在化學計算中有一類問題看起來缺少數據,無法計算,但如果恰當分析題意,假設題目所述情況在某一特定條件下進行,問題往往能迎刃而解,這也就是我們通常所說的賦值法。賦值的準確與否是解題的關鍵。本文例析賦值的原則與技巧。
例1 在常溫常壓下,向盛滿水并倒置于水槽中的試管里,先后通入NO和O2,充分反應后,管內氣體的體積變為原通入氣體總體積的,求通入的NO和O2的體積比。
解析 這是NO和O2與水混合物的計算,循環反應后有關系式為4NO+3O2+2H2O=4HNO3,因為參加反應的NO和O2的體積比為4∶3,故可以假設原通入氣體的總體積為14 L,反應了(4 L+3 L)=7 L,余下7 L:
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4 L3 L
①NO過量
V(NO)∶V(O2)=(4+7)∶3=11∶3
②O2過量
V(NO)∶V(O2)=4∶(3+7)=2∶5
例2 現有混合氣體X,它是由NO、H2、CO2組成的,通過足量Na2O2后,變成混合氣體Y,將Y用電火花引燃使其充分反應,只得到濃度為70%的HNO3溶液,無其他任何氣體,求X中各氣體體積之比。
解析 硝酸的摩爾質量為63 g/mol,故假設生成的70%的硝酸為90 g,
于是有n(NO)=n(HNO3)=1(mol)(N原子守恒)
而90 g 70%的硝酸中的氧原子的物質的量n(O)=3n(HNO3)+n(H2O)=4.5(mol),其中由NO提供1 mol,其余的由CO2與Na2O2反應產生的O2提供,而每摩爾CO2與Na2O2反應提供1 mol氧原子,則n(CO2)=n(O)-n(NO)=4.5-1=3.5(mol)。
則有n(NO)∶n(H2)∶n(CO2)=1∶2∶3.5=2∶4∶7。
例3 (上海市高考題)硫鐵礦在高溫下被空氣氧化產生SO2,其方程式為4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3。設空氣中N2、O2的含量分別為0.800和0.200(體積分數,以下氣體含量也為體積分數),用空氣氧化FeS2產生的氣體混合物中,O2的含量為0.0800,計算SO2的含量。
解析 設原空氣的體積為10 L,則其中V(N2)=8 L,V(O2)=2 L。設在反應中消耗了11x L O2,
4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3