理解和運用質量守恒定律之我見

胡春琴

質量守恒定律是自然界的一個基本規律，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。在很多題型中都滲透著關于質量守恒定律的知識，因此理解定律內容，從實質上掌握并運用質量守恒定律是我們學好化學的關鍵。

質量守恒定律的關鍵詞含義：“參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。”為幫助學生理解質量守恒定律，教師可先引導學生從化學反應的實質去認識質量守恒定律，即化學反應的實質是反應物的分子分成原子，原子再重新組合成新物質的分子的過程，然后導出質量守恒的微觀原因：在一切化學反應中，反應前后原子的種類沒有改變，原子的數目沒有增減，原子的質量也沒有改變。因此，反應前后各物質的質量總和必然相等。而為了使學生更清晰明了地理解質量守恒定律，可將上述理解概括為三方面：質量守恒、元素種類守恒、各元素的原子總數守恒。

正確而深刻地理解了質量守恒定律，方能靈活地運用質量守恒定律，我在教學中注意歸納總結、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、質量守恒

（一）解釋現象

例1.鐵生銹后，為什么鐵銹的質量比原來的質量增加了？

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

（二）求化學反應中物質的質量

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

分析：據質量守恒定律知參加反應的A與B質量和等于生成的C和D的質量和，即A與B的質量和為140克，又知A、B的質量比為5﹕2，即可求B物質質量為2/7×140=40克，同理有A與B質量和等于生成的C和D的質量和即有A+2B=C+D，將各相對分子質量代入得：50+2×10=40+D，求出D的相對分子質量為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，則該物質中一定含有__ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 元素，可能含有 ? ? ?元素。

分析：據質量守恒定律，化學反應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，所以物質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、氫兩種元素的質量為4.4×12/44+3.6×2/18=1.6克，等于有機物的質量，可知有機物一定含C、H兩種元素，不含O元素，故A正確。

三、各元素的原子總數守恒

（一）確定物質的化學式

例5.在化學反應2MO+X=2MO2中X的化學式為（ ? ?）

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

分析：據質量守恒定律知化學反應前后各元素的原子個數不變，則X為O2。

（二）推斷化學方程式的物質系數

例6.化學反應方程式為aC2H6+bO2=mCO2

+nH2O，下述各式為各物質間系數關系，正確的是（ ? ? ）

A.2m=a

B.3n=2a

C.3n=a

D.2b=2m+n

分析：據質量守恒定律知各元素的原子個數守恒得：H原子數6a=2n，C原子數2a=m，O原子數2b=2m+n，所以D正確。

（三）判定化學方程式

例7.已知反應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：依據化學反應前后原子數守恒，將XY3代入上述各式，則D正確。

四、綜合運用

例8.一定條件下，下列物質在密閉容器內反應一段時間，測得反應產前后各物質的質量（如文末所示列表1）。

根據列表1信息判斷，下列說法中不正確的是（ ? ? ?）

A.X、Z是反應物，Y、W是生成物

B.a=15

C.反應中Y、W兩種物質變化的質量比為22︰9

D.Z為化合物

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