1、化學中的守恒化學中的守恒1、質量守恒、質量守恒2、電荷守恒、電荷守恒3、電子守恒、電子守恒4、化合價守恒、化合價守恒5、能量守恒、能量守恒守恒 宏觀宏觀上：上：“參加參加化學反應的各物質的質量總化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和和等于反應后生成的各物質的質量總和” ” 微觀微觀上：上：“在一切化學反應中，反應前后原子在一切化學反應中，反應前后原子的種類個數（或數目）、原子質量前后沒有變化的種類個數（或數目）、原子質量前后沒有變化 具體表現：具體表現：化學反應前后化學反應前后（1）物質的總質量不變；）物質的總質量不變；（2）元素、原子的種類不變；）元素、原子的種類不變；（

2、3）某種元素的總質量及其原子的總物質的量都不變；）某種元素的總質量及其原子的總物質的量都不變；（4）多步反應或平行反應前后某種微粒的總物質的量）多步反應或平行反應前后某種微粒的總物質的量守恒。守恒。【例【例1】在】在1.0L0.20mol/L的的NaOH溶液中通入一溶液中通入一定量的定量的H2S氣體，然后低溫蒸發，得到固體氣體，然后低溫蒸發，得到固體7.9g。試計算所得固體組分及各它們的物質的量。試計算所得固體組分及各它們的物質的量。【分析】先判斷所得固體成分，在利用【分析】先判斷所得固體成分，在利用Na+守恒及混合守恒及混合物質量關系進行計算。物質量關系進行計算。（1）若通入）若通入H2S的

3、量為的量為0，則所得固體為，則所得固體為NaOH 。m= 1.0L0.20mol/L40g/mol=8g（2）若通入）若通入H2S后，后， NaOH恰好完全反應生成恰好完全反應生成Na2S，所所得固體質量得固體質量 m= 1.0L0.20mol/L 1/278g/mol=7.8g（3）若通入）若通入H2S后，后， NaOH恰好完全反應生成恰好完全反應生成NaHS，所得固體質量所得固體質量 m= 1.0L0.20mol/L 56g/mol=11.2g【例【例2】 在在1.0L1.0molL-1NaOH溶液中通入溶液中通入16.8L標準標準狀況下的狀況下的CO2，計算所得溶液中含有的計算所得溶液中

4、含有的NaHCO3和和Na2CO3的物質的量。的物質的量。 CO2通入通入NaOH溶液中，若產物為溶液中，若產物為NaHCO3、Na2CO3，則兩者均無剩余，可由守恒法解答，則兩者均無剩余，可由守恒法解答，類似的類似的還有還有NaHS、Na2S；Na2SO3、NaHSO3等等。 CO2通入通入NaOH溶液中，若未知反應物比例，溶液中，若未知反應物比例，存在存在4種可能的情況。種可能的情況。要先判斷所得溶液中含有的溶質成分，再利用守要先判斷所得溶液中含有的溶質成分，再利用守恒法解答。恒法解答。【例【例3】（】（1999年上海高考題）年上海高考題）將將1.92g銅粉與一定量濃硝酸反應，當銅粉完全銅

5、粉與一定量濃硝酸反應，當銅粉完全作用時收集到氣體作用時收集到氣體1.12L（標準狀況）。則所消標準狀況）。則所消耗硝酸的物質的量是耗硝酸的物質的量是 （ ）A0.12mol B0.11molC0.09mol D0.08mol B 2、濃硝酸（濃、濃硝酸（濃H2SO4）與金屬反應，開始與金屬反應，開始生成的是生成的是NO2（SO2），），隨著反應的進行，隨著反應的進行，濃度變稀，生成的是濃度變稀，生成的是NO（H2）。）。 1、無特別強調，一般不考慮、無特別強調，一般不考慮N2O4的存在的存在【例【例4】有一在空氣中暴露過的】有一在空氣中暴露過的KOH固體，經固體，經分析測知含水分析測知含水2.

6、8，K2CO337.3。取取1g該樣該樣品投入品投入25mL 2mol/L的鹽酸中后，中和多余的的鹽酸中后，中和多余的酸又用去酸又用去1.07mol/L的的KOH溶液溶液30.8mL 。問蒸問蒸發中和后的溶液可得到多少發中和后的溶液可得到多少g固體？固體？ 【思考題思考題】一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加一定溫度下，向一固定容積的密閉容器中加入入1 mol A和和1mol B，發生反應發生反應2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)，達到平衡時生成了達到平衡時生成了a mol C。若升高平衡體系若升高平衡體系溫度，當再次達到平衡后，測得兩次平衡條件下混合氣體溫度，當再次達到平衡后，測得

