质量守恒定律.docx
- 文档编号:30743177
- 上传时间:2023-08-20
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:21.04KB
质量守恒定律.docx
《质量守恒定律.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《质量守恒定律.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
质量守恒定律
质量守恒定律是许多科学家经过无数次实验得出的科学结论,它是正确书写化学方程式的理论基础,也是进行化学计算的理论依据,它直接反映了参加化学反应的各物质与生成的各物质之间的质量关系。
不少学生虽然熟记质量守恒定律定义,但对质量守恒定律的内涵理解不透,解题中常出现错误。
笔者在从事多年的教学过程中,总结出了在理清概念基础上,通过典型例题解题思路的分析,帮助学生理解及运用质量守恒定律的方法。
一、理清基本概念,把握质量守恒定律的内涵
1.从宏观分析可知:
参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
因此,在讲授质量守恒定律的内涵时,应特别强调以下三点:
(1)强调“质量”。
质量守恒定律仅指“质量”,不能推广到其它物理量,如:
气体体积则不适用此规律。
(2)强调“总和”。
按照质量守恒定律,物质发生化学反应时,各反应物的质量总和必等于各生成物的质量总和,不可忽视“各”及“总和”。
(3)强调“参加反应”。
质量守恒定律是物质在发生化学变化的过程中,客观存在的一个普遍规律,它揭示了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系。
在运用此规律时,没有参加化学反应的物质,不能计算在内,应特别注意。
2.从微观上分析得出:
化学变化的过程实质是原子的重新组合过程,因此,在一切化学反应中,反应前后原子种类没有改变,原子数目没有增减,原子质量也没有变化,因而质量守恒。
理论上理解质量守恒定律是基础,运用该定律解决实际问题才是关键。
为了帮助学生提高实际运用质量守恒定律的能力,笔者采用了以下做法:
·
二、精选典型例题,巩固质量守恒定律
1.精心编选典型例题,进行思路分析
例1在化学反应A十2B:
C+2D中,
假设反应前A物质的质量为12克,B物质的
质量为8克,反应生成C物质的质量为10
克,其中A物质全部反应,B物质尚有2克未
参加反应,则生成D物质多少克?
解题思路分析:
根据质量守恒定律,参加
化学反应的A、B物质质量之和必等于反应
生成的C、D物质质量之和,即m(A)+m(B)
二m(C)+m(D)。
参加反应的A物质为12
克,B物质为·(8—2):
6克,则生成D物质质
量m(D):
(12+6—10)克:
8克。
这里应强调:
B物质有2克未参加反应,
不能计算在内,由于D物质前加了系数2,有
的学生就用m(D)二匹(皇上i上水产止:
g心2来
解题,这是不对的,也说明对“质量总和”理解
不深。
例2把干燥纯净的氯酸钾和3.25克
二氧化锰的混合物共15.5克放入大试管中
加热制取氧气,待反应完全后。
将试管冷却
称量得10.7克固体物质。
计算
(1)制得氧气
多少克?
(2)反应后10.7克固体分别是哪
些物质?
各为多少克?
解题思路分析:
15.5克混合物中包括氯
酸钾和二氧化锰,则氯酸钾的质量为.(15.5—
3.25)克:
12.25克,该化学反应可以简要的
表示如下:
氯酸钾气笔争氯化钾+氧气
这里应注意:
二氧化锰作为催化剂反应
参加化学反应的各物质的质量总和,等于
反应后生成的各物质的质量总和,这个规律就
叫做质量守恒定律。
·质量守恒定律阐明:
在一切化学反应中,反
应前后原子的种类没有改变,原子的数目没有
增减,原子的质量也没有变化。
一、理解质量守恒定律
要正确地理解质量守恒定律,我认为应抓
住以下3点:
①质量守恒定律研究的对象是“化学反
应”,而不是“物理变化”;:
②要强调“参加化学反应”的各物质的质量
总和;
③化学反应前后,是各物质的“质量总和”
相等。
·例1“水在加热沸腾一段时间后质量变
轻”,这个变化符合质量守恒定律吗?
解析因为“水加热沸腾”这个变化属于物
理变化,所以与质量守恒定律无关。
例2根据质量守恒定律"14g碳在32g氧
气中燃烧,生成46g二氧化碳”对不对?
解析根据化学方程式C+022l上上C02,
可知:
C和02反应的质量比为12:
32,即12g
碳与32g氧气恰好完全反应,还有2g碳未参加
化学反应,所以生成的二氧化碳的质量为:
12g
+32g:
44g,而不是46g。
例3解释“氯酸钾在受热分解后,为什么
剩余固体的质量比原反应物的质量轻”?
