一種復雜反應體系的簡便計算方法

摘要：介紹通過合并化學反應方程式來找出復雜反應體系中量間的關系的解題策略。

關鍵詞：合并；反應體系；簡便計算

文章編號：1005－6629(2007)09－0066－02 中圖分類號：G632.479文獻標識碼：B

由于考試時間的限制，在高考和省級高中學生化學競賽中，針對復雜反應體系的有關計算，設計的試題往往有一種或幾種簡便解法，其中通過合并化學反應方程式來找出復雜反應體系中量間的關系，不失為一種有效且簡便的解題策略。本文將通過典型例題來闡述這種解題方法的使用技巧。

1合并化學反應方程式

化學反應方程式與數學方程式有很大的相似性。對于復雜反應體系中存在的許多反應，可根據反應的先后或并列關系進行適當的合并，起到化繁為簡，透過現象看本質的作用，有利于迅速理清反應體系中物質各種量間的關系，找到解決問題的捷徑。

2合并反應式解題的基本步驟

2.1寫出所有可能的化學反應方程式

2.2理清體系中不同系列反應的先后順序

2.3合并化學反應方程式

對于先后進行的化學反應，根據上一步反應的某一產物參與后一反應的程度，合并時應在兩反應式分別乘某一系數，使該產物在后一反應式中的新化學計量數與前一反應該物質的新化學計量數的比值等于題目規定的反應轉化率，然后進行合并，得到新的化學反應方程式。若該物質完全反應，則相當于消去前步反應中的某一產物（總反應中的中間產物）。

對于并列進行的化學反應，則合并時應通過在兩反應式分別乘對應系數（通過題目規定的反應比率確定）進行合并，得到新的化學反應方程式。

2.4 根據合并后的新反應式求解

3 合并反應式解題的運用示例

例1：（2004年全國理綜一，12）取ag某物質在氧氣中完全燃燒，將其產物跟足量的過氧化鈉固體完全反應，反應后固體的質量恰好也增加了ag。下列物質中不能滿足上述結果的是 （）

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

［分析］本題相關的反應式比較多，但可以進行適當的合并，即可清楚看出物質質量變化的關系：

對于H2 2H2+O2 2H2O

+）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

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

2Na2O2+2H2=4NaOH

即：Na2O2+H2=2NaOH ①

同理：對于CO 2CO + O22CO2

+） 2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2↑

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

2Na2O2+2CO= 2Na2CO3

即：Na2O2+CO=Na2CO3②

從①②兩式可知，H2 和CO參加反應后的生成物總質量，是H2和CO質量與Na2O2質量的總和。C6H12O6可看作是6CO·6H2所以也是C6H12O6與Na2O2 質量的總和。C12H22O11可看作是11CO·11H2·1C不合題意。

答案：D

例2：有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH組成的混合物27.2g，把它們溶于足量的水中，充分反應后，溶液中的Ca2+、HCO 、CO 均轉化為沉淀，將反應容器內水分蒸干，最后稱得白色固體物質共29g，則原混合物中含Na2CO3的質量是多少?

［分析］關鍵是尋找最后固體增加的原因。由題意知，最后的固體物質應為CaCO3和NaOH，若將可能存在的反應列出 ，考慮最后溶液中的成分不含Ca2+、HCO 、CO ，有關的離子都應發生了完全的轉化。反應式可作如下合并：

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

［合并反應式法］解：由上述化學反應可知，整個反應體系可看作由④⑤兩式組成：

CaO+NaHCO3=CaCO3+NaOH ④

CaO+Na2CO3+H2O=CaCO3+2NaOH ⑤

反應④中反應物都來源于原27.2g混合物，反應⑤的反應物只有H2O來源于27.2g混合物外。所以，消耗的水的物質的量即為反應前后固體增加的質量：29g－27.2g=1.8g，所以消耗的水的物質的量：n(H2O) =1.8g/(18g/L)=0.1mol ， 由化學方程式⑤得，原混合物中的碳酸鈉的物質的量：n(Na2CO3)=n(H2O)=0.1mol，即其質量為： m(Na2CO3) =0.1mol×106g/mol=10.6g

參考文獻:

[1]袁麗霞．CO2、H2O與Na2O2反應的計算題分析[J]．化學教學，2005，(1-2)：115-116．

[2]王永泉．“合并法”在解題中的應用[J]．化學教學，2006，(9)：57-58．

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