守恒法在高中化学解题中的应用探究

2021-09-27 05:56李昔辞
数理化解题研究 2021年25期
关键词:能量守恒所带电荷

李昔辞

(浙江省嵊州市黄泽中学 312455)

高中化学中的“守恒”较多,主要有质量守恒、电荷守恒、能量守恒、得失电子守恒等.为更好地应用守恒法解答相关的化学习题,应充分理解不同守恒法的本质,把握不同守恒法应用的关键与细节,高效正确的解答相关习题.

一、质量守恒法在解题中的应用

质量守恒是指化学反应中参与反应的各物质的质量等于生成物各物质的质量.反应中质量之所以守恒在于反应前后原子种类、数目和质量没有发生改变.应用质量守恒法解答高中化学相关习题时既可以从宏观上的“质量不变”入手,可也从微观上的“原子数目”不变进行破题.

例1 将20.8g的Cu和CuO混合物加入到50mL 18.4mol/L的浓H2SO4中,加热充分反应固体物质全部溶解(产生的气体全部逸出),冷却将溶液稀释至1000mL,测得c(H+)=0.84mol/L.如要全部沉淀稀释溶液中的Cu2+,需加入6mol/L的NaOH溶液的体积为( ).

A.100mL B.160mL C.240mL D.307mL

解答点评运用质量守恒法解题应明确化学反应过程,把握守恒原子的来源与去向,才能列出正确的守恒方程.

二、电荷守恒法在解题中的应用

电荷守恒指化学反应前后粒子所带电荷量不变.对于电中性系统阳离子所带的正电荷和阴离子所带的负电荷之和相等.应用电荷守恒法解题时从整体上把握反应前后阴阳离子的种类和数目尤为关键,因此,需要认真审题,吃透题意,搞清楚反应原理,掌握反应前后离子的变化.

例2将500mL KCl和BaCl2混合溶液分成5等份.取一份加入含amol硫酸钠的溶液,钡离子恰好完全沉淀.另取一份加入含bmol的硝酸银溶液,使得氯离子恰好完全沉淀,则混合溶液中钾离子的浓度为( ).

A.0.1(b-2a)mol/L B.10(2a-b)mol/L

C.10(b-a)mol/L D.10(b-2a)mol/L

解题点评列电荷守恒方程时既要明确离子种类、数目,又要明确每一种离子所带的电荷,保证方程系数的正确性.

三、能量守恒法在解题中的应用

能量守恒指能量不会凭空产生和消失.在化学反应中同样遵循能量守恒,不同的是化学反应能量的变化是通过吸热和放热体现的.运用能量守恒法解答化学习题时应根据所学准确计算反应物、生成物键能之和,根据其差值确定吸收和放出的热量.

例3氢气在氧气中燃烧生成水蒸气是一个放热反应,经测定每生成1mol的H2O(g)放出QkJ的热量.其中破坏1mol氢气中H-H键需要消耗Q1kJ的能量,破坏1mol氧气中O=O键消耗Q2kJ的热量,由此可判断正确的是( ).

A.在整个反应中存在:2Q1+Q2=2Q

B.由能量守恒知:Q1+Q2=Q

C.水蒸气分解成氢气和氧气:ΔH=(Q-Q1-Q2)kJ

解题点评运用能量守恒法计算化学反应的反应热应结合具体反应将ΔH的符号搞清楚.

四、得失电子守恒法在解题中的应用

得失电子守恒在氧化还原反应中较为常用.反应中原子失去电子的总数和原子得到电子的总数是相等的.运用得失电子守恒法解解答化学习题可不比考虑反应的具体过程,只需关注反应的最终结果,明确哪些原子的化合价发生了变化,是升高还是降低了,列出方程即可.

A.21∶5 B.11∶3 C.3∶1 D.4∶1

解题点评运用得失电子守恒法解答化学习题应结合题干情境设出未知参数,借助物质的量这一桥梁合理的构建正确的方程.

守恒法是解答高中化学习题的重要方法,能简化解题步骤,提高解题效率,因此,为提高在解题中的应用灵活性,应做好高中阶段常用守恒法的汇总,把握各守恒法的本质,明确不同守恒法的适用题型以及应用细节,解答相关习题少走弯路,迅速得出正确结果.

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