化学反应中有关物质质量的问题

肖云美

摘 要：在化学反应中，生成物从无质量到有质量逐渐增多，反应物的质量逐渐减少，参加反应的各物质的质量总和与生成物的各物质的质量总和相等。

关键词：化学反应；质量守恒定律；生成物

在一定条件下，反应物发生了化学反应生成新的物质，如镁条燃烧生成氧化镁，水电解产生氢气和氧气。那么反应物与生成物的质量之间究竟存在什么关系呢？

一、在化学反应中，参加反应的物质的质量会逐渐减少

生成物从无质量到有质量当然逐渐增多，催化剂在反应前后质量不变。这是化学反应中物质质量问题最基本的认识，逆向理解它还可以解决很重要的实际问题。

例如，物质A、B、C各10克，加热充分反应后，A全部参加反应，生成4克D，同时增加8克C。则参加反应的A和B的质量比 。

解决这个问题的关键在于确定C是反应物还是生成物，质量是10克、8克，还是18克。题中的“增加8克C”是判断的重要依据。由“增加”可知C为生成物，由“增加8克C”可知反应物新生成了8克C。再根据质量守恒定律确定参加反应的B的质量为4+8-10=2（克），则参加反应的A和B的质量比为5∶1。

也许我们学过的很多反应就是借助物质质量变化的研究确定下来的。提醒学生，将来偶然发现了新反应，可别忘记探究物质质量在反应前后的变化，说不定会有重大突破。

二、在一个具体的化学反应中，各物质间存在一定的质量关系

例如，电解水反应中，每36份质量的水分解会产生4份质量的氢气和32份质量的氧气。我们也常用9∶1∶8来表示以上反应中水、氢气、氧气间的质量关系。

解决问题时，不要忘记这一组与化学方程式“并生”的数值依据。例如，36克硫在32克氧气中充分燃烧最多可生成二氧化硫64克而不是68克。原因就是每32克氧气最多可支持32克硫燃烧生成64克二氧化硫，这组数据就是与该反应的化学方程式：S+O2■SO2“并生”的。也就是说一旦化学方程式确立其中就会隐含各物质间的质量关系。

三、参加化学反应的各物质的质量总和与生成物的各物质的质量总和相等

这是所有化学反应都遵循的，你要坚信。但在实际中，前期投入的物质未必都参加到反应中去。而生成的物质也未必都老老实实存在于设定的环境中或我们的视野中。也许还有环境中的什么物质在不知不觉中参加到反应中去了。这些都可能误导我们，以为“质量守恒”只是偶然。学生只要用心分析就会发现所谓违背质量守恒的反常现象的症结在哪里。理解质量守恒定律时要紧扣参加化学反应、各物质、质量总和三个关键：

（1）参加化学反应：只对参加化学反应的物质而言，不参加化学反应的物质不考虑，参加了反应的物质不能遗漏。

（2）各物质：指所有的物质，不能遗漏，特别是气体、沉淀等在审题时容易遗漏。

（3）质量总和：质量全部相加，仅对质量求和，不是体积、密度、分子个数相加。

例如，铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁（假设全部收集到）的质量比铁丝的质量大。这个看似违背质量守恒定律的结果，应该把参加反应的铁丝质量与参加反应的氧气质量相加后与四氧化三铁的质量作比较。

另外，应用质量守恒定律时不要太教条。你可以将表达质量守恒定律的等式做数学处理，使计算更简便。

例如，加热24.5克氯酸钾和3克二氧化锰的混合物，一段时间后，冷却，称量剩余固体物质为19.9克。问此时生成氧气多少克？

你没有必要挖掘出真正参加到反应中的氯酸钾的质量（用m1表示）和生成的氯化钾的质量（用m3表示）。若我们设未参加反应的氯酸钾质量为m2，那么在m1=m3+■这个等式两边同时加m2和3克二氧化锰等式仍然成立。这时，左边变成m1+m2+■即为24.5克加上3克等于27.5克，而右边m2+m3+■部分即为19.9克，很显然，■=27.5-19.9=7.6（克）。

应用质量守恒定律要准确抓住关键、语言精练，主要的应用方面有：（1）解释一些化学现象；（2）推断某反应物、生成物的组成元素；（3）推断某反应物、生成物的化学式、质量比等；（4）判断化学方程式书写得是否正确等。

四、世界上的化学反应已经千奇百怪了，居然还有遵循质量守恒定律就更是叫人称奇了

究其原因，“奇”还源于化学反应自身的实质——原子重新组合，构成反应物的原子分开重新组合生成新物质。这就意味着凡能影响反应前后物质总质量的原子的各参量诸如原子种类、原子数目、原子的质量都没有变化。

这样说来，学生会不会觉得原子在化学反应中不思变化，被动重组？其实，重组也是由它们自身性质决定的主观需要。而且，在重组过程中，它们也设计了一些微妙的变通方式（比如，通过得失电子或形成共用电子对）好使自己更加稳定，但这些都不足以改变以上参量。所以，“质量守恒”就成为必然。

编辑 李建军