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& 高一化学总结：反应中的过量计算，多步反应的计算
来源：网络
反应中的过量计算，多步反应的计算
　　（一）反应物中某种物质过量的计算
　　在生产实践或科学实验中，有时为了使某种反应物能反应完全（或充分利用某一物质），可使另一种反应物的用量超过其理论上所需值，例如要使燃烧充分，往往可以通入过量的氧气或空气。比如要使某种离子从溶液中完全沉淀出来，往往要加入稍为过量的沉淀剂等。
　　解这类题时首先要判断这两种反应物的量是否符合化学方程式中该两种反应物的关系量之比，如不符合则要根据不足量的反应物的量进行计算。
　　具体步骤：
　　1.写出反应方程式；
　　2.判断哪个反应物过量；
　　3.根据不足量求解。
　　（二）多步反应的计算和有关物质的纯度、产率、利用率
　　在化学反应中，所表示的反应物和生成物的转化量都是以纯净物的量来表示的。而实际上原料和产品往往是不纯净的，这就存在着不纯物和纯净物间的换算，其换算的桥梁是物质的纯度（以百分数表示）。
　　另外，在实际生产中难免有损耗，造成原料的实际用量大于理论用量，而实际的产量又总是小于理论产量，这就是原料的利用率和产品的产率问题。有关这类计算的公式如下：
　　物质的纯度=纯净物的质量/不纯物的质量
　　原料的利用率=理论原料用量/实际原料用量
　　产率=实际产量/理论产量
　　物质的纯度、原料的利用率和产品的产率都是低于100%的。大部分工业生产，要经过许多步的反应才能完成的，这时进行产品和原料之间量的计算时，不必逐步计算，可以根据化学方程式中的物质的量的关系，找出原料和产品的直接关系量，进行简单的计算即可。解多步反应的计算题，确定有关物质的关系式是关键，若从原子（离子）守恒、电子守恒等角度去思考、分析、判断，则可达到事半功倍的效果。
　　工业生产计算常用的关系式有：
　　由黄铁矿制硫酸：FeS2～2S～2H2SO4
　　由氨催化氧化制硝酸：NH3～HNO3（最后反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3）
　　（三）混合物中两种成分的物质的量、质量和百分比的计算
　　这类题目有较强的综合性。解题时不仅要掌握化学计算的有关概念和熟悉元素化合物的性质还要认真审题。分析题给的每项条件和各组分之间量的关系，找出解题途径。经常采用的方法有&关系式法&、&差量法&及&联立方程法&，以求得混合物各组分的含量。
　　【典型例题】
　　[例1]容积为10mL的试管，充满和的混合气体。把试管倒立于水槽中，水逐渐充满试管。求混合气体中和各几毫升？若充分反应后，试管中尚有1mL气体，则原混合气体中、各为几毫升？
　　解析：
　　（1）试管充满水，说明、与恰好完全反应，根据
　　可知，，分别占和。
　　（2）当试管中尚有1mL气体时，则分为两种情况。
　　①过量，剩余气体为，体积是1mL
　　②过量，剩余气体为，体积为1mL
　　解法一：可认为中一部分与反应生成了和；另一部分与、反应仅生成了：
　　解法二：由反应的总结果来考虑问题。
　　设原混合气体中的体积为（mL），有
　　反应前后，氧原子必然&守恒&，有：
　　解得：
　　答案：略。
　　这种从氧原子守恒的角度去解决问题的方法，不去追究反应的具体过程，而是从&初始物质&终了物质&的量的关系去设计思路，显然使计算大大简化了。这种&守恒&的思想也可以设计为其它方式，例如电子守恒。
　　解法三：考虑在反应中，电子的得失总数应相等。
　　设：原混合物中有气体（mL）
　　（相同状态下，气体的体积比等于其物质的量之比）。
　　失电子：失
　　得电子：得
　　（Ⅱ）得
　　根据得失电子总数相等，有：
　　解得：
　　答案：略。
　　[例2]工业上用氨氧化法制硝酸时,如果由氨氧化成一氧化氮的转化率为95%，由一氧化氮制成硝酸的转化率为90%，求1吨氨可以制得52%的硝酸多少吨？
　　解题分析:该题是有关多步反应的计算，可以利用化学方程式，找出有关物质的关系式进行计算，简化计算过程。注意运用转化率和纯度的计算公式。
　　解：该题有关的化学方程式如下：
　　（1）4NH3+5O2==4NO&+6H2O
　　（2）2NO+O2==2NO2
　　（3）3NO2+H2O==2HNO3+NO&
　　其中（3）式产生的NO在工业生产中是被循环使用的，继续氧化生成NO2，直至全部被水吸收为止。因此NO2变成HNO3的物质的量之比为1：1，最后得出的关系式为：NH3∽HNO3。
　　解：设制得52%的硝酸为x吨。
　　NH3--------HNO3
　　1&95%&90%
　　（吨）
　　答：可以制得52%的硝酸6.1吨
