質(zhì)量守恒定律及其運(yùn)用

質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)的重要內(nèi)容，是學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的基礎(chǔ)，在最近幾年的各省中考題中頻繁出現(xiàn)，下面對質(zhì)量守恒定律的意義、原因及運(yùn)用做一點(diǎn)淺顯的研究。

一、質(zhì)量守恒定律的概念

參加化學(xué)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。這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。

二、質(zhì)量守恒定律成立的原因

微觀：在化學(xué)反應(yīng)的前后，反應(yīng)的原子種類、數(shù)目、質(zhì)量不變。

（其實(shí)這是質(zhì)量守恒定律成立的微觀原因，也可以作為質(zhì)量守恒定律的微觀表達(dá)式）

宏觀：在化學(xué)反應(yīng)的前后，組成物質(zhì)的元素的種類、質(zhì)量不變（質(zhì)量守恒定律成立的宏觀原因，也可以作為質(zhì)量守恒定律的宏觀表達(dá)式）

三、質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用

在有關(guān)質(zhì)量守恒定律的考查中，不僅考查其定義，而且考查其成立的原因，特別是結(jié)合化學(xué)方程式來進(jìn)行考查其微觀表達(dá)式。

1.概念的直接運(yùn)用（確定物質(zhì)的質(zhì)量）

【例1】 在A+B——C+D的反應(yīng)中，5克A和4克B完全反應(yīng)，生成3克C，求生成的D的質(zhì)量。

解：設(shè)生成的D的質(zhì)量為x。

根據(jù)質(zhì)量守恒定律：參加化學(xué)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，得：

5克+4克=3克+x

x=6克

答：生成的D的質(zhì)量為6克。

2.宏觀原因的運(yùn)用

（1）解釋現(xiàn)象

【例2】 有人說他能把石灰石變成黃金，請你用化學(xué)知識說明石灰石不能變成黃金的道理。

答：在化學(xué)反應(yīng)中元素的種類不變。石灰石的主要成分是碳酸鈣，它是由鈣元素、碳元素、氧元素組成的。黃金是由金元素組成的，因此石灰石不可能變成黃金。

（2）推斷物質(zhì)的組成

【例3】 堿式碳酸銅受熱分解生成CuO、CO2和H2O三種物質(zhì)，則堿式碳酸銅的組成是( )。（定性判斷）

A．只含有碳、氫、氧元素

B．一定含有碳、氫、銅元素，可能含有氧元素

C．一定含有碳、氫、氧元素，可能含有銅元素

D．肯定含有碳、氫、氧、銅四種元素

解：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)后氧化銅中有銅、氧兩種元素，二氧化碳中有碳、氧兩種元素，水中有氫、氧兩種元素，也就是反應(yīng)后產(chǎn)物含有銅碳?xì)溲跛姆N元素，所以堿式碳酸銅中應(yīng)含有Cu、O、C、H四種元素。

答案為：D。

【例4】 某有機(jī)物4.6克完全燃燒，需耗氧9.6克，生成CO28.8克，水5.4克，試判斷該有機(jī)物中（ ）。（定量計(jì)算）

Ａ.只含Ｃ、Ｈ元素 B.只含Ｃ、Ｈ、Ｏ元素

Ｃ．不只含Ｃ、Ｈ、Ｏ元素 Ｄ．不含氧元素

解：分析本題須通過計(jì)算來判斷該有機(jī)物中所含元素。根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變的原則，可知該有機(jī)物中含有C、H兩種元素，關(guān)鍵是判斷該有機(jī)物中有無氧元素和其他元素。計(jì)算可知：

8.8gCO2中含C質(zhì)量為：8.8g×1244×100%=2.4g

含O質(zhì)量為：8.8g-2.4g=6.4g

5.4gH2O中含H質(zhì)量為：5.4g×1×218×100%=0.6g

含O質(zhì)量為：5.4g-0.6g=4.8g

∵產(chǎn)物中Ｃ、Ｈ兩種元素的質(zhì)量總和為：

2.4g+0.6g=3.0g＜4.6ｇ

∴該有機(jī)物中不只含有Ｃ、Ｈ兩種元素。

又∵產(chǎn)物中氧元素的質(zhì)量總和為：

6.4ｇ＋4.8ｇ=11.2ｇ＞9.6ｇ

∴該有機(jī)物中肯定含有氧元素。

又∵4.6g-3.0g=11.2g-9.6g

或∵4.6g+9.6g=8.8g+5.4g

∴該有機(jī)物中不可能含有其他元素。

答案為：B。

3.微觀原因的運(yùn)用——確定物質(zhì)的化學(xué)式

【例5】 一種火藥中的硝酸銅燃燒時，可產(chǎn)生綠色火焰，發(fā)生的反應(yīng)如下：2Cu（NO3）22CuO+O2↑+4X，其中X是污染空氣的有毒氣體。則X的化學(xué)式是 。

解：根據(jù)質(zhì)量守恒定律——化學(xué)反應(yīng)前后，反應(yīng)的原子種類、數(shù)目不變的原則分析：反應(yīng)前兩個分子中含有兩個銅原子、四個氮原子、十二個氧原子，反應(yīng)后產(chǎn)物中也應(yīng)該含有這些原子，除4X外，已含有兩個銅原子和四個氧原子，所以4X中應(yīng)該含有四個氮原子、八個氧原子，則X中含有一個氮原子、兩個氧原子。所以其化學(xué)式為NO2。

總之，質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)中非常重要的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)從多角度全方位地加以研究，以便能很好地掌握其意義并靈活地運(yùn)用。

(責(zé)任編輯 廖銀燕）