一种复杂反应体系的简便计算方法

摘要：介绍通过合并化学反应方程式来找出复杂反应体系中量间的关系的解题策略。

关键词：合并；反应体系；简便计算

文章编号：1005－6629(2007)09－0066－02 中图分类号：G632.479文献标识码：B

由于考试时间的限制，在高考和省级高中学生化学竞赛中，针对复杂反应体系的有关计算，设计的试题往往有一种或几种简便解法，其中通过合并化学反应方程式来找出复杂反应体系中量间的关系，不失为一种有效且简便的解题策略。本文将通过典型例题来阐述这种解题方法的使用技巧。

1合并化学反应方程式

化学反应方程式与数学方程式有很大的相似性。对于复杂反应体系中存在的许多反应，可根据反应的先后或并列关系进行适当的合并，起到化繁为简，透过现象看本质的作用，有利于迅速理清反应体系中物质各种量间的关系，找到解决问题的捷径。

2合并反应式解题的基本步骤

2.1写出所有可能的化学反应方程式

2.2理清体系中不同系列反应的先后顺序

2.3合并化学反应方程式

对于先后进行的化学反应，根据上一步反应的某一产物参与后一反应的程度，合并时应在两反应式分别乘某一系数，使该产物在后一反应式中的新化学计量数与前一反应该物质的新化学计量数的比值等于题目规定的反应转化率，然后进行合并，得到新的化学反应方程式。若该物质完全反应，则相当于消去前步反应中的某一产物（总反应中的中间产物）。

对于并列进行的化学反应，则合并时应通过在两反应式分别乘对应系数（通过题目规定的反应比率确定）进行合并，得到新的化学反应方程式。

2.4 根据合并后的新反应式求解

3 合并反应式解题的运用示例

例1：（2004年全国理综一，12）取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是 （）

A. H2 B. CO C. C6H12O6 D. C12H22O11

［分析］本题相关的反应式比较多，但可以进行适当的合并，即可清楚看出物质质量变化的关系：

对于H2 2H2+O2 2H2O

+）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

-------------------------------

2Na2O2+2H2=4NaOH

即：Na2O2+H2=2NaOH ①

同理：对于CO 2CO + O22CO2

+） 2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2

-------------------------------

2Na2O2+2CO= 2Na2CO3

即：Na2O2+CO=Na2CO3②

从①②两式可知，H2 和CO参加反应后的生成物总质量，是H2和CO质量与Na2O2质量的总和。C6H12O6可看作是6CO・6H2所以也是C6H12O6与Na2O2 质量的总和。C12H22O11可看作是11CO・11H2・1C不合题意。

答案：D

例2：有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，把它们溶于足量的水中，充分反应后，溶液中的Ca2+、HCO 、CO 均转化为沉淀，将反应容器内水分蒸干，最后称得白色固体物质共29g，则原混合物中含Na2CO3的质量是多少?

［分析］关键是寻找最后固体增加的原因。由题意知，最后的固体物质应为CaCO3和NaOH，若将可能存在的反应列出 ,考虑最后溶液中的成分不含Ca2+、HCO 、CO ，有关的离子都应发生了完全的转化。反应式可作如下合并：

CaO +H2O = Ca(OH)2①×1

+)NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3+NaOH+H2O ②×1

-----------------------------------------

CaO + NaHCO3 = CaCO3 + NaOH ④

CaO + H2O = Ca(OH)2 ①×1

+) Na2CO3 + Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH ③×1

-----------------------------------------

CaO+Na2CO3+H2O=CaCO3 +2NaOH ⑤

［合并反应式法］解：由上述化学反应可知，整个反应体系可看作由④⑤两式组成：

CaO+NaHCO3=CaCO3+NaOH ④

CaO+Na2CO3+H2O=CaCO3+2NaOH ⑤

反应④中反应物都来源于原27.2g混合物，反应⑤的反应物只有H2O来源于27.2g混合物外。所以，消耗的水的物质的量即为反应前后固体增加的质量：29g－27.2g=1.8g，所以消耗的水的物质的量：n(H2O) =1.8g/(18g/L)=0.1mol ， 由化学方程式⑤得，原混合物中的碳酸钠的物质的量：n(Na2CO3)=n(H2O) =0.1mol，即其质量为： m(Na2CO3) =0.1mol×106g/mol =10.6g

参考文献:

[1]袁丽霞．CO2、H2O与Na2O2反应的计算题分析[J]．化学教学，2005，(1-2)：115-116．

[2]王永泉．“合并法”在解题中的应用[J]．化学教学，2006，(9)：57-58．

“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文