　　[例3]在标准状况下，20.8mL二氧化碳和氧气混合气，通过足量的过氧化钠并充分反应后，再缓缓通入倒扣在水中充有22.4mL一氧化氮试管中，当反应完毕时，试管里恰好充满液体，试问原混合气中二氧化碳和氧气各多少mL？
　　分析：这道气体混合物的计算题，涉及多个化学反应，在审题、析题时，要分析这些化学反应，并找出各物质之间量的相互关系，这是解答本题的基础。
　　当二氧化碳与氧气的混合气通过时，只有二氧化碳跟发生化学反应
　　伴随这一化学反应的发生，气体体积将会缩小，从气体缩小的气体体积，可以计算出混合气中二氧化碳的体积。
　　从里出来的气体只有氧气，通入倒扣在水槽中的一氧化氮，发生的化学反应有：
　　把①、②两个反应相加，得到的总反应式是：
　　从③式可以看出与的体积关系是：
　　也就是说在同温同压下，4体积与3体积恰好完全反应，被水充分吸收后余气体积等于零。本题中22.4毫升与通入的反应被水吸收后，试管里恰好充满液体，说明与通入的的体积之比为4：3，由此可以求出经反应后的体积，再由混合气与的体积之差，计算出混合气中的体积和的体积。
　　解答：设经后的氧气体积为mL，原混合气中二氧化碳为mL，氧气为mL
　　答：（略）
　　[例4]把3.20g纯铜放入盛一定量浓硝酸的烧瓶中，立即发生化学反应，当铜全部溶解时，共生成气体1.12L。
　　（1）求在此化学反应中耗用硝酸的物质的量是多少mol？
　　（2）求生成气体的体积分数是多少？
　　分析：铜跟浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，化学方程式是：
　　3.20g的Cu的物质的量是0.05mol，若铜反应完毕并全部生成时，所得气体在标准状况下占有的体积为：
　　这与试题给出的气体体积1.12并不符，这是因为铜跟一定量的浓硝酸反应时，开始阶段硝酸还原为二氧化氮；随着反应进行，硝酸的浓度逐渐下降，硝酸还原的主要产物是一氧化氮，这个反应的化学方程式是：
　　上述两个反应生成的和的体积之和为1.12L（标准状况），消耗铜的质量之和是3.20g，列出联立方程逐步求解。不过，这种解法较为麻烦。简便的解法立足于把铜与浓、稀硝酸的两个化学反应视为一个整体，把硝酸分解为氧化剂硝酸和作为酸的硝酸两个部分，找出这两个反应的产物与硝酸耗量间的定量关系。生成、耗用的间的物质的量的关系是：
　　将、可以用（或2）表示，则生成气体与氧化剂之间的定量关系是：
　　生成耗用的与耗用Cu的物质的量的关系是：
　　由此可以设计出最优化解题思路。
　　解答：3.20gCu的物质的量为0.05mol，1.12L（标准状况）的物质的量为0.05mol。
　　（1）设作为氧化剂耗用的为mol，作为酸的为mol。
　　从与氧化剂的物质的量之比为1：1，可以得出：
　　又从，可以得出：
　　这一反应耗用的物质的量为：
　　（2）设为mol，则为
　　依电子守恒可得：
　　所以，在与混合气中、的体积分数各占50%。
　　[例5]标准状况下，将盛满、、混合气的集气瓶，倒置于水槽中，结果水进入并充满全瓶，无气体剩余，设溶质只在瓶内水中未向水槽中扩散，则广口瓶中得到的稀硝酸的物质的量浓度的大小范围是（设浓度为）（）
　　分析：本题可能有的反应为：
　　&&&&①
　　&&&&②
　　&&&&③
　　气体全溶于水，则可能是其中的1种，也可能2种，3种皆有。按常规解法则甚为困难。题中所选是浓度的取值范围，可用极限思维为思路求解。设混合气全部是和的混合气，按①式反应，则设瓶的容积为，其中为4mol，生成为4mol，浓度为：
　　再设混合气全部是和，按②式反应，设瓶的容积为，其中为4mol，生成也是4mol，则浓度为：
　　可见生成硝酸的浓度在至之间。
　　解答：B
　　点拨：根据生成4mol设溶液体积再运算时，思路较清楚。例如求满盛的烧瓶做喷泉实验后的物质的量浓度，由反应：
　　设烧瓶容积为，生成2mol，因有剩余，所以溶液体积为。浓度为：
　　【模拟训练】
　　一.选择题：
　　1.100gH2和O2的混合气体，点燃爆炸后生成液态水，剩余10g气体，则原气体中H2和O2的质量分别为（）
　　A.H2－20g、O2－80gB.H2－30g、O2－70g
　　C.H2－40g、O2－60gD.H2－10g、O2－90g
　　2.在密闭容器内盛有H2、O2、Cl2的混合气体，通过电火花点燃，三种气体正好完全反应，冷却至室温后所得溶液中溶质质量分数为25.26%，则容器中原有H2、O2、Cl2的分子个数比是（）
　　A.9：4：1B.9：6：1C.13：6：1D.10：6：1
　　3.28g铁放入100mL0.1mol/LCuSO4溶液中，析出铜的质量为（）
　　A.32gB.6.4gC.0.64gD.3.2g
　　4.0.62g磷在点燃条件下与0.04mol氯气反应，产物为（）
