質(zhì)量守恒定律的概念及對概念的理解:
(1)概念:參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。
(2)對概念的理解:
、儋|(zhì)量守恒定律只適用于化學反應,不能用于物理變化例如,將2g水加熱變成2g水蒸氣,這一變化前后質(zhì)量雖然相等,但這是物理變化,不能說它遵守質(zhì)量守恒定律。
、谫|(zhì)量守恒定律指的是“質(zhì)量守恒”,不包括其他方面的守恒,如對反應物和生成物均是氣體的反應來說,反應前后的總質(zhì)量守恒,但是其體積卻不一定守恒。
、圪|(zhì)量守恒定律中的第一個“質(zhì)量”二字,是指“參加”化學反應的反應物的質(zhì)量,不是所有反應物質(zhì)量的任意簡單相加。
例如,2g氫氣與8g氧氣在點燃的條件下,并非生成10g水,而是1g氫氣與8g氧氣參加反應,生成9g水
、芎芏嗷瘜W反應中有氣體或沉淀生成,因此“生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和”包括了固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)的物質(zhì),不能把生成的特別是逸散到空氣中的氣態(tài)物質(zhì)計算在“總質(zhì)量”之外而誤認為化學反應不遵循質(zhì)量守恒定律
質(zhì)量守恒定律的微觀實質(zhì):
(1)化學反應的實質(zhì)在化學反應過程中,參加反應的各物質(zhì)(反應物) 的原子,重新組合而生成其他物質(zhì)(生成物)的過程。由分子構(gòu)成的物質(zhì)在化學反應中的變化過程可表示為:
(2)質(zhì)量守恒的原因在化學反應中,反應前后原子的種類沒有改變,數(shù)目沒有增減,原子本身的質(zhì)量也沒有改變,所以,反應前后的質(zhì)量總和必然相等。例如,水通電分解生成氫氣和氧氣,從微觀角度看:當水分子分解時,生成氫原子和氧原子,每兩個氫原子結(jié)合成一個氫分子,每兩個氧原子結(jié)合成一個氧分子。
質(zhì)量守恒定律的延伸和拓展理解:
質(zhì)量守恒定律要抓住“六個不變”,“兩個一定變”“兩個可能變”。
如從水電解的微觀示意圖能得出的信息:
、僭诨瘜W反應中,分子可以分成原子,原子又重新組合成新的分子;
、谝粋水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的,或一個氧分子由兩個氧原子構(gòu)成、一個氧分子由兩個氫原子構(gòu)成;驓錃狻⒀鯕馐菃钨|(zhì),水是化合物
③原子是化學變化中的最小粒子。
④水是由氫、氧兩種元素組成的。
⑤在化學反應,氧元素的種類不變。
、拊诨瘜W反應中,原子的種類、數(shù)目不變。
、邊⒓臃磻母魑镔|(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。
質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn):
1. 早在300多年前,化學家們就對化學反應進行定量研究。1673年,英國化學家波義耳(RobertBoyle, 1627-1691)在一個敞口的容器中加熱金屬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應后容器中物質(zhì)的質(zhì)量增加了。
2. 1756年,俄國化學家羅蒙諾索夫把錫放在密閉的容器里鍛燒,錫發(fā)生變化,生成白色的氧化錫,但容器和容器里物質(zhì)的總質(zhì)量,在鍛燒前后并沒有發(fā)生變化。經(jīng)過反復實驗,都得到同樣的結(jié)果,于是他認為在化學變化中物質(zhì)的質(zhì)量是守恒的。
3. 1774年,法國化學家拉瓦錫用精確的定量實驗法,在密封容器中研究氧化汞的分解與合成中各物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系,得到的結(jié)論是:參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。
4. 后來.人們用先進的測址儀器做了大量精度極高的實驗,確認拉瓦易的結(jié)論是正確的。從此,質(zhì)量守恒定律被人們所認識。
質(zhì)量守恒定律的應用:
(1)解釋問題
、俳忉尰瘜W反應的本質(zhì)—生成新物質(zhì),不能產(chǎn)生新元素(揭示偽科學的謊言問題)。
、诮忉尰瘜W反應前后物質(zhì)的質(zhì)量變化及用質(zhì)量差確定某反應物或生成物。
(2)確定反應物或生成物的質(zhì)量
確定反應物或生成物的質(zhì)量時首先要遵循參加反應的各種物質(zhì)的質(zhì)量總量等于生成的各種物質(zhì)的質(zhì)量總和;其次各種物質(zhì)的質(zhì)量比等于相對分子質(zhì)量與化學計量數(shù)的乘積之比。
(3)確定物質(zhì)的元素組成
理解在化學反應前后,元素的種類不發(fā)生改變?赏ㄟ^計算確定具體的元素質(zhì)量。
(4)確定反應物或生成物的化學式
比較反應前后各種原子個數(shù)的多少,找出原子個數(shù)的差異。但不能忘記化學式前的化學計量數(shù)。
(5)確定某物質(zhì)的相對分子質(zhì)量(或相對原子質(zhì)量)
運用質(zhì)量守恒定律確定某物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 (或相對原子質(zhì)量)時,首先尋找兩種已知質(zhì)量的物質(zhì),再根據(jù)化學方程式中各物質(zhì)間的質(zhì)量成正比即可計算得出。注意觀察物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)。
(6)確定化學反應的類型
判定反應的類型,首先根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷反應物、生成物的種類和質(zhì)量(從數(shù)值上看,反應物質(zhì)量減少,生成物質(zhì)最增加)。如果是微觀示意圖,要對比觀察減少的粒子和增加的粒子的種類和數(shù)目再進行判斷。
(7)判斷化學方程式是否正確
根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷化學方程式的對與否關(guān)鍵是看等號兩邊的原子總數(shù)是否相等,同時注意化學式書寫是否有誤。