多步反应的计算.doc

多步化学反应计算
陈建茹
教学目的：1、使学生掌握多步化学反应的计算。
2、掌握守恒法的应用。
教学重点：多步反应的计算方法。
教学难点：多步反应计算中反应物与最终产物间量的关系式的确定。
教学方法：通过典型习题的训练和分析，使学生掌握过量计算和多步反应计算的一般技巧
教学过程：
[新课引入]在实际生产中，从原料到最终产物，一般都不可能一步就反应完成（如工业制硫酸、制硝酸），中间需要经过多个连续的反应过程，像这样的连续反应，我们称为多步反应。那么，多步反应的计算问题应怎样来计算呢？
[例1]用CO还原5.0g某赤铁矿石样品，生成的CO2再跟过量的石灰水反应，得到6.8g沉淀，求赤铁矿石中Fe2O3的质量分数。
[设问]（1）如果分步计算，怎么算？（学生回答简要计算步骤）
[评价]复杂容易出错，尤其是在考试有限的时间内，可能做不完。其实对于多步反应的计算，我们可以先找出已知量和未知量之间的关系，再来计算，因为简化了解题过程，计算起来就简单的多了。也就是我们原来提到过的关系式法解题。
[分析]根据两步反应的化学方程式，用CO2作“中介”得到下列关系：
Fe2O3——3CO2——3CaCO3
即Fe2O3——3CaCO3
[解题过程]Fe2O3——3CaCO3
160g300g
6.8g

=72%
答：赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为72%
[小结]关系式法的一般步骤是：
写：写出所有的化学方程式
找：找中间物质，并确定反应物、中间物质、生成物之间的量的关系
定：确定已知量与未知量之间的关系
解：解题
[补充说明]在进行多步反应计算时，往往还需要搞清楚以下几个关系

1.原料利用率（％）＝

2.纯度%＝

3．原料损耗率（％）＝×％
4．产品产率（％）＝×％
[例2]煅烧2.5t含85%FeS2的黄铁矿石时，FeS2中的S有5.0%损失而混入炉渣，计算可制得98%硫酸的质量。
[设问]（1）请同学完成工业制硫酸的化学方程式
（2）如何找参加反应的硫元素和生成的硫酸之间的关系式？（根据方程式或者硫元素守衡）
（3）下列计算对吗？
S～H2SO4
32t98t
2．5t×85%×95%x·98%
[解题过程]略
[补充说明]5.元素的损失率=该化合物的损失率

证明:

[讲解]例2中S损失5%那么FeS2也损失5%，此题也可以这么做：
FeS2——2H2SO4
1202×98
2.5t×85%×95%m(98%H2SO4)×98%
m(98%H2SO4)=3.4t
[例3]煅烧10t含75%FeS2的黄铁矿石制硫酸，煅烧时损失2%，由SO2制SO3的时候利用率为80%计算可制得98%硫酸的质量。
[分析](1)分步计算(目的是证明中间产物的损失率，都可归纳为起始原料的损失率)
[讲解]事实上工业生产中中间产物的损失率，都可归纳为起始原料的损失率,从而简化计算
[解题过程]设可制得98％的浓硫酸的质量为x
由以FeS2制H2SO4的三步化学方程式可得
FeS2——H2SO4
120t2×98t
10t×75％×(1—２％)×80%x×98％
x＝＝9.8t
答：可制98％的浓硫酸9.8t。
[练习]某化肥厂用NH3制备NH4NO3，已知由NH3制NO的产率是90%，NO制HNO3的产率是95%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3，试求制HNO3所用NH3占总消耗NH3的质量分数。
[提问](1)完成整个过程的方程式
(2)找关系式
(3)计算

[小结]多步反应特点：化学反应是连续多步完成的。
多步反应计算的关键：依据化学反应方程式的计量系数或元素守恒找出用于计算的关系式。