充分理解质量守恒定律,让其应用发挥极至

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, 这个规律叫做质量守恒定律。

对于质量守恒定律这个概念, 我们应作以下几个方面的理解: (1) “参加化学反应”是指反应掉的那一部分质量, 不是各反应物质量的简单相加, 即所给的反应物不一定都参加了化学反应。 (2) “各物质”指的是所有物质, 尤其注意参加反应或反应生成的气体、沉淀不能忽略。 (3) “质量总和”是指质量全部相加, 但仅对质量求和, 不是体积、密度、分子个数等相加。 (4) 该定律仅针对化学变化成立, 物理变化不属于它的研究范围。 (5) 化学反应中, 各物质间要按一定的质量比相互作用, 因此参加反应的各物质的质量总和就不是任意比例的反应物质质量的简单相加。

一切化学反应为什么呢?我们就应从化学反应的实质上去分析。由分子构成的物质, 发生化学变化的过程实质上是:分子分裂成原子, 原子重新结合成新分子 (也可能直接结合成新物质) , 新分子再聚集成其他物质的过程。从微观上看, 在化学反应前后, 无论物质的分子发生怎样的变化, 原子的种类不变, 原子的数目不变, 每个原子的也质量不变。这就决定了宏观上元素的种类不变, 每种元素的质量也不变。因此化学反应前后各物质的质量总和相等也就不难理解了。于是化学反应过程可归纳为“六个一定不变”, 即微观上的原子的种类不变, 原子的数目不变, 每个原子的也质量不变, 宏观上的元素的种类不变, 元素的质量不变, 反应物和生成物的总质量不变。“三个一定改变”, 即微观上原子的组合一定改变, 分子种类一定改变, 宏观上的物质种类一定改变。“三个可能改变”, 即反应前后分子的数目可能改变, 反应前后元素的化合价可能改变, 物质的状态可能改变。

学习、理解质量守恒定律的目的, 在于会全面、正确地应用它去解决实际问题。归纳一下, 大概有以下几个方面的应用。

一、利用质量守恒定律, 解释某些化学反应现象。如有人说:“蜡烛燃烧后质量减轻, 镁带燃烧后质量增重, 说明这些化学变化不遵循质量守恒定律。”这种说法对吗?为什么?又如下列观点符合质量守恒定律的是 () 。A.煤燃烧后剩余残渣的质量减轻了 B.一定条件下, SO2和O2生成SO3, 反应前后分子总数不变 C.8克CH4完全燃烧生成8克CO2 D.某有机物在空气中燃烧只生成CO2和H2O, 则该有机物一定含有碳、氢、氧三种元素。

二、利用质量守恒定律, 根据化学反应前后元素种类不变, 每种原子的质量不变, 来判断物质的组成。如某物质在空气中燃烧后生成了二氧化碳和水, 则该物质的组成中一定含有_________元素和_________元素_________, 可能含有_________元素。又如将1.8g某可燃物在氧气中充分燃烧, 生成4.4g二氧化碳和3.6g水, 据此推断该可燃物一定由_________元素组成。再如在一密闭容器内有氧气、二氧化碳、水蒸气和一种未知物W, 在一定条件下充分反应, 测得反应前后各物质的质量如下表所示, 则下列说法中错误的是 ()

A.根据质量守恒定律, X的值应为0 B.生成物是二氧化碳和水

C.物质W只含碳和氢两种元素D.物质W一定含碳、氢、氧三种元素

三、利用质量守恒定律, 根据化学反应前后原子的种类和数目都不改变, 推求反应物或生成物的化学式。如我国新一代气象卫星“风云三号”于2008年5月27日成功发射, 运载火箭的主要燃料是偏二甲肼 (用R表示) , 其反应的化学方程式为:则偏二甲肼的化学式是 ()

A.C2H8N2 B.N2H4 C.CH4 D.C6H7N

又如瑞典化学家舍勒将软锰矿 (主要成分是二氧化锰) 与浓盐酸混合加热, 在世界上首次制得了氯气.其反应的化学方程式为:则X的化学式是 () 。

四、利用质量守恒定律, 根据化学方程式确定物质的相对分子质量。例如:在反应中, 已知34克A与20克B恰好完全反应, 生成12克C, 若A的相对分子质量是136, 则D的相对分子质量是 () 。又如根据质量守恒定律推断, 在反应中, B、A的相对分子质量相差 ()

A.12 B.18 C.22 D.40

五、利用质量守恒定律, 根据化学方程式计算某物质的质量。例如:已知反应若A、B两物质完全反应时质量比为3:4, 且生成C和D的质量之和为140克, 则该反应消耗B的质量为 ( ) 克。又如用氯酸钾和二氧化锰的混合物16g加热至不再产生氧气为止, 冷却后称量得到11.2g固体物质。计算原混合物中MnO2的质量 (计算结果保留两位小数) 。再如某同学发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体, 咨询得知, 这种固体的主要成分是过氧化钙 (CaO2) , 是为了解决鱼塘中氧气不足的问题。他回家后在资料查到过氧化钠与水反应的原理为且CaO2与Na2O2的化学性质相似。 (1) 写出CaO2与H2O反应的化学方程式______________________________________________________; (2) 该同学为了测定这种固体中CaO2的质量分数, 称取20g样品加入到足量的水中, 结果生成3.2 g O2 (假设样品中其他成分与水不反应) 。请你帮助该同学计算样品中CaO2的质量分数。

六、利用质量守恒定律, 根据化学方程式求反应中某元素的质量。例如目前, 市场上出现的木糖醇 (化学式为C5H12O5) 是一种新型的甜味剂, 若将一定量的木糖醇充分燃烧 (化学方程式为可生成CO2 132g, 那么, 该木糖醇中所含氢元素的质量是多少克?

摘要：本文对质量守恒定律的概念作了详细的理解, 对一切化学反应为什么都遵循质量守恒定律作了细致的阐释, 并把其应用从多方面作了举证。肯望能抛砖引玉, 得到初中化学教师的关注。

关键词：质量守恒定律,理解,应用

参考文献

[1] 《中学教材全解》 (九年级化学) 薛金星总主编, 陕西人民教育出版社.

[2] 《教材1+1》 (九年级化学) 黎启阳总主编, 新疆青少年出版社.

[3] 《点拨》 (九年级化学) 荣德基总主编, 吉林教育出版社.