高中化学过量与少量问题及高中化学各物质熔沸点判断

PAGEPAGE5“过量”与“少量”——化学反应中反应物的配比问题由于反应物之间的配比(投料)变化，某反应物的过量(足量)或少量问题是常见的。往一烧杯内的A试剂中滴加B试剂，开始阶段A试剂自然就是过量的。多数情况下，反应物的配比不仅影响到产物的比例，还导致产物的种类发生变化。相应的反应现象往往也不同。一.一些简单的例子[例1]CO2+澄清石灰水:Ca(OH)2过量，生成正盐:CO2+Ca2++2OH-→CaCO3↓+H2OCO2过量，生成酸式盐，沉淀消失。OH-+CO2→HCO3[例2]NaOH+H2SH2S过量，生成酸式盐OH-+H2S→H2O+HS-NaOH过量，生成正盐H2S+2OH-→2H2O+S2-[例3]HCl+NaAlO2NaAlO2过量H++AlO2+H2O→Al(OH)3↓HCl过量AlO2-+4H+→Al3++2H2O[例4]NaAlO2+CO2CO2过量AlO2-+CO2+2H2O→Al(OH)3↓+HCO3-NaAlO2过量CO2+2AlO2-+3H2O→2Al(OH)3↓+CO32-[例5]氨水+AgNO3[演示]在氨水中滴加硝酸银；在硝酸银溶液中滴加氨水。AgNO3过量NH3H2O+Ag+→AgOH↓+NH4+氨水过量Ag++2NH3H2O→Ag(NH3)2++2H2O二.按需供给——相关离子(化学)方程式的配平[例6]Mg(HCO3)2溶液与澄清石灰水反应Ca(OH)2过量:不妨先给“少量”方Mg(HCO3)2一个最小自然数1作系数。而“过量”方Ca(OH)2是按需供给的。

1(Mg2++2HCO3-)+4OH-+2Ca2+→2H2O+Mg(OH)2↓+2CaCO3↓H2O在这里是第一产物。4个OH-就是典型的按需供给，2个结合成了H2O，另两个结合Mg2+成了Mg(OH)2。Mg(HCO3)2过量:不妨先给“少量”方Ca(OH)2一个最小自然数1作系数。“过量”方Mg(HCO3)2则按需供给。

1(Ca2++2OH-)+2HCO3-+Mg2+→2H2O+CaCO3↓+MgCO3↓H2O还是第一产物。OH-只能满足H2O的生成，不能满足Mg(OH)2沉淀。[例7]Ba(OH)2+NaHSO4NaHSO4过量:1(Ba2++2OH-)+2H++SO42-→2H2O+BaSO4↓

H2O是第一产物。因为按需供给，过量方H+与SO42-的使用未按NaHSO4的原有比例。Ba(OH)2过量:1(H++SO42-)+Ba2++OH-→H2O+BaSO4↓

H2O是第一产物。因为按需供给，过量方OH-与Ba2+的使用未按Ba(OH)2的原有比例。本例中产物的种类未发生变化。[例8]明矾+Ba(OH)2Ba(OH)2过量:1(Al3++2SO42-)+2Ba2++4OH-→AlO2-+2BaSO4↓+2H2O

(OH-按需供给)明矾过量:1(Ba2++2OH-)+(2/3)Al3++SO42-→BaSO4↓+(2/3)Al(OH)3↓

因为按需供给，过量方Al3+与SO42-未按原KAl(SO4)2的原有比例；过量方开始可用分数配平。

3Ba2++6OH-+2Al3++3SO42-→3BaSO4↓+2Al(OH)3↓

[例9]Ca(OH)2+H3PO4H3PO4过量:OH-+H3PO4→H2O+H2PO4-

H2O是第一产物；想一想，H3PO4的系数为什么不是1/3或1/2H3PO4。Ca(OH)2过量:H3PO4+3OH-+(3/2)Ca2+→3H2O+(1/2)Ca3(PO4)2↓

H2O是第一产物；过量方开始可用分数配平。

2H3PO4+6OH-+3Ca2+→6H2O+Ca3(PO4)2↓

[例10]NaHCO3、Ca(OH)2、NaOH和Ca(HCO3)2四种溶液两两混合。请写出所有可能发生的离子反应方程式。(不考虑产生NaHCO3或Ca(HCO3)2沉淀)解：本例所有反应中H2O均为第一产物。NaHCO3——Ca(OH)2Ca(OH)2过量:①HCO3-+OH-+Ca2+→H2O+CaCO3↓过量方OH-与Ca2+未按Ca(OH)2的原有比例。NaHCO3过量:②Ca2++2OH-+2HCO3-→2H2O+CaCO3↓NaHCO3——NaOH:③HCO3-+OH-→H2O+CO32-Ca(OH)2——Ca(HCO3)2:Ca2++2OH-+Ca2++2HCO3-→2H2O+2CaCO3↓

④Ca2++OH-+HCO3-→H2O+CaCO3NaOH——Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2过量:⑤OH-+HCO3-+Ca2+→H2O+CaCO3↓

过量方Ca2+与HCO3-未按Ca(HCO3)2的原有比例NaOH过量:⑥Ca2++2HCO3-+2OH-→2H2O+CaCO3↓

前面的例子均属于非氧化还原反应，在氧化还原反应中类似的过量问题也大量存在。[例11]H2S+O2;O2过量:H2S+(3/2)O2→SO2+H2OH2S过量:O2+2H2S→2S↓+2H2O[例12]FeBr2+Cl2Cl2过量:1(Fe2++2Br-)+(3/2)Cl2→Fe3++Br2+3Cl-

