高中化学守恒法例题

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高中化学守恒法例题

浅谈守恒法在高中化学计算中的应用

化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。守恒的实质:利用物质变化过程中某一特定的量固定不变而找出量的关系,基于宏观统览全局而避开细枝末节,简化步骤,方便计算。通俗地说,就是抓住一个在变化过程中始终不变的特征量来解决问题。目的是简化步骤,方便计算。下面我就结合例题列举守恒法在化学计算中常见的应用。

一、质量守恒

化学反应的实质是原子间重新结合,质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液或浓缩溶液过程中,溶质的质量不变。利用质量守恒关系解题的方法叫“质量守恒法”。

1 利用化学反应过程中的质量守恒关系解化学计算题

例1:将NO

2、O

2、NH3的混合气体 L 通过稀H2SO4后,溶液质量增加 g ,气体体积缩小为 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

A 、

B、

C、

D、

[解析]将混合气体通过稀H2SO4后,NH3被吸收。

NH3+H2O==NH3·H2O2NH3·H2O+H2SO4==2SO4+2H2O

而NO2和O2与水接触发生如下反应:

3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应①

2NO+O2==2NO2 反应②

生成的NO2再与水反应:3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应③

上述反应①、②属于循环反应,可将反应①×2+反应②,消去中间产物NO ,得出:4NO2+ O2+2H2O ==4HNO3 反应④如果反应④中O2剩余,则将带火星的木条插入其中,木条复燃。而题中木条不复燃,说明无O2剩余。由反应③知,剩余气体为NO ,其体积在标准状况下为 L,其质量为m。

m==n·M== V ×30 g/mol== ×30 g/mol == g

由质量守恒定律,混合气体的质量m 为:m== g+ g== g

V ==26而混合气体的物质的量n ,n== 、88 L == mol

//由摩尔质量M 计算公式:M== == g == g/mol

//mol而摩尔质量与相对分子质量在数值上相等,则答案为A 。

例2:铁有可变化合价,将 g FeC2O4 隔绝空气加热使之分解,最终可得到

g铁的氧化物,则该铁的氧化物组成可能为

A 、FeO

B、Fe3O4

C、FeO ·Fe3O4

D、Fe2O3

[解析]已知Fe 、C 、O 的相对原子质量分别为

56、

12、16,FeC2O4中含铁元素的质量:

m==56 ?14 、4 g == g

将FeC2O4隔绝空气加热,使之分解得铁的氧化物,设为FexO4。在加热过程中,铁元素没有损耗,铁元素的质量是不变的。由“质量守恒法”,在FexO4中m仍为 g ,则m== g- g== g。

据物质的量与质量、摩尔质量之间公式 m ,又据 n1

N256?12?2?16?4

nM56g/mol4则 ? ? ? ,答案为C 。M16g/mol

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