高中化學(xué)試題中關(guān)于“守恒法”的有關(guān)研究

謝曉鵬

摘 要：守恒法是指利用化學(xué)反應(yīng)前后參量之間的等量關(guān)系，通過分析得出所需參量變化值的方法。守恒法作為高中化學(xué)計(jì)算的一種重要方法，已被廣泛運(yùn)用到高中化學(xué)解題中，針對(duì)各種題型詳解守恒法在高中化學(xué)試題中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；守恒法；解題

在自然界中，無論是化學(xué)還是物理反應(yīng)的過程，都存在這樣一種規(guī)律。一些參量在反應(yīng)前后會(huì)保持不變，如目前熟知的電荷守恒，質(zhì)量守恒定律等。因此，通過這類參量的守恒關(guān)系來求解試題的方法就是本文所說的守恒法。其主要特點(diǎn)是通過某一參量的守恒規(guī)律，規(guī)避掉反應(yīng)中間的復(fù)雜過程，從而可以快捷準(zhǔn)確地求解試題。

本文將針對(duì)不同守恒定律在高中化學(xué)試題中的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例分析，讓學(xué)生能夠進(jìn)一步掌握利用守恒法解題的方法，提高應(yīng)對(duì)高中化學(xué)的解題能力。

一、質(zhì)量守恒定律在化學(xué)解題中的應(yīng)用

質(zhì)量守恒定律是指參加某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物或者某一元素的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化。質(zhì)量守恒定律可以應(yīng)用的方面主要包括：反應(yīng)物質(zhì)量不變，反應(yīng)元素質(zhì)量不變或者整個(gè)反應(yīng)過程中總質(zhì)量守恒，結(jié)晶反應(yīng)中溶液質(zhì)量不變。

例1.在某化學(xué)反應(yīng)中A+2B=C+2D，已知C和D的摩爾質(zhì)量比值為9∶22.當(dāng)16質(zhì)量單位的A和B充分反應(yīng)，產(chǎn)生44質(zhì)量單位的C，那么參與化學(xué)反應(yīng)的B和D的質(zhì)量比值為（ ）

A.32∶9 B.23∶9 C.16∶9 D.46∶9

解：由題意可知：A + 2B = C + 2D

22 18

16 m（B） 36 44

根據(jù)質(zhì)量不變定律，反應(yīng)物B的質(zhì)量應(yīng)為36+44-16=64，那么參與化學(xué)反應(yīng)的B和D的質(zhì)量比值為64∶36=16∶9，所以答案為C。

例2.在某容器內(nèi)，足量的濃硝酸和1.28g的Cu粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么當(dāng)Cu粉完全反應(yīng)完時(shí)，能夠得到標(biāo)況下的2.24L氣體，那么該過程中參與反應(yīng)的硝酸為（ ）

A.0.12mol B.0.11mol C.0.03mol D.0.08mol

解：由于參與反應(yīng)的濃硝酸最終生成為兩個(gè)部分，一個(gè)是硝酸銅，另外一部分變?yōu)闅怏w，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)中N原子必定不變，不管最終生成的是何種類型的氣體。因此，最終參與反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是：

N（Hno3）=n（氣體）+2n（Cu（NO3）2）

=1.92g/64g·mol-1+1.12L/22.4Lmol-1

=0.03mol

二、原子守恒定律在化學(xué)解題中的應(yīng)用

原子守恒定律是指在化學(xué)反應(yīng)過程中，其中元素的種類和個(gè)數(shù)不變。這是從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)中引申推理出來的?；瘜W(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是原子重新組合成新的物質(zhì)的過程，化學(xué)變化中，原子的種類和個(gè)數(shù)是恒定的，變化中它們按照新的組合方式組成新的微粒。

例1.在氧氣中灼燒0.44g由硫、鐵組成的化合物，使其中的硫經(jīng)過一系列變化最終全部轉(zhuǎn)化為硫酸，用20mL 0.5mol/L的燒堿

溶液恰好能完全中和這些硫酸。則原化合物中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為

（ ）

A.36.4% B.46.2% C.53.1% D.22.8%

解法一：普通方法

先書寫方程式，再列式計(jì)算。而本題Fe、S化合物的化學(xué)式不定，因此，第一步Fe、S化合物燃燒方程式還需寫不定的化學(xué)方程式，這給計(jì)算帶來了更大的困難，即使不考慮鐵，只從S元素考慮，也有如下四個(gè)反應(yīng)：

S+O2=SO2；2SO2+O2=2SO3；

SO3+H2O=H2SO4；H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

根據(jù)已知NaOH的量，逆推H2SO4，再由H2SO4推SO3，再由SO3推SO2，再由SO2推S元素。這里面所蘊(yùn)含的關(guān)系式如下：

2NaOH—H2SO4—SO3—SO2—S

2mol 32g

20×10-3L×0.5mol/L m（S）

=0.01mol

列比例式：解得m（S）=0.16g

則原化合物中S元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=■×100%=■×100%≈36.4%

所以答案為A。

參考文獻(xiàn)：

[1]于榮華.運(yùn)用守恒法巧解化學(xué)題[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2010（10）.

[2]于力游.化學(xué)方法的學(xué)習(xí)之守恒法[J].科學(xué)教育，2010（1）.

（作者單位 寧夏回族自治區(qū)銀川市寧夏育才中學(xué)）