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>部分生成物被过量的反应物所消耗的计算公式?2006/2/11 |
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部分生成物被过量的反应物所消耗的计算公式
河南省实验中学 李玉安
部分生成物被过量的反应物所消耗的反应是中学化学计算中很常见的一类反应。如将CO2通人碱溶液中，将NaOH溶液滴入含A13＋的溶液中，将盐酸滴人AlO2-的溶液中等。这类反应通常要发生两步连续反应。其反应过程可表示如下：
aA＋K1B=C十…………(1)
C+K2D=D ……………(2)
其中，a、K1、K2分别为相应物质的化学计量数。
若A、B的物质的量分别为nA和nB，nB稍过量，反应后剩余的C物质的量为nC，则经过第一步反应生成的C物质的量为 , 消耗B物质的量为KlnA/a，剩余B物质的量为nB=K1nA/a=(anB-K1nA)/a。经过第二步反应后，第一步反应剩余的B物质消耗C物质的量为(anB-K1nA)/aK2,第二步反应剩余C物质的量
nC=nA/a -(anB-K1nA)/aK2=[1/a×nA(K1+K2)-nB]/K2 (3)
(3)式就是求部分生成物被过量反应物消耗后所剩余生成物的计算公式。下面通过几个例题看(3)式如何运用。
例1．把2g不纯的生石灰溶于水制成溶液，通入CO2后得到白色沉淀，继续通入CO2，沉淀部分溶解，共用去CO21．12L(标准状况)，得白色沉淀1g,求生石灰中CaO的物质的量。
解：设生石灰中CaO的物质的量为x，则溶于水生成Ca(OH)2物质的量为x，
对于(3)式而言，nA=x，K1=K2
2Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3 ↓+H2O
CaCO3 +CO2 +H2O= Ca（HCO3）2
对于(3)式而言，a=1，K1=K2=1则
解得X=0.03mol
例2．将0．8molCO2通人lmol／L的NaOH溶液1L中，求生成的Na2CO3物质的量(忽略Na2CO3水解)
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + H2O+ CO2 = 2NaHCO3
nC=[1/2×1×(1+1) – O.8]÷1=0.2mol
例3．在lmo1／L的A1Cl3，溶液100mL中加入3mol／L的NaOH溶液130mL，可得沉淀多少mol?
解：AI3++30H—=AI(OH)3
AI(OH)3，+OH—=A1O2—+2H2O
a=1，K1=3，K2=1，nA=0．1mol，nB=0．39mol
nAI(OH)3=[0.1×(1+3)-0.39]÷1=0．01(mo1)
例4在lmol／L的NaAlO2溶液100mL中加入3mol／L的盐酸100mL，可得AI(OH)3沉淀多少mol?
解：AlO2- +H+ +H2O =Al(OH)3↓
Al(OH)3 +3H+ = Al3++3H2O
a=1，K1=1，K2=3，nA=0．1mol，nB=0．3mol
nAl(OH)3= [0.1×(1+3)-0.3]÷1=1/30 mol
例5．5molH2S和6molO2在一定条件下适量反应，求生成的SO2物质的量是多少mol?
解：H2S与O2的反应可看两步反应 ．
2H2S +O2 =2S +2H2O…………(1)
S+O2 =SO2 …………………(2)
把(1)方程式两边都除2(化成与前述标准方程式相同)得：
H2S + 1/2O2 = S +H2O …………(3)
对(3)(2)而言，a=1，K1=1/2,K2=1，nA=5mol,nB=6mol，则：
nS=[5×(1/2+1)-6]÷1=1.5mol
剩余S 1．5mol，则生成SO2为3．5mol。
在使用上述公式解题时应注意：
1．要把两步反应化为前述标准方程式(1)和(2)的形式，特别应注意把(1)和(2)式中C物质的化学计量数化为1，否则将会出现错误结果。
2．将已知条件代入公式若求出的nc值小于或等于零，说明，在此条件下B物质完全过量，C物质已被B物质完全消耗掉。
上述例题，有的可以用十字交插法，有的可用配
平方程式法(如例5)，有的可用守恒法(如例2)。但本方法是对两个连续反应的一般解法，有更广泛的适用性，在实际教学中运用此法解题，往往收到短、平、快”的效果，师生不妨一试。
<河南教研>
1997、9
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