　　A.PCl3B.PCl5C.PCl3和Cl2D.PCl3和PCl5
　　5.将空气与CO2按5：1体积比混合，跟足量的赤热焦炭充分反应，若反应前后的温度相同，则所得气体中，CO的体积分数为（）
　　（假设空气中N2、O2体积比为4：1，其他成分忽略不计）
　　A.29%B.43%C.50%D.100%
　　6.用CO还原1.0g某赤铁矿石（主要成分为Fe2O3，杂质不参加反应）样品，生成的CO2跟足量的石灰水反应，得到1.36g沉淀。该赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为（）
　　A.36%B.73%C.80%D.78%
　　7.在氧气中灼烧0.44g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转变为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化转变为硫酸，这些硫酸可以用20mL0.50mol/L的氢氧化钠溶液完全中和，则原化合物中硫的质量分数为（）
　　A.18%B.46%C.53%D.36%
　　8.用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO32－和HCO3－的物质的量之比是（）
　　A.1：3B.2：1C.2：3D.3：2
　　9.向200mL0.1mol/L的氢氧化钙溶液中通入CO2，结果得到白色沉淀1g，则通入的CO2可能是（）
　　A.1molB.0.44gC.0.672LD.8.8g
　　10.32gFe与16g硫粉放入试管内加热，反应完全后将混合物与过量的稀H2SO4作用，能制取标准状况下气体体积为（）
　　A.11.2LB.12.8LC.33.6LD.1.6L
　　11.将两种金属的混合粉末1.5g投入足量盐酸中充分反应后，得到标准状况下1.12LH2，则该金属混合物不可能是（）
　　A.Cu和ZnB.Mg和AgC.Al和FeD.Mg和Al
　　12.把25.6gKOH和KHCO3的混合物在250℃煅烧，冷却后发现混合物的质量减少4.9g，则原混合物中KOH和KHCO3组成为（）
　　A.KOH的物质的量＞KHCO3的物质的量
　　B.KOH的物质的量＜KHCO3的物质的量
　　C.KOH和KHCO3的物质的量相等
　　D.KOH和KHCO3以任意物质的量之比混合
　　二.填空题：
　　13.今有H2、Cl2混合气100mL（标准状况），其中一种气体体积为45mL，光照使两种气体发生反应后恢复到标准状况。为了说明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使剩余气体通过100mL滴有蓝色石蕊试液的水，并使剩余气体干燥后恢复到标准状况，若：
　　（1）溶液无变化且气体体积为mL，证明剩余为，理由是。
　　（2）溶液变红后又褪色，证明剩余气体为，理由是。
　　三.计算题：
　　14.燃烧2t含硫48%的黄铁矿，在理论上能生成多少吨98%的硫酸？（设还有2%的硫留在炉渣里。）
　　15.某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%，NO制HNO3产率是92%，HNO3跟NH3反应生产，则制HNO3所用去的氨气的质量占总耗氨质量（不考虑生产中其他损耗）的%。
　　【试题答案】
　　1.A、D2.C3.C4.D5.C6.B7.D
　　8.A9.B、C10.B11.A、D12.B
　　（1）10；H2；H2不溶于水
　　（2）Cl2；Cl2溶于水生成HCl、HClO有酸性和漂白性
　　14.1.57t；15.53%
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如果要和好生比，只能说弱爆了，高一好多好学生
叻夜生日快乐哈~
- -。我选择题错四道。。。
难道我看错了？我肿么记得翻了面一数一共三道类？
小毛毛~~这么晚了才上贴吧~~
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
我睡了……小毛毛晚安……
写作业呢。
你肿么有试卷什么的- -，个人化学弱爆了。。。
这就是言射的霸气之处所在啊~~~话说小毛毛的字还蛮好看的……
好看么- -。。。。怎么他们都说我的字很丑。。。。
我审美观独特，不可以么？
...是么...我唯一记得别人对我滴字的评价就是很瘦很苗条...
下暴雨吧！淹了二教吧！
上礼拜周练错三道79这礼拜错一道69
- -！这是在打击我么。
没有没有～～
...我错一道、85。。。斑斑错一道、92。。。
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