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化学守恒法，是打开化学之门的钥匙。一切化学反应都遵循守恒定律，在化学变化中有质量守恒、元素守恒、原子守恒、电子守恒、电荷守恒、化合价守恒、能量守恒等。运用守恒定律，只考虑反应体系中某些组分相互作用前后某些物理量或化学量的始态和终态，从而可以速解、巧解化学题目。 一、质量守恒 质量守恒，化学反应前后各物质的质量总和不变。 在一个密闭容器中有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如下表所示，已知Q的相对分子质量是x的两倍，回答下列问题： （1）“待测”值为 9 （2）参加反应的X与Q的质量比为1：3 （3）该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为2：3 解析：首先从表中可知X、Y、Z物质反应前后的质量变化，确定X、Y、Z是反应物还是生成物；然后根据质量守恒定律确定Q是反应物还是生成物。 （1）根据质量守恒定律可知，4+10+1+21-0-12-15=9，故“待测”值为9。 （2）参加反应的X与Q的质量比为：4：（21-9）=1：3。 （4）Q的相对分子质量是X的两倍，则该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为：a：2b=1：3，a：b=2：3。 二、元素守恒(物料守恒) 元素守恒，就是指参加化学反应前后组成物质的元素种类不变，原子个数不变。 30 mL一定浓度的硝酸溶液与5.12 g铜片反应，当铜片全部反应完毕后，共收集到NO、NO2混合气体2.24 L（标准状况下），则该硝酸溶液的物质的量浓度为8.7mol/L。 解析：根据N原子守恒可计算硝酸的物质的量浓度。被还原的硝酸的物质的量等于生成NO2、NO的总的物质的量，酸性作用的硝酸反应后生成Cu(NO3)2，则反应中消耗HNO3的物质的量为2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。 n(Cu)=5.12/64=0.08mol NO和NO2的物质的量和为2.24/22.4=0.1mol n(HNO3)=0.08mol×2+0.1mol=0.26mol c(HNO3)=0.26/0.03=8.7mol/L 三、电子守恒 电子守恒，一般是指在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 “有效氯含量”可用来衡量含氯消费剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为1.57。(计算结果保留两位小数) 解析：氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。NaClO2得4e-得到氯离子，Cl2得2e-得到氯离子，根据得电子相等可知NaClO2~2Cl2，故NaClO2的有效氯含量为71×2/90.5≈1.57。 四、电荷守恒 电荷守恒，就是指在物理化学变化中，电荷既不能被创造，也不会被消灭。在化学反应中反应物的电荷总数应等于产物的电荷总数；在电解质溶液中阴离子所带的负电荷总量应等于阳离子所带的正电荷总量。 现有一混合溶液，组成如下表所示，则该混合液的电荷守恒可表示为a+2b=c+2d（用a、b、c表示） 解析：溶液不显电性，根据电荷守恒，钾离子和镁离子所带的正电荷等于氯离子和硫酸根离子所带的负电荷，即：a+2b=c+2d。 五、化合价守恒 化合价守恒，是指化合物或混合物中正负化合价绝对值相等；在电解过程中各电极上析出物质的总价数也是守恒的。 已知离子方程式：RO3n-+F2+2OH-═RO4-+2F-+H2O，由此可知在RO3n-中元素R的化合价为+5价 解析：已知离子方程式，根据电荷守恒可知n=1，进而根据化合价代数和为0计算R在RO3-中化合价为+5价。 六、能量守恒 在任何一个反应体系中，体系的能量一定是守恒的。在化学反应中，反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，即盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现。 已知单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示，S(s，单斜)=S(s，正交)△H为-0.33KJ/mol。 解析：据图象可知： ①S(s，单斜)+O2(g)=SO2(g) △H1 ②S(s，正交)+O2(g)=SO2(g) △H2 由盖斯定律，将①-②可得S(s，单斜)=S(s，正交)△H=-0.33KJ/mol。 |
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