高中化学守恒法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...
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(溶质难挥发)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NO2、O2、NH3的混合气体26.88 L通过稀H2SO4后,溶液质量增加45.7 g,气体体积缩小为2.24 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(气体均在标准状况下测定)
A.40.625
B.42.15
C.38.225
D.42.625
[解析]将混合气体通过稀H2SO4后,NH3被吸收。
NH3+H2O==NH3·H2O 2NH3·H2O+H2SO4==(NH4)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2.24 L,其质量为m(NO)。
m(NO)==n·M== V ×30 g/mol== 2.24L×30 g/mol ==3.0 g
由质量守恒定律,混合气体的质量m(总)为:m(总)==45.75 g+3.0 g== 48.75 g
V == 26而混合气体的物质的量n,n== . 88 L ==1.2 mol
22.4L/mol22.4L/mol48.75m由摩尔质量M计算公式:M== == g ==40.625 g/mol
1.2moln2
2.4L/mol22.4L/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14.4 g FeC2O4(草酸亚铁)隔绝空气加热使之分解,最终可得到
7.6 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(Fe)== 56 ? 14 . 4 g == 5.6 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(Fe)仍为5.6 g,则m(O)==
7.6 g-5.6 g==2.0 g。
据物质的量(n)与质量(m)、摩尔质量(M)之间公式 m ,又据 n 1 N (N1、n??1
n2N2MN代表微粒个数) 256?12?2?16?4
m(Fe)5.6g
n(Fe)M(Fe)56g/mol4则 ? ? ? ,答案为C。 m(O)2.0gn(O)5 M(O)16g/mol
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