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1、守恒思想在化学计算中的应用守恒思想在化学计算中的应用 守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧，也是在高考试题中应用最多的方法 之一，其特点是抓住有关变化的始态和终态，忽略中间过程，利用其中某种不变量建立 关系式，从而简化思路，快速解题 守恒法解题依据：根据几个连续的化学方程式前后某微粒如原子、电子、离子的物质的 量保持不变或质量守恒原理等列关系式解答 思维方略1.质量守恒 1.质量守恒定律 化学反应过程中，反应物的总质量等于生成物的总质量。 物质不灭定律：化学反应前后元素的种类不变，既不会出现某种新元素，也不会失去某元素。 质量守恒的本质：反应前后各种元素的原子个数不变、反应前后各种元素
2、原子的物质的量不变，即各元素的质量不变，各元素的质量之和即物质的质量也不会改变。 2.质量守恒定律的主要应用 天平：天平是质量守恒定律的一种物化形象，它能够直接给出质量守恒定律的具体形象，即反应前的质量与反应后的质量相等。例如：将一瓶硫酸铜溶液和一瓶氢氧化钠溶液一起放在托盘上称量，平衡后，进行混合，天平不会发生倾斜。 状态：反应前后物质的质量不变，但不等于固体质量或液态或气体质量不变，而是各种状态的物质的质量之和保持不变。例如：锌和稀硫酸反应，反应后的质量应比反应前质量减少，若将逸入空气中的氢气质量加上，仍满足质量守恒定律；铁在空气中生锈，铁锈的质量大于铁的质量，因为空气中的氧气和水蒸汽也参与
3、了反应，铁锈的质量应与参加反应的铁、氧气、水蒸气三者质量之和保持守恒。 摩尔质量或相对分子质量：M=m/n，根据质量守恒定律求出气体或固体质量，进而求出摩尔质量，相对分子质量则与摩尔质量的数值相等。有时也可能综合混合气体的密度，其原理同摩尔质量的计算方法相同。 例题精讲 已知Q与R的摩尔质量之比为922，在反应X2Y=2QR中，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为 ( ) A239 B329 C469 D169 ( ) 有一瓶14%的KOH溶液，加热蒸发掉100 g水后，变为28%的KOH溶液80 mL，且 蒸发过程中无晶体析出，该80 mL
4、溶液的物质的量浓度为 A5 molL1 B6 molL1 C6.25 molL1 D6.75 molL 将NO2、O2、NH3的混合气体26.88 L通过稀H2SO4后，溶液质量增加45.7 g，气体体积缩小为2.24 L。将带火星的木条插入其中，木条不复燃。则原混合气体的平均相对分子质量为 A40.625 B42.15 C38.225 D42.625 -1- 铁有可变化合价，将14.4 g FeC2O4(草酸亚铁)隔绝空气加热使之分解，最终可得到7.6 g铁的氧化物，则该铁的氧化物组成可能为 AFeO BFe3O4 CFeOFe3O4 DFe2O3 方法总结 质量守恒定律表示：参加化学反应的
5、各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和依据该定律和有关情况，可得出下列等式： (1)反应物的质量之和生成物的质量之和 (2)反应物减少的总质量生成物增加的总质量 (3)溶液在稀释或浓缩过程中，原溶质质量稀释或浓缩后溶质质量(溶质不挥发、不析出) 思维方略2.原子守恒 从本质上讲，原子守恒和质量守恒是一致的，原子守恒的结果即质量守恒 1.原子守恒 化学变化可理解为分子拆分为原子，原子重新组合成分子，在此过程中原子的数目和种类是不变的。 2.原子守恒的表现形式 每一种元素的原子个数都不变； 不同元素之间的原子个数比保持不变； 每一种元素的质量不变； 不同元素间的质量比保持不变 3.原子守
6、恒的解题基本形式 分析化学反应的时态和终态的组成微粒，从中筛选合适的守恒对象原子或原子团； 根据已知条件与守恒对象间的关系，设未知数，列方程； 解方程，求未知数的解； 根据题设回答相关问题。 例题精讲 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况下)气体，反应消耗的HNO3的物质的量可能是 ( ) A1.0103 mol B1.6103 mol C2.2103 mol D2.4103 mol 在氧气中灼烧0.44 g由硫、铁组成的化合物，使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸，用20 mL 0.5 mol/L的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸。则原化合物
7、中硫的质量分数约为 A36.4% B46.2% C53.1% D22.8% 将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7molL1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入0.56L氯气时，恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+，则该混合物中铁元素的质量分数为 A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6% -2- 思维方略3.电荷守恒 方法总结 在电解质溶液或离子化合物中，阴、阳离子的电荷数相等，即：阳离子的物质的量阳离子的电荷数阴离子的物质的量阴离子的电荷数，由此可得 (1)在离子化合物中，阴、阳离子的电荷数相等； (2)在电解质溶液里，阴、阳离子的电荷数相等