解析氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧
气,根据质量守恒定律,氯酸钾的质量应等于氯
化钾的质量加上氧气的质量,所以剩余固体的
质量比原反应物的质量轻。
二、质量守恒定律的应用
1.根据质量守恒定律,推断物质的化学式:
例1已知八2+3B2:
2C,根据质量守恒
定律,推断C的化学式为——(用A、B表
示)。
解析根据“化学反应前后原子的种类没
有改变,原子的数目没有增减”可知,在反应
“A,十3B2;2C"中,反应前A原子为2个,B原
子为6个,则反应后的2C分子中也一定有2个
A原子,6个B原子,所以C的化学式为AB3。
例2根据质量守恒定律,判断化学反应
‘‘3Cu+8HN03:
3Cu(N03)2+2X十十4H20'’
中,“X”的化学式为——。
解析在反应"3Cu+8HN03:
3Cu(N03):
+2X十+4H20'’中,反应前Cu原子为3个,H
原子为8个,N原子为8个,O原子为24个,反
应后的生成物中已有3个Cu原子,8个H原
子,6个N原子,22个O原子,则2X分子中有
2个N原子和2个O原子,所以X的化学式为
NO。
二、元素质量守恒
例34。
6g纯净物A在空气中燃烧,生成
8.8g二氧化碳和5.4g水,问:
(1)A物质有几
种元素组成?
(2)各元素的质量比为多少?
解析此问题单从原子种类(元素种类)守
恒,不能判断出有无氧元素。
如果利用反应前
后元素质量守恒,就能加以确定。
方法一:
求出
生成物中C、H元素的质量。
由于氧气中没有
C、H元素,所以C、H元素全来自A物质,若C、
H元素的质量之和等于4.68,则A物质中就没
有氧元素;若C、H元素的质量小于4.6g,则A
物质中就有氧元素,它们的质量差就是A物质
中的氧元素的质量。
方法二:
根据质量守恒定
律先求出参加反应的氧气的质量,再求出生成
物中氧元素的总质量,然后进行比较,如果相
等,A物质中就没有氧元素;如果后者大于前
者,A物质中就有氧元素,它们的质量差就是A
物质中的氧元素的质量。
例4用氢气还原混有铜的氧化铜,充分
反应后,冷却,称量剩余固体,发现质量减少了
1.6g。
问此混合物中含有氧化铜多少克?
解析这个问题可以利用化学方程式进行
计算,但相对来说比较烦,如果利用反应原理,
根据元素质量守恒,减少的质量就是参加反应
的氧化铜中的氧元素的质量。
根据化学式的计
算就能求得答案。
解题过程很简单。
1.6gX80/16:
8g。
解此类题目常会出现这样一种错误:
根据
质量守恒定律,减少的质量就是生成的水的质
在化学计算中,认真分析题意,正确地运用
质量守恒定律,从中找出变化前后的不变量,能
使解题思路简化,速度加快,正确率提高,试举
两例
例1.在5gCO和CO。
的混合气体中,含
氧64%,将该混合物通过足量的灼热的氧化
铜,充分反应后,气体再全部通人足量的澄清石
灰水中,求得到白色沉淀的质量为多少克?
C一般解法):
设:
5g混合物中含CO的质
量为父,得到白色沉淀的质量为》f
设:
2.8gCO和足量CuO反应后生成COz
CO+CuO二兰《u+C02
2844
2.8gz
28:
44:
2.8g‘*
2=4.4g
C02+Ca(OH)2=CaCO,++H20
44100
4.4g+(5——2.8)g)/
44:
100:
6.6g’夕
夕:
15g
C特殊解法):
根据反应的方程式分析可知
在整个变化过程中碳元素质量是守恒的,生成
物碳酸钙中碳元素质量应和原混合气体中碳元
素质量相等。
设:
生成沉淀碳酸钙的质量为主
广
则5gX(1—64%)=工X石击瓦X100%
5gX36%=JXl2%
J=15g
答:
生成沉淀的质量为15g。
例2.一定质量的甲烷在一定量的氧气中
发生不完全燃烧(甲烷、氧气均反应完毕),得到
产物水、一氧化碳和二氧化碳共49.6g,经测定
其中含水25.2g,求甲烷和参加反应的氧气质
量。
C一般解法)根据题意可写出反应的方程式
CH‘t02苎旦《O+CO:
+HzO
如将该方程式配平,可配得
3CH:
7502些旦2CO·~C02+6HzO
4CH,+702些旦2CO+2CO:
+8H20
5CH:
+90:
些些2CO+3CO:
+10H20
6CH4-I-1102些旦2CO+4CO:
+12H20等,
而各个反应中物质的化学计量数之比都不
一样,这就给据化学方程式计算带来难度,究竟
应据哪个方程式计算?
事实上,我们分析一下上
面几个已配平的方程式。
可知甲烷和氧气在发
生不完全燃烧时,产物中的CO和C02的量是
不确定的,而参加反应的甲烷和生成物水的分
子个数比总为1:
2,如据质量守恒定律来解题
可避免上述困扰。
[特殊解法)据质量守恒定律知:
生成物水
中的氢元素质量应等于参加反应的甲烷中氢元
素质量。
设参加反应的甲烷质量为J。
工X(4H:
X100%=25.2gXi2H)X100%
JX4/16:
25.2gX2/18J=11.2g
据质量守恒定律知参加反应的氧气质量:
49.6g——11.2g=38.4g
答:
略
三、物质质量守恒
例5氯酸钾和二氧化锰的混合物15g加
热至不产生气体为止,冷却,称量残留物的质量
为10.2g。
试求混合物中氯酸钾和二氧化锰的
质量各为多少克?