7、兩次平衡條件下混合氣體的平均相對分子質量未發生改變，試解釋形成這種結果的的平均相對分子質量未發生改變，試解釋形成這種結果的可能原因是：可能原因是： 。A、B、C、D四種物質相四種物質相對分子質量之間的關系為對分子質量之間的關系為 （用（用MA、 MB、 MC、 MD表示）。表示）。2MA+MB=3MC+ MD升溫后，升溫后，D逐漸轉化為氣態逐漸轉化為氣態 練習練習 取鈉、鈣各一小塊，投入適量水中，反應完畢取鈉、鈣各一小塊，投入適量水中，反應完畢時只收集到時只收集到H H2 21.568L1.568L（標準狀況）。再取碳酸鈉和碳酸標準狀況）。再取碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物氫鈉的混合物3.83.8g

8、 g加入到所得的溶液中，當反應完后加入到所得的溶液中，當反應完后（此時（此時CaCa2+2+、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3- -完全進入沉淀）將溶液蒸干，完全進入沉淀）將溶液蒸干，得到白色固體得到白色固體8.88.8g g，再將白色固體用水洗滌、干燥得白再將白色固體用水洗滌、干燥得白色不溶物色不溶物4 4g g。試求：試求：（1 1）鈉、鈣各多少克？）鈉、鈣各多少克？（2 2）NaHCONaHCO3 3、NaNa2 2COCO3 3各多少克？各多少克？ 練習練習 碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉化為碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化

9、銅。氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解溶解28.428.4g g上述混合物，消耗上述混合物，消耗1 1mol/Lmol/L鹽酸鹽酸500500mLmL。燃燃燒等質量的上述混合物，得到氧化銅的質量是燒等質量的上述混合物，得到氧化銅的質量是A.35g B.30 g C.20 g D.15 gA.35g B.30 g C.20 g D.15 g2、電荷守恒、電荷守恒離子化合物（或溶液）中：離子化合物（或溶液）中：陰離子所帶負電荷總數陰離子所帶負電荷總數=陽離子所帶正電荷總數陽離子所帶正電荷總數（1）電荷的物質的量（電荷的物質的量（n）：陰、陽離子的物質的量陰、陽離子的物質的量之間的關

10、系式；之間的關系式；（2）單位體積溶液中電荷的物質的量（單位體積溶液中電荷的物質的量（c）：陰、陽陰、陽離子的物質的量濃度之間的關系式；離子的物質的量濃度之間的關系式；如硫化鈉與碳酸銨的混合溶液中：如硫化鈉與碳酸銨的混合溶液中：（1）n(Na+)+ n(NH4+)+ n(H+)= 2n(S2-) +n(HS-)+ 2n(CO32-) +n(HCO3-)+ n(OH-)（2）c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+)= 2c(S2-) +c(HS-)+ 2c(CO32-) +c(HCO3-)+ c(OH-)【例【例5】鎂條在空氣中燃燒生成鎂條在空氣中燃燒生成MgO和和Mg3N2。將燃燒產將燃燒

11、產物溶于物溶于60mL 濃度為濃度為2mol/L 的鹽酸中，以的鹽酸中，以20mL 0.5mol/L的的NaOH溶液中和多余的鹽酸，然后在溶液中加入過量的溶液中和多余的鹽酸，然后在溶液中加入過量的NaOH溶液，并加熱使溶液，并加熱使NH3全部蒸發，再用稀鹽酸吸收全部蒸發，再用稀鹽酸吸收NH3，使此鹽酸增重使此鹽酸增重0.17g，求鎂條的質量。求鎂條的質量。請分析其中的守恒關系請分析其中的守恒關系（1）第一次加堿后：）第一次加堿后：2n(Mg2+)+ n(NH4+) + n(Na+) =n(Cl-)（2） n(Cl-)=n(HCl) ； n(NH4+)= n(NH3)； n(Na+) = n(N

12、aOH) ； n(Mg)= n(Mg2+)【解】【解】設設CO32-質量分數為質量分數為x，K+質量分數為質量分數為y。由電荷守由電荷守恒及質量關系可得：恒及質量關系可得：x + y = 1-0.3153-0.2708 0.3153/23+y/39=0.2708/35.5+2x/60解得解得x = 0.283， Na2CO3的質量分數的質量分數=0.283106/60=0.50【練習】【練習】KCl、NaCl、Na2CO3組成的混合物，其中組成的混合物，其中Na元元素的質量分數為素的質量分數為31.53%，Cl元素的質量分數為元素的質量分數為27.08%。求。求混合物中混合物中Na2CO3的質

