質(zhì)量守恒定律是自然界中的一個基本規(guī)律,也是九年級化學中的一條重要定律和重點內(nèi)容,其具體應用相當廣泛,幾乎是每年中考必考的知識點。因此,對它的正確理解和靈活運用十分重要。
質(zhì)量守恒定律主要共有四種理解形式,即:
一、參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和
1、注意是“化學變化”
注意:質(zhì)量守恒定律的應用范圍是化學變化(或化學反應),不包括物理變化。
例1:將100 g酒精和50 g水混后后得到150 g酒精溶液,由此說明化學變化是符合質(zhì)量守恒定律的。
解析:酒精和水混合,這一變化雖然前后質(zhì)量不變,但它在初中范圍內(nèi)認為是物理變化,不能說明化學變化是符合質(zhì)量守恒定律的。
2、注意是“質(zhì)量定恒”
質(zhì)量守恒定律強調(diào)的是“質(zhì)量”守恒,不包括其它方面的守恒,如:“體積”、“重量”等方面不一定守恒。
如:一氧化碳和氧氣在點燃條件下恰好完全反應:2CO + O2 2CO2,這個反應前后都是氣體,參加反應的一氧化碳質(zhì)量和氧氣質(zhì)量總和等于反應后生成的二氧化碳質(zhì)量,質(zhì)量是守恒的,從體積方面來看,在相同條件下是2體積的一氧化碳和1體積的氧氣發(fā)生反應,只能生成2體積的二氧化碳,其體積在反應前后并不相等。有的反應體積可能守恒。
例2:用A、B、C、D四個相同的封閉裝置進行某物質(zhì)在氧氣中緩慢氧化實驗。實驗前用彈簧秤稱重,四個裝置的重量均恰好等于10牛。A裝置留于本地觀察,假設B裝置運到月球稱重,C裝置運至南極稱量,D裝置在太空軌道上的神舟七號飛船上稱重。結(jié)果A裝置仍為10牛,B裝置重量小于10牛,C裝置重量大于10牛,D裝置重量為0牛。由此說明化學反應前后質(zhì)量不一定守恒,你認為正確嗎?
解析:質(zhì)量守恒定律中強調(diào)的質(zhì)量守恒,而題中四個裝置在實驗前后稱量的是卻是重量。由于地球上不同的位置物質(zhì)所受重力不等,月球重力約為地球重力的六分之一,太空為失重狀態(tài),所以重量當然不一定守恒,但是其質(zhì)量是永遠守恒的。
3、注意“參加反應”和“反應后生成”
這是理解質(zhì)量守恒定律的關鍵,反應物的質(zhì)量總和不包括反應物過量的部分。生成物的質(zhì)量總和是指反應后新生成的,不包括原先就存在的。
例3:11 g碳和33 g氧氣充分反應,可以生成44 g二氧化碳,對嗎?
解析:判斷是否正確的關鍵,就是要看11 g和33 g氧氣是否都參加了反應。由化學方程式:
C + O2CO2可知,每12份質(zhì)量的碳和32份質(zhì)量的氧氣在點燃條件下完全反應可生成44份質(zhì)量的二氧化碳。很顯然,33 g氧氣并沒有全部參加反應,所以生成二氧化碳的質(zhì)量要小于(11+33) g,即小于44 g。此題的說法是不對的。
例4:現(xiàn)有A、B、C三種物質(zhì)的混合物,A為25 g,B為10 g,C為5 g,將混合物置于密閉容器中共熱至反應停止后,發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)含有A為10 g,B為21 g,并有新物質(zhì)D生成,求該反應中反應物與生成物之間的質(zhì)量比。
解析:本題的解題突破口是由題目條件確定利用第一種理解形式,關鍵是弄清反應物有哪些,生成物有哪些,以及參加反應的各物質(zhì)質(zhì)量與生成的各物質(zhì)質(zhì)量分別是多少,很明顯,A和C質(zhì)量減少,為反應物。
A、C參加反應的質(zhì)量分別是:
A:25 g-10 g=15 g
C:5 g
B、D質(zhì)量增加,為生成物。
B生成的質(zhì)量為:21 g-10 g=11 g
由質(zhì)量守恒定律,設生成D的質(zhì)量為x。
則:15 g+5 g=11 g+x
∴x = 9 g
故反應中A、B、C、D之間的質(zhì)量比為15:11:5:9
二、如果在封閉容器中進行化學反應,不管反應進行如何,反應前后質(zhì)量始終保持不變
這個可以看作是質(zhì)量守恒定律的一個擴展,由質(zhì)量定恒定律發(fā)展而來,也不難理解。這種理解可以快速有效地解決一些實際問題。
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