8、 例题精讲 在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2，恰好使溶液中的SO24完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中Al3的浓度(molL1)为 ( ) 2bc2bc2bc2bcA. B. C. D. 2aa3a6a 某混合溶液中所含离子的浓度如下表，则M离子可能为 ( ) 所含离子 浓度(molL1) NO3 2 SO24 H 2 M 1 1 A.Mg2 BBa2 CF DNa思维方略4.电子守恒 1）.化合价升降与电子得失是一一对应关系 氧化剂中的某种元素在化学反应中化合价降低，该原子得到电子，化合价降低数目与得到电子
9、数目相等；还原剂中的某种元素在化学反应中化合价升高，该原子失去电子，化合价升高数目与失去电子数目相等。氧化剂化合价降低总数与其得电子数相等；还原剂化合价升高总数与其失电子总数相等。 2）.氧化还原反应中得失电子数相等 氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数； 存在多个氧化剂或多个还原剂的氧化还原反应中，多个氧化剂得到电子的总数与多个还原剂失去电子总数相等； 多个氧化还原反应的反应体系中，无论这些反应是平行反应，还是多步反应，整个体系中所有氧化剂得电子总数与所有还原剂失电子总数相等。 3）.得失电子数与电子转移数关系 得电子总数=失电子总数=电子转移总数 这三个数值之所以相等，其实质必然存在某种联
10、系，它们是站在不同角度对同一个氧化还原反应中的量的变化的描述：得电子数是站在氧化剂的角度；失电子数是站在还原剂的角度；而电子转移数则是从氧化剂和还原剂之间的关系角度来反映两者间的量的变化，是对氧化还原反应过程的描述。 4）.得失电子总数相等在电化学中的应用 电化学反应都是氧化还原反应，所以氧化还原反应中的守恒关系在电化学中也存在；负极上失电子总数=正极上得电子总数=电极之间转移得电子总数； 两极之间的电子转移通过外电路进行定向流动形成电流，所以电路中通过的电量与电子转移数也存在着一一对应关系； 负极上失电子总数=正极上得电子总数=电极之间转移的电子总数=电路中通过的电子数。 例题 -3- 在一
11、定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为 A11l B221 C 23l D432 在含有0.078 mol FeSO4的溶液中通入0.009 mol Cl2，再加入含有X2O72的溶液后，Fe2+恰好完全转化为Fe3+，则反应后X元素的化合价为 A. +2 B. +3 C. +4 D. +5 3.84gCu投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体的颜色越来越浅，共收集到1344ml气体，将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体溶于水，则通入氧气的体积为 A. 3.36L B. 0
12、.224L C. 0.672L D. 1.12L 将32.64克铜与140ml一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体的体积为11.2L。请回答： NO的体积为 L，NO2的体积为 L。 待产生的气体全部释放后，向溶液中加入Vml、amol/LNaOH溶液，恰好使溶液中的2+Cu全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L. 使铜与硝酸反应产生的气体在NaOH溶液中完全转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水 克。 练习题： 1由(NH4)2SO4和MgSO4组成的混合物共m g，溶于水中配制10 L溶液，测得此时溶液中c(SO2L1，c(Mg2)0.10 molL1，则
13、混合溶液中NH4的物质的量浓度是 4)0.15 molA0.10 molL1 B0.05 molL1 C0.15 molL1 D0.01 molL1 2镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 molL1盐酸时，在标准状况下产生气体5.6 L若向反应后的溶液中加入一定量烧碱溶液，生成的沉淀的最大质量为 ( ) A9.35 g B12.6 g C13.6 g D15.8 g 3ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂工业上常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制ClO2，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的
14、量之比为 ( ) A11 B21 C12 D23 4某反应可表示为：mMnHO2=xM2yH2O，则x值为 ( ) A2 B4 C6 D9 5在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾和过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为 ( ) A111 B221 C231 D432 620 g烧碱配制成500 mL溶液，其物质的量浓度为_molL1；从中取出1 mL，其物质的量浓度为_molL1，含溶质_g若将这1 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中溶质的物质的量浓度为_molL1，其中含Na_g 7在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其成分为水7.62%、K2CO3 2.38%、KOH 90%，若将1 g此样品加到46.00 mL 1 molL 1的盐酸中，过量的盐酸再用1.07 molL1的KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？ -4- 答案 D C C C A 0.100 molL1 专题集训能力提升 1A 2C 3B 4A 5B 61 1 0.04 0.01 0.023 73.43 g -5-
