NaOH+H2S=NaHS+H2O③
根据化学方程式①、③,定量讨论两种反应物的量的关系对白色固体物质的影响。 当n(NaOH)∶n(H2S)=2∶1,白色固体为Na2S。 当n(NaOH)∶n(H2S)=1∶1,白色固体为NaHS。
当n(NaOH)∶n(H2S)>2∶1,氢氧化钠过量,白色固体为Na2S、NaOH的混合物。 当n(NaOH)∶n(H2S)<1∶1,白色固体为NaHS。
当1∶1<n(NaOH)∶n(H2S)<2∶1,白色固体为Na2S、NaHS。 所以:氢氧化钠的物质的量。 n(NaOH)=4.0 mol/L×0.050 L =0.20 mol
硫化氢的物质的量有以下几种情况,硫化氢在取不同的物质的量时,白色固体的种类、发生的化学反应及固体质量的关系。
总结如下:
(1)n(H2S)<0.10mol,按反应式①进行,所得白色固体为硫化钠和氢氧化钠的混合物,以不足的硫化氢的物质的量x作基准,可生成x mol硫化钠;耗去2xmol氢氧化钠,剩余(0.20-2x)mol氢氧化钠,则y=78x+40(0.20-2x)。
(2)n(H2S)=0.10mol,按反应①进行,两反应物恰好完全反应,得到0.10mol硫化钠。
(3)0.10<(H2S)<0.20mol,按反应式①和③进行,得到白色固体为Na2S和NaHS的混合物,计算Na2S时,应以不足量的NaOH计算;计算NaHS时,应以剩余的H2S来计算:
y=78[0.10-(x-0.100)]+56×2(x-0.10)
(4)n(H2S)≥0.20mol,按反应式③进行,白色固体全部为NaHS,NaOH完全反应,y=0.20×56。 x<0.10y=8-2x x=0.10y=7.8x
0.10<x<0.20 y=4.4+34x x≥0.20y=11.2
解决有关取值范围的定量计算方法
(1)正确写出两种反应物以不同物质的量混合时,发生反应的化学方程式。这是思考、分析此类计算题的基础。
(2)依据写出的生成不同产物的化学方程式,确定过量反应物的取值范围,理解取值范围与发生的化学反应
及所得产物的关系,这是解决此类计算题的关键。
(3)在各取值范围内,以不足量的反应物为基准计算所得生成物的量,即可完成取值范围讨论型综合计算。 【例题2】 把amolNH3、O2组成的混合气导入密闭反应器中,在催化剂存在下发生化学反应。若混合气体
1试确定O2的物质的量x取不同范围时,HNO3的物质的量y的计算式,中O2为xmol。反应生成的HNO3为ymol。○
2并画出相应的函数图象。 ○
分析:氨气与氧气发生催化氧化的化学方程式?
当氧气过量时,还可以发生的化学反应的化学方程式。
2NO+O2=2NO2 ② 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ③
如果氧气过量,只需要求写出反应物与最终产物的化学方程式。
将①、②、③三个化学方程式合并得到: NH3+2O2=HNO3+H2O ④
例题中给出NH3、O2混合气共amol,那么O2的含量x对产物的产生的影响化学如下:
分变为NO,另一部分则转化为硝酸。
NH3、O2混合气为amol,O2为xmol,NH3为(a-x)mol。在密闭容器内NH3与O2。催化氧化的化学方程式是: 4NH3+5O2=4NO+6H2O (1) NH3+2O2=HNO3+H2O (2)
请依据上述关系式完成图象。
【例题3】 已知氨与氯气可迅速发生以下反应:2NH3+3Cl2=N2+6HCl。现有AL氨气、氯气的混合气,其中氨气的体积分数为x,充分反应后气体体积为yL。
(1)讨论氨气的体积分数x取不同值时,反应后气体体积y的关系式。
(2)当混合气体的体积(AL)为55L时,计算反应后气体体积y的最大值、最小值及y=A时的氨气的体积分数x的值。
(3)画出反应后气体体积y随氨气的体积分数x变化的图象。
分析:依据上述两题的分析和解题思路方法,讨论此题中两种反应物的量的变化对生成物的影响,写出反应的化学方程式
设:混合气体中两种反应物的体积为NH3体积为AxL;Cl2体积为A(1-x)L。
讨论:当氨气不足量时,仅发生原题中所述反应,产物为氮气和氯化氢;如果氨气足量会与产物氯化氢再反应生成氯化铵。
2NH3+3Cl2=N2+6HCl ① NH3+HCl=NH4Cl ② 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl ③
根据上述三个反应方程式很容易解决这道题。并进一步确定NH3的体积分数x的不同取值对反应后气体成分的影响
体为N2及剩余的NH3。 解答:
计算:
第二问:恰好按反应①进行时最大;恰好按反应③进行时最小。 第三问的图象。
当y=A时,y=A(3-4x)=A x=0.50
*【例题4】 1,3-丁二烯和氢气的混合气体5L,在催化剂作用下,经充分反应后得到的气体体积为VL(所有体积均在同温、同压下测定)。
(1)若氢气的体积为1L,计算反应后的体积V。
(2)若氢气在混合气体中的体积比值为x,计算x为不同值时反应后的体积V(以x表示)。 (3)在右图上画出V随x变化的曲线。
(4)在上述混合气体中若混有丙炔,总体积仍为5L,其中氢气及丙炔在混合气体中的体积比值分别为x和y。(i)在下面左图上画出当y=0.2时,V随x变化的曲线;(ii)在下面右图上画出当x=0.15时,V随y变化的曲线。
分析:该题所涉及的化学方程式:(1,3-丁二烯可用分子式表示)
C4H6+H2=C4H8 ①
C4H8+H2=C4H10 ②
C4H6+2H2=C4H10 ③ 当V(C4H6)/V(H2)≥1时,仅按反应①进行;
高中化学计算题经典例题



