Cl22FeCl3+3Br2.

根據(jù)方程式討論過量問題，分步計算.設溶液中有x mol FeBr2，由反應①知消耗Cl2 12x mol，生成23x mol FeBr3；根據(jù)題意反應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.