2Fe2++4Br-+3Cl2→2Fe3++2Br2+6Cl-FeBr2过量:Cl2+2Fe2+→2Cl-+2Fe3+三.配平过程也是一种计算过程

前面举的例子都是“绝对的”过量(或少量)，即过量的一方“你要多少给多少”。实际情况还可能是“相对的”过量。比如在NaOH溶液中通入CO2，产物可能是唯一的Na2CO3或NaHCO3，也可能是两者兼得；比如FeBr2溶液中通入Cl2，由于Cl2的用量问题，结果可能只有Fe2+被氧化，也可能是Fe2+被全部氧化而Br-被部分氧化。

这时有关反应方程式的配平本身往往就是一种计算过程。[例13]24mLH2S在30mLO2中燃烧，同温同压下，得到的SO2体积为____mL。(A)24

(B)30

(C)20

(D)18

[例12]H2S与O2的体积比为1:1.25(介于1:0.5与1:1.5之间)，产物既非纯S亦非纯SO2，是两者兼有。不妨配平下列反应式：

24H2S+30O2→____S+____SO2+____H2O据H原子数，H2O的系数为24，再据O原子数，SO2的系数为18(S的系数自然为6)。18即为本题答案。[例14]黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取铜的主要原料。

已知

2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)产物Cu2S在1200℃高温下继续反应：

2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2

2Cu2O+Cu2S→6Cu+SO2假定各步反应都完全。

(1)由6molCuFeS2生成6molCu，消耗O2的物质的量为____mol。

(2)6molCuFeS2和16molO2反应，理论上可得到铜____mol。

(3)6molCuFeS2和14molO2反应，理论上可得到铜____mol。

(4)以6molCuFeS2为原料，以O2的量为横坐标，以Cu的产量为纵坐标，画出Cu(mol)—O2(mol)的关系曲线。

解：(1)直接将总结果配平(铜的最后形式仅为单质)：

6CuFeS2+15O2→6Cu+12SO2+6FeO

(2)O2过量1mol，第二个反应中的Cu2O多余，导致第三个反应中Cu2O过量。直接将总结果配平(铜的最后形式为单质和Cu2O)：

6CuFeS2+16O2→2Cu2O+2Cu+12SO2+6FeO

(3)O2不足1mol，第二个反应中Cu2S多余，导致第三个反应中Cu2S过量。直接将总结果配平(铜的最后形式为单质和Cu2S；SO2的产量视O2的供应量来定)：

6CuFeS2+14O2→Cu2S+4Cu+11SO2+6FeO

(4)若O2的供应量小到只能满足第一个反应，Cu的产量为零。若O2过量到将所有Cu2S都变成Cu2O，不会再发生第三个反应，Cu的产量亦为零。总结果为

6CuFeS2+(33/2)O2→3Cu2O+12SO2+6FeO

答：(1)15

(2)2

(3)4

(4)两条直线。O2的量为12和16.5mol时，Cu的产量为零。O2的量为15mol时，Cu的产量最高，为6mol。高中化学熔沸点的比较根据物质在相同条件下的状态不同1.一般熔、沸点：固＞液＞气，如：碘单质>汞>CO22.由周期表看主族单质的熔、沸点同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低；而非金属单质熔点、沸点渐高。但碳族元素特殊，即C，Si，Ge，Sn越向下，熔点越低，与金属族相似；还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低；ⅣA族的锡熔点比铅低。3.从晶体类型看熔、沸点规律晶体纯物质有固定熔点；不纯物质凝固点与成分有关（凝固点不固定）。非晶体物质，如玻璃、水泥、石蜡、塑料等，受热变软，渐变流动性（软化过程）直至液体，没有熔点。①原子晶体的熔、沸点高于离子晶体，又高于分子晶体。在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大，则熔点越高。判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较。如键长：金刚石（C—C）＞碳化硅（Si—C）＞晶体硅（Si—Si）。熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅②在离子晶体中，化学式与结构相似时，阴阳离子半径之和越小，离子键越强，熔沸点越高。反之越低。如KF＞KCl＞KBr＞KI，ca*＞KCl。③分子晶体的熔沸点由分子间作用力而定，分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高，反之越低。（具有氢键的分子晶体，熔沸点反常地高，如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S）。对于分子晶体而言又与极性大小有关，其判断思路大体是：ⅰ组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔沸点越高。如：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。ⅱ组成和结构不相似的物质（相对分子质量相近），分子极性越大，其熔沸点就越高。如：CO＞N2，CH3OH＞CH3—CH3。ⅲ在高级脂肪酸形成的油脂中，不饱和程度越大，熔沸点越低。如：C17H35COOH（硬脂酸）＞C17H33COOH（油酸）；ⅳ烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加，熔沸点升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。ⅴ同分异构体：链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多，熔沸点降低。如：CH3(CH2)3CH3(正)＞CH3CH2CH(CH3)2(异)＞(CH3)4C(新)。芳香烃的异构体有两个取代基时，熔点按对、邻、间位降低。（沸点按邻、间、对位降低）④金属晶体：金属单质和合金属于金属晶体，其中熔、沸点高的比例数很大,如钨、铂等（但也有低的如汞、铯等）。在金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低。如：Na＜Mg＜Al。合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金＜纯铝（或纯硅）。5.某些物质熔沸点高、低的规律性①同周期主族（短周期）金属熔点。如Li<Be，Na<Mg<Al②碱土金属氧化物的熔点均在2000℃以上，比其他族氧化物显著高，所以氧化