质量守恒定律在初中化学解题中的应用分析

时间：2024-05-07

孙丽清

（福建省泉州市惠安张坂中学，福建泉州 362123）

引言

质量守恒定律是初中化学的重要组成部分，也是化学教学的重点和难点。学生只有真正理解了质量守恒定律理论知识，才能在解题的过程中做到定性和定量分析的统一，这样就能快速地解决相关的化学习题，提高解题正确性，进而促进自身化学综合能力的提升。

一、质量守恒定律分析

质量守恒定律的定义比较简单，其指的是化学反应的过程中，参加反应的物质质量总和与反应后生成新的物质质量总和是保持一致的。目前，初中生在学习质量守恒定律上存在一定的困难，主要是学生对质量守恒定律的理解不是很透彻，这就导致他们在使用质量守恒定律解题的过程中常常会遇到这样那样的问题。

在理解这个定律的时候需要搞清楚下面的问题：首先，质量守恒定律只适用于化学反应，也就是说，所有的化学变化始终遵循的是质量守恒定律，但不包含物理变化。比如，在物理变化的过程中将3 克水加热后变成了3 克热水，虽然水在加热前后的质量是相同的，但是这一物理变化过程不符合质量守恒定律。其次，质量守恒定律中强调的是全部物质质量的总和，也就是说，在解题的时候一定要将所有参加反应的物质质量计算进去，不能忘记任何一种物质，不管是反应前的物质还是反应后新生成的物质。再次，从质量守恒的定义中就可以看出，其指的是质量守恒，这里并不包括体积守恒。也就是说，体积守恒不在质量守恒的范围之内，即在化学反应的过程中，参加反应的各种物质的分子守恒。最后，在理解质量守恒定律的过程中必须要掌握好“参与化学反应的各种物质”这句话[1]。在实际的化学反应过程中会出现剩余的情况，在解题的时候既不能将未参与反应的物质算在质量守恒中去，也不能将化学反应后剩余物质的质量计算在里面。也就是说，在解题的时候只能将真正参与反应的物质质量计算在内。

在学生学习质量守恒定律的时候，教师要让学生明白质量守恒的原因。化学反应过程的本质是参与反应的各种物质的分子分解成了原子，原子在化学变化的时候会重新组合，这时就会形成新的分子。在化学反应的过程中之所以能质量守恒，从微观的视角来看，是因为不管是化学反应前还是反应后，原子的种类没有发生任何变化，原子的数目没有增加或者变少。并且在整个过程中，原子的质量没有任何的改变，这也就决定了化学变化前后各种物质的质量总和不会有任何的变化，因而反应前后物质质量的总和是相等的。从宏观的角度上看，只要是在化学反应前后元素的种类没有发生改变，这样就能保证化学反应物总和与生成的新物质质量总和是一样的[2]。

二、质量守恒定律在初中化学解题中的应用分析

（一）化学式

质量守恒定律在化学解题中的应用比较广泛，有很多的选择题需要利用质量守恒定律来确定物质的化学方程式。因此，教师必须要通过化学习题训练，让学生掌握利用质量守恒定律确定化学方程式的方法，这样才能提高他们的解题能力。

例题：现在已经知道的化学反应方程式是A2+3B2=2C，那么推算C 的化学式是什么？这里要求用A 和B 来表示C 的化学式。

解题思路：在解题的过程中需要运用到质量守恒定律，从化学反应的方程式可以看出，在反应的过程中，不管是A原子还是B 原子，种类都不曾变化，而且原子的数量没有任何变化，在化学反应之前原子A 的种类为2，原子B 的种类为6，根据质量守恒定律可以推算出C 的化学式是AB3。

例题：给出的化学反应方程式是3NO2+H2O=2HNO3+X，现在想要确定的是X 的化学式。

解题思路：在对质量守恒定律的含义有了深刻的理解后就会知道，化学反应前后元素的种类是不会发生变化的。由此可以推断出，化学反应生成新的物质中一定会有三种元素，它们分别是H、N、O。观察已经给出的化学反应方程式就可以知道，参与反应的反应物中H 为2，N 为3，O 为7，根据质量守恒定律就可以知道，生成物中每种元素的原子总数应该保持不变，进而可以得出X 的化学式是NO。

（二）求某种物质的质量

在初中化学中，应用质量守恒定律的习题经常会让学生根据已经给出的化学反应方程式去计算某种事物的质量。

例题：题目给出的化学反应方程式是3A+2B=2C+D，在这个过程中，假设A、B 这两种物质完全反应，两者的质量比是3 ∶4，化学反应后生成新的物质是C 与D，这两种物质的质量总和是140g。现在想要知道的是，在这个化学反应过程中，物质B 总共消耗了多少质量？

解题思路：质量守恒定律中明确指出了在化学反应前后，各种物质的总质量不会有任何变化，应用到这道题目中去就可以得出，A 质量加上B 质量总和等于C 质量加上D 质量总和。题目已经给出了参加反应的C 质量加上D 质量总和是140g，那也就意味着A 质量加上B 质量总和也是140g，由此就可以推断出B 物质消耗的质量是140g×4/7，最后计算结果是80 克。

（三）组成元素

例题：把某种物质放在氧气中燃烧，已经知道这种物质的质量是1.8 克，而且确定得到了充分燃烧，这时生成了新的物质：二氧化碳和水，两种物质的质量分别是4.4 克和3.6 克，现在需要推断这种可燃物中必然会有什么元素。

解题思路：从已经给出的条件中可以知道，生成的新物质是二氧化碳和水，根据质量守恒定律定义可知：化学反应前后各种物质的质量总和是不变的，元素种类也是不会发生变化的，所以该可燃物中一定包含C、H 这两种元素。然后根据条件中给出的二氧化碳的质量是4.4 克，水的质量是3.6克，这样就能推断出C 和H 元素的质量总和。在计算出了质量总和以后，就可以知道可燃物中必定包含着哪些元素。假设两种元素的质量等于1.8 克，那就说明可燃物中包含C、H这两种元素。假设质量总和在1.8 克以下，那么就说明还有其他的元素存在，两者相差的质量就是O 元素的质量，由此就可以知道可燃物中所含的元素有C、H、O 三种元素。根据相关的方程式计算出，4.4 克二氧化碳中含有的碳元素的质量是1.2 克，3.6 克水中含有氢元素的质量是0.4 克，两者质量总和是1.6 克，这两种元素的质量总和低于可燃物的1.8 克，这也就说明可燃物中也含有氧元素。