应用守恒思想提高解题能力

应用守恒思想提高解题能力
守恒规律是自然界最重要的基本规律。

应用守恒法求解，无需考虑反应体系中各组分间相互作用过程，也无需考虑变化所经历的具体途径，只需考虑反应体系中某些组分相互作用前后，某种物理量或化学量的始态和终态，使解题过程简单化，提高解题效率。

守恒法实际上是一种整体思维方式在化学上的应用。

一、质量守恒
化学反应前后，各物质的质量总和不变。

它是化学反应定量化的基础，正确灵活地运用质量守恒可使化学问题简化，或使化学计算化繁为简。

二、原子守恒
原子守恒实际上是质量守恒的微观表现。

化学反应是原子之间重新组合的过程，化学反应前后，原子种类不会改变，原子数目也没有增减，这就是原子守恒。

原子守恒法常用于多步反应计算、复杂的化学方程式计算和有机物分子组成的计算等。

三、电子守恒
在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数一定相等。

电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算，电解过程中电极产物的有关计算。

解题步骤是：首先确定氧化剂、还原剂及其物质的量，以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量，然后根据电子守恒找等式。

四、电荷守恒
无论是物理变化还是化学变化，变化前后电荷是守恒的。

对电解质溶液来说，溶液中阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数必然相等，即电荷守恒。

电荷守恒法常用于溶液的酸碱度计算，电解质溶液中离子浓度计算，离子浓度大小判断，电解、电镀有关计算等。

五、能量守恒
自然界中物质的变化都遵循能量守恒。

能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转变成另一种形式。

比如原电池、电解池中的能量变化都符合能量守恒。

守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂的数据中寻找恒量对象关系。

例1．取3.40 g只含羟基，不含其他官能团的液体饱和多元醇置于5.00 l氧气中。

经点燃醇完全燃烧，反应后气体体积减少0.56 l，将气体通过cao进行吸收，体积又减少2.80 l。

（所有体积均已换算成标状）回答：
（1）3.40 g醇中c、h、o物质的量分别为：
n（c）=（）mol，n（h）=（）mol，n（o）=（）mol。

（2）该醇分子中，c、h、o原子数之比=
（）。

解析：①由题意生成的co2是2.80 l，即n（co2）=0.125 mol，m（co2）=5.5 g。

醇燃烧后气体体积减少0.56 l，说明消耗的o2比生成的co2多0.56 l。

即消耗o2的体积为3.36 l，n（o2）=0.15
mol，m（o2）=4.8 g。

②根据质量守恒求出：m（h2o）=2.7 g，
n（c）=0.125 mol，n（h）=0.3 mol，n（o）=0.1 mol。

n（c）∶（h）∶n（o）=5∶12∶4。

例2．氢气还原氧化铜的反应不完全时便得到cu、cu2o、cuo的固体混合物。

某化学兴趣小组的同学为探究上述固体的成分进行实验：1.取一定质量的均匀固体混合物a，将其分成两等份。

2.取其中一份用足量氢气还原，反应后固体减少3.2 g。

3.另一份加入500 ml稀硝酸，固体恰好完全溶解，收集到no2.24l。

回答：（1）a中n（cu）+n（cu2o）=（）；
（2）所用稀硝酸中hno3的物质的量浓度是多少？
解析：①在固体中加稀hno3时，cu和cu2o被氧化成cu2+，hno3被还原为no。

根据电子得失守恒可得：2n（cu）+2n（cu2o）=3n （no）=0.6 mol；n（cu）+n（cu2o）=0.3 mol;
②根据n原子和cu原子守恒得：
n（hno3）=2n[cu（no3）2]+n（no）=2n（cu）+4n（cu2o）+2n （cuo）+n（no）=2[n（cu）+n（cu2o）]+2[n（cuo）+n（cu2o）]+n （no）=1.5 mol；
c（hno3）=3 mol/l；
例3．分析na2co3溶液中，各微粒的浓度关系。

解析：根据电荷守恒得：c（na+）+c（h+）=2c（co32-）+c（hco3-）+c（oh-）
根据原子守恒得：c（na+）=2[c（co32-）+c（hco3-）+c（h2co3）] 根据质子守恒得：c（oh-）=c（h+）+c（hco3-）+2c（h2co3）利用守恒法解题可避免书写繁琐的化学方程式和细枝末节的干扰，直接找出其中特有的守恒关系，达到化繁为简，化难为易，提高解题的速度和准确度，以达到提高解题能力的目的。

（作者单位湖北省十堰市房县第一中学）。