例6将一定量的二氧化碳通入盛有氢氧
化钙溶液(足量)的烧杯中,充分反应后,烧杯内
物质的总质量增加了2.2g。
问有多少克碳酸
钙生成?
解析以上两例可直接应用质量守恒定律
分别求出生成的氧气和参加反应的二氧化碳的
质量(分别为4.8g,2.2g),然后通过化学方程
式求出结果。
但例6要注意的是增加的质量不
是生成的碳酸钙的质量,不要以为生成了碳酸
钙白色沉淀,增加的质量就是碳酸钙的质量,实
际反应中要消耗氢氧化钙,同时还有水生成。
再如锌和稀硫酸反应后,溶液增加的量并不是
参加反应的锌的全部质量。
(//1zn十//1H2S04--DlZnS()4十//1H2)
例7已知A+2B--2C+3D,若25gA
与10gB恰好完全反应,生成5gC,则生成物C
和D的质量比为——,C和D的相对分子
质量比为——。
、
解析此题的第一问只要应用质量守恒定
律就能解决,第二问必须在第一问的基础上,利
用化学方程式表示的各物质之间的质量比来进
行计算。
解此题时要注意,解第一问时不要把
化学计量数当作物质质量的倍数,题中A、B、
C、D代表四种物质,A、B、C、D四物质的质量就
是反应式中包含了计量数在内的总质量。
因
此,计算时不必再乘以化学计量数。
但解第二
问时,因为必须用到各物质之间的质量比,而各
物质的质量是相对分子质量乘以化学计量数,
所以必须应用化学计量数进行计算。
计算式为
2x:
3y’5:
30
运用质量守恒定律可以简捷解决一些化学
计算问题,使复杂的或繁琐的问题简单化。
在
运用质量守恒定律解决问题时,掌握化学反应
是前提条件,弄清什么是反应物,什么是生成
物,它们的质量有什么变化,这是关键所在。
否
则在解决问题时就会出现差错。
5.根据质量守恒定律,书写反应的化学方
程式:
例10将15gA、24gB,、8gC这三种物质
混合后加热,在反应后的混合物中含8gA、30g
C和一种新物质D,若A、B、C、D的相对分子质
量分别为28、32、44、18,则该反应的化学方程
式为——。
解析由题意可知,在该反应中,A和B是反应物,C和D是生成物,又已知参加反应的A
的质量为15g—8g:
7g,参加反应的B的质量
为24g,生成的C的质量为30g—8g:
22g,则生
成的D的质量为7g+24g—22g’9g;
根据化学反应中各物质间的质量比等于它
们的相对分子质量与化学计量数的乘积之比,
可推知A、B、C、D前的化学计量数分别为1、3、
2、2,所以该反应的化学方程式:
A+3B二2C+
2D。
6.根据质量守恒定律,解化学方程式的计
算题:
例11有13.5g干燥纯净的氯酸钾和二
氧化锰的混合物,其中二氧化锰的质量分数为
20%,把该混合物放在试管里加热,当测得二氧
化锰的质量分数为27%时,求产生了多少克氧
气?
氯酸钾的分解率为多少?
解析因为二氧化锰在该反应中作为催化
剂,所以在反应前后二氧化锰的质量不变。
设:
加热后剩余固体的质量为J
贝0有:
13.5gX20%‘JX27%J:
10g
根据质量守恒定律可知:
产生氧气的质量
为13.5g—10g:
3.5g。
设:
参加反应的氯酸钾的质量为夕
24596
y3.5S
245/96’y/3.5g9:
8.93g
所以:
氯酸钾的分解率:
8.93g/13.5gX
1()()%’66%
例12在100g稀硫酸中放入足量的锌
片,待反应停止:
后,称得溶液的质量为106.3g,
求生成多少克氢气?
解析由题意发现:
反应后所得溶液的质
量比反应前溶液的质量增重丁;根据质量守恒
定律可知,这是由于参加反应的锌的质量大于
放出的氢气的质量。
设:
生成的氢气的质量为J
Zn+H2S04:
ZnS04+H2十增重
65263
贝,j有:
2/63’了/6.3g丁:
0.2g
例1360g镁、铁、锌的混合物与足量的稀
硫酸反应,蒸发水后得204g固体,则反应过程
中放出氢气的质量为——so
解析Mg、h、Zn和H2S04反应得到的固
体为MgS04、FeS04和ZnS04;由题意可知:
反
应后所得固体的质量增加了;根据质量守恒定
律分析可知:
增加的质量为H2S04中S04的质
量,而H2S04中的H则全部进入H2中;
设:
反应过程中放出氢气的质量为J
S04————H2
962
204g—60g’144gJ
贝,J有:
96/2二144/JJ:
3g
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 质量 守恒定律