理解和運用質(zhì)量守恒定律之我見

胡春琴

質(zhì)量守恒定律是自然界的一個基本規(guī)律，是初中化學的一條重要定律，是書寫化學方程式的原則之一，也是進行化學方程式計算的依據(jù)。在很多題型中都滲透著關(guān)于質(zhì)量守恒定律的知識，因此理解定律內(nèi)容，從實質(zhì)上掌握并運用質(zhì)量守恒定律是我們學好化學的關(guān)鍵。

質(zhì)量守恒定律的關(guān)鍵詞含義：“參加化學反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和?！睘閹椭鷮W生理解質(zhì)量守恒定律，教師可先引導(dǎo)學生從化學反應(yīng)的實質(zhì)去認識質(zhì)量守恒定律，即化學反應(yīng)的實質(zhì)是反應(yīng)物的分子分成原子，原子再重新組合成新物質(zhì)的分子的過程，然后導(dǎo)出質(zhì)量守恒的微觀原因：在一切化學反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類沒有改變，原子的數(shù)目沒有增減，原子的質(zhì)量也沒有改變。因此，反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然相等。而為了使學生更清晰明了地理解質(zhì)量守恒定律，可將上述理解概括為三方面：質(zhì)量守恒、元素種類守恒、各元素的原子總數(shù)守恒。

正確而深刻地理解了質(zhì)量守恒定律，方能靈活地運用質(zhì)量守恒定律，我在教學中注意歸納總結(jié)、分類整理，使解題思路更清晰，便于學生接受，也取得了一定的教學效果。

一、質(zhì)量守恒

（一）解釋現(xiàn)象

例1.鐵生銹后，為什么鐵銹的質(zhì)量比原來的質(zhì)量增加了？

分析：鐵在潮濕的空氣中與水、氧氣作用而生成鐵銹。據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成鐵銹的質(zhì)量等于參加反應(yīng)的鐵、水和氧氣的質(zhì)量之和，故鐵銹的質(zhì)量比原來鐵的質(zhì)量增加了。

（二）求化學反應(yīng)中物質(zhì)的質(zhì)量

例2.在反應(yīng)A+2B=C+D中，A、B兩種物質(zhì)完全反應(yīng)時質(zhì)量比為5﹕2。若生成C和D的質(zhì)量共140克，則需消耗B物質(zhì)的質(zhì)量為 ? ? ? 克，假設(shè)A、B、C的相對分子質(zhì)量分別為50、10、40，則D的相對分子質(zhì)量為 ? ? ? ?。

分析：據(jù)質(zhì)量守恒定律知參加反應(yīng)的A與B質(zhì)量和等于生成的C和D的質(zhì)量和，即A與B的質(zhì)量和為140克，又知A、B的質(zhì)量比為5﹕2，即可求B物質(zhì)質(zhì)量為2/7×140=40克，同理有A與B質(zhì)量和等于生成的C和D的質(zhì)量和即有A+2B=C+D，將各相對分子質(zhì)量代入得：50+2×10=40+D，求出D的相對分子質(zhì)量為30。

二、元素種類守恒

例3.某有機物在空氣中燃燒后生成二氧化碳和水，則該物質(zhì)中一定含有__ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 元素，可能含有 ? ? ?元素。

分析：據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后各元素的種類不變，而生成物只有二氧化碳和水，燃燒時氧氣參加了反應(yīng)，所以物質(zhì)A中一定含有碳、氫兩種元素，可能含有氧元素。

例4.某有機物1.6克完全燃燒后生成4.4克二氧化碳和3.6克水，則下列敘述中正確的是（ ）

A.只含C、H兩種元素

B.一定含C、H、O三種元素

C.一定含C、H兩種元素，可能含O元素

D.不能確定

分析：有機物燃燒生成4.4克二氧化碳和3.6克水，其中碳、氫兩種元素的質(zhì)量為4.4×12/44+3.6×2/18=1.6克，等于有機物的質(zhì)量，可知有機物一定含C、H兩種元素，不含O元素，故A正確。

三、各元素的原子總數(shù)守恒

（一）確定物質(zhì)的化學式

例5.在化學反應(yīng)2MO+X=2MO2中X的化學式為（ ? ?）

A.MO2 ? ?B.O2 ? ? C.M2O ? ?D.MO3

分析：據(jù)質(zhì)量守恒定律知化學反應(yīng)前后各元素的原子個數(shù)不變，則X為O2。

（二）推斷化學方程式的物質(zhì)系數(shù)

例6.化學反應(yīng)方程式為aC2H6+bO2=mCO2

+nH2O，下述各式為各物質(zhì)間系數(shù)關(guān)系，正確的是（ ? ? ）

A.2m=a

B.3n=2a

C.3n=a

D.2b=2m+n

分析：據(jù)質(zhì)量守恒定律知各元素的原子個數(shù)守恒得：H原子數(shù)6a=2n，C原子數(shù)2a=m，O原子數(shù)2b=2m+n，所以D正確。

（三）判定化學方程式

例7.已知反應(yīng)X2+Y2=E，若E得化學式為XY3，則下列方程式正確的是（ ?）

A.X2+Y2=2E

B.2X2+3Y2=E

C.2X2+3Y2=2E

D.X2+3Y2=2E

分析：依據(jù)化學反應(yīng)前后原子數(shù)守恒，將XY3代入上述各式，則D正確。

四、綜合運用

例8.一定條件下，下列物質(zhì)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)一段時間，測得反應(yīng)產(chǎn)前后各物質(zhì)的質(zhì)量（如文末所示列表1）。

根據(jù)列表1信息判斷，下列說法中不正確的是（ ? ? ?）

A.X、Z是反應(yīng)物，Y、W是生成物

B.a=15

C.反應(yīng)中Y、W兩種物質(zhì)變化的質(zhì)量比為22︰9

D.Z為化合物

分析：由題可知，Y物質(zhì)反應(yīng)后質(zhì)量增加2.2克，為生成物，Z物質(zhì)反應(yīng)后質(zhì)量減少8.1克，為反應(yīng)物，W物質(zhì)反應(yīng)后質(zhì)量增加0.9克，為生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量相等，即反應(yīng)后質(zhì)量增加的質(zhì)量等于反應(yīng)后質(zhì)量減少的質(zhì)量。X物質(zhì)反應(yīng)后增加的質(zhì)量為8.1g-2.2g-0.9g=5.0g，為生成物;反應(yīng)后X物質(zhì)質(zhì)量增加5.0g，a=10g-5g=5g;反應(yīng)中Y、W兩種物質(zhì)變化的質(zhì)量比為（4.4-2.2）：（1.8-0.9）=22：9。由以上分析可知，反應(yīng)的表達式為Z=Y+W+X，為分解反應(yīng)，Z中不可能只含有一種元素，為化合物。