高中化学守恒法

高中化学守恒法第一页，共十八页，编辑于2023年，星期六所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等作为依据，寻找化学式中正负化合价总数绝对值相等；复分解反应中阴阳离子所带正负电荷总量相等；氧化还原反应中氧化剂与还原剂得失电子总数相等；几个连续或平行反应前后某种微粒的物质的量相等作为解题的基本思路。第二页，共十八页，编辑于2023年，星期六运用守恒法解题既可使繁乱的问题化难为易，又可使复杂的计算化繁为简，从而提高解题的速度，提高解题的准确度。中学化学计算中常见的守恒问题有如下几种情况：（1）电荷守恒（2）电子守恒（3）质量守恒第三页，共十八页，编辑于2023年，星期六【理论阐释】电解质溶液总是呈电中性，从而利用电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等来进行解题。即：Σ(阳离子的物质的量×阳离子的价数)=Σ(阴离子的物质的量×阴离子的价数)；或Σ(阳离子的物质的量浓度×阳离子的价数)=Σ(阴离子的物质的量浓度×阴离子的价数)。一、电荷守恒第四页，共十八页，编辑于2023年，星期六在无土栽培中，需配制一定量含50molNH4Cl、16molKCl和24molK2SO4的营养液。若用KCl、NH4Cl和(NH4)2SO4三种固体为原料来配制，三者的物质的量依次是（单位为mol）

A．2、64、24B．64、2、24C．32、50、12D．16、50、24【典例导悟】第五页，共十八页，编辑于2023年，星期六【解析】先求出需配制营养液中所需NH4+、K+、Cl—、SO42—、物质的量，再用同样的方法求出选项中所提供的物质中所含NH4+、K+、Cl—、SO42—物质的量。若与题干中的数值一致，即为选项。如题干中NH4+50mol；K+：16+24×2=64（mol）；Cl—：50+16=66（mol），SO42—：24mol。选项B，NH4+：2+24×2=50(mol)，K+：64mol、Cl—：64+2=66（mol），SO42—：24mol，与题干相符，选项B正确。答案：B第六页，共十八页，编辑于2023年，星期六二、电子守恒【理论阐释】氧化还原反应中(或系列化学反应中)氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。第七页，共十八页，编辑于2023年，星期六38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体22.4mL(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量可能是A．1.0×10-3mol B．1.6×10-3molC．2.2×10-3mol D．2.0×10-3mol【典例导悟】第八页，共十八页，编辑于2023年，星期六【解析】这是利用原子个数守恒进行计算的范例。根据参加反应的HNO3一部分生成Cu（NO3）2，另一部分变成NO2或NO。利用反应前后的N原子守恒，可以轻松求解。HNO3与Cu反应，一部分起酸的作用，即生成Cu(NO3)2用去硝酸=2n(Cu)=mol×2=1.2×10—3mol；另一部分HNO3起氧化作用，不管生成的22.4mL气体为何成分，都是HNO3的还原产物，且有HNO3~NO，HNO3~NO2，所以起氧化作用的HNO3为mol=1×10—3mol，故共消耗HNO3的物质的量为：1.2×10—3mol+1×10—3mol=2.2×10-3mol。以此得答案为C。答案：C第九页，共十八页，编辑于2023年，星期六三、质量守恒【理论阐释】质量守恒普遍存在于整个物理、化学变化过程中（核反应除外），如反应前后物质的质量守恒，溶液稀释与混合时溶质的质量守恒等。若在复杂的变化过程中，能充分利用某些元素原子的物质的量守恒解题，不仅思路清晰，而且计算简便。第十页，共十八页，编辑于2023年，星期六（1）系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关联的某些物质的数量(或质量)。如Na2CO3溶液中c(Na+)====2c(CO32-)＋2(HCO3-)＋2c(H2CO3)第十一页，共十八页，编辑于2023年，星期六（2）有关溶液的质子守恒水电离出的c(H+)=c(OH-)。①强酸弱碱盐溶液中：c(H+)=c(OH-)＋c(被弱碱阳离子结合的OH-)。②强碱弱酸盐溶液中：c(OH-)=c(H+)＋c(被弱酸根结合的H+)。如Na2CO3溶液中c(OH-)==c(H+)＋c(HCO3-)＋2(H2CO3)。第十二页，共十八页，编辑于2023年，星期六(NH4)2CO3溶液中存在_______种粒子。试完成下列问题：（1）根据电荷守恒，写出一个用离子浓度表示的等式：

；（2）根据水的电离，写出一个含有c(H+)和c(OH-)的等式：

；（3）根据(NH4)2CO3中，C、N原子个数关系，写出一个含有c(NH4+)和c(CO32-)的等式：

。【典例导悟】第十三页，共十八页，编辑于2023年，星期六【解析】(NH4)2CO3溶液中存在以下几种水解和电离方程式：(NH4)2CO3====2NH4+＋CO32-H2OH+＋OH-NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+CO32-＋H2O

HCO3-＋OH-HCO3-＋H2O

H2CO3＋OH-以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8种。虽然NH4+与CO32-的水解能够相互促进，但不够剧烈，故水解反应不能进行到底。第十四页，共十八页，编辑于2023年，星期六（1）由于1个CO32-带2个负电荷，即c(CO32-)所带负电荷可表示为：2c(CO32-)，根据正负电荷总数相等可得答案。（2）水电离出的H+与OH-是相等的，但水电离出的H+不全部独立的存在于溶液中，有的存在于HCO3-中，有的存在于H2CO3，故由水电离出的H+总数可以浓度形式表示为：c(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)。同样，水电离出的OH-也不全部独立存在于溶液中，有的被NH4+俘获存在于NH3·H2O中，被NH4+俘获的OH-数与它们结合生成的NH3·H2O数是相等的，故由水电离出的OH-总数可以用浓度形式表示为：c(OH-)＋c(NH3·H2O)。第十五页，共十八页，编辑于2023年，星期六（3）(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子，有的存在于NH4+中，有的存在于NH3·H2O中，其总数以浓度形式可表示为：c(NH4+)＋c(NH3·H2O)。(NH4)2CO3中的C原子，有的存在于CO32-中，有的存在于HCO3-中，还有的存在于H2CO3中，其总数以浓度形式可表示为：c(CO32-)＋c(HCO3-)＋c(H2CO3)。依据N、C原子个数比答案可得。第十六页，共十八页，编辑于2023年，星期六答案：8 （1）c(NH4+)＋c(H+)====c(OH-)＋c(HCO3-)＋2c(CO32-)（2）c(H+)＋c(HCO3-)