13、量分數（結果保留兩位有效數字）。的質量分數（結果保留兩位有效數字）。 電荷守恒的思路不僅適用于溶液中，而且適電荷守恒的思路不僅適用于溶液中，而且適用于固體離子化合物及它們的混合物中用于固體離子化合物及它們的混合物中。【分析】【分析】若求得若求得COCO3 32-2-質量分數，可進一步求得質量分數，可進一步求得NaNa2 2COCO3 3的的質量分數。質量分數。 離子化合物陰陽離子離子化合物陰陽離子電荷守恒。電荷守恒。50%【練習練習】某某地酸雨經檢驗除含地酸雨經檢驗除含H+外外c(OH)可忽略不可忽略不計計，還含有，還含有Na+、Cl、NH4+、SO42-，其濃度依次為其濃度依次為c(Na+)

14、=7.010-6mol/L，c(Cl)=3.510-5 mol/L，c( NH4+)=2.310-5mol/L，c(SO42-)=2.510-6 mol/L。則酸雨的則酸雨的pH值為值為 （ ）A. 3 B. 4 C. 5 D.6 c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+)=2c(SO42-) +c(Cl-)+ c(OH-)c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+)2c(SO42-) +c(Cl-)c(OH)可忽略不計可忽略不計C3、電子守恒、電子守恒（1）在氧化還原反應在氧化還原反應中：中：氧化劑得電子總數氧化劑得電子總數=還原劑失電子總數還原劑失電子總數（2）在）在電解過程電解過程中：

15、中：陰極得電子總數陰極得電子總數=陽極失電子總數陽極失電子總數n(e-)=Q/F=IR/F【例【例6】將將x molCu2S跟足量稀跟足量稀HNO3反應，生成反應，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和和H2O，則參加反應的硝酸則參加反應的硝酸中被還原的硝酸的物質的量是（中被還原的硝酸的物質的量是（ ） A4x mol B10 x molC10 x/3 mol D2x/3 molC 3.84g銅和一定質量的濃硝酸反應，當銅反銅和一定質量的濃硝酸反應，當銅反應完全時，共收集到標準狀況時的氣體應完全時，共收集到標準狀況時的氣體2.24L，若把若把裝有這些氣體的集氣瓶倒立在盛水的水槽中，需通裝有這

16、些氣體的集氣瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升標況下的氧氣才能使集氣瓶充滿溶液入多少升標況下的氧氣才能使集氣瓶充滿溶液? 【練習】【練習】【例【例7】用兩支惰性電極插入用兩支惰性電極插入500LAgNO3溶液中，通溶液中，通電電解，當電解液的電電解，當電解液的pH從從6.0變為變為3.0時（設電解時陰極沒時（設電解時陰極沒有有H2析出，且電解前后溶液體積不變），電極上應析出析出，且電解前后溶液體積不變），電極上應析出Ag的質量是（）。的質量是（）。A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg 【解析解析】根據得失電子守恒寫出電極反應式：根據得失電子守恒寫出電極反應式：陰極：陰極：4 4

17、Ag+4 4e e- -4 4Ag陽極：陽極：4 4H2O4 4e e- -O24 4H+可知：可知： Ag+H+1mol1mol1mol1mol 1 110100 0. .5 51 110100 0. .5 5 5 510104 4則析出銀的質量為：則析出銀的質量為：510molmol108g g/molmol 5.410g54mgmg 4、化合價守恒：、化合價守恒：化合物中化合物中元素的正負化合價總數的絕對值相等元素的正負化合價總數的絕對值相等;或者或者元素化合價代數和等于零。元素化合價代數和等于零。【例【例8】某硅酸鹽的組成可表示為：某硅酸鹽的組成可表示為：K2Al6Si6H4Ox，則則

18、x的值為（的值為（ ）A2 B12C24 D無法判斷無法判斷C 【例【例9】某含有某含有MgBr2和和MgO的混合物，經的混合物，經實驗分析測得鎂元素的質量分數為實驗分析測得鎂元素的質量分數為38.4%，試計算混合物中溴元素（試計算混合物中溴元素（Br）的質量分數的質量分數為多少？為多少？(已知溴的相對原子質量為已知溴的相對原子質量為80) 具體問題中，有的還涉及：具體問題中，有的還涉及：氣體體積的守恒氣體體積的守恒 氣體壓強的守恒氣體壓強的守恒燃燒耗氧量的守恒燃燒耗氧量的守恒 生成生成CO2或或H2O的量的守恒的量的守恒元素的質量分數守恒元素的質量分數守恒 原子個數比守恒原子個數比守恒反應轉化率不變反應轉化率不變 平衡濃度不變平衡濃度不變理解守恒的實質理解守恒的實質 抓準守恒的物理量抓準守恒的物理量 抓全總量守恒的各部分抓全總量守恒的各部分 抓住守恒的依據抓住守恒的依據 【練習】【練習】將一定量的鐵粉和硫粉的混合物共熱，充分將一定量的鐵粉和硫粉的混合物共熱，充分反應后冷卻，再加入足量稀反應后冷卻，再加入足量稀H2SO4，得到標準狀況得到標準狀況下的氣體下的氣體11.2L，則原