浅析守恒法在高中化学解题中的应用

王天晴

(山西省太原市第四十八中 030006)

浅析守恒法在高中化学解题中的应用

王天晴

(山西省太原市第四十八中 030006)

在高中化学的解题中，不能一味地按照固有的解题方法去思考问题，这样不仅会导致计算过程趋于复杂化，还会影响到最后计算出的结果的准确性.守恒法是高中化学的一个重要知识点，它有助于加强我们对化学反应的认识和理解，同时也给化学解题提供了一种新的思路.对此，结合具体的例题，对守恒法在高中化学解题中的应用进行了探讨，以供同学们相互交流、学习.

守恒法；化学；解题；应用

在化学的学习过程中，经常会将守恒法运用到解题过程中去.无论是何种物质的化学反应，其反应物的总质量、化合价升降总数等都符合守恒这一定律.而在具体的解题思路中，不要执着于生成物与反应物总质量等细节上的问题，而是应该将复杂的问题简单化，只需要考虑化学反应过程中的一些化学、物理量的原始形态和最终形态.这样一来，就省略掉了许多不必要的计算步骤，能够有效地提高我们的解题效率.

一、守恒法在解题当中的应用

1.质量守恒

质量守恒定律需要满足一定的条件，即化学反应必须在一个相对封闭的空间内进行.在这个过程中，不管化学过程出现什么样的变化，化学反应物与生成物的总质量应该是一致的.在解决具体的化学应用题时，应充分把握来这一基本规律，再进行计算推理.

下面将用一个简单的例题来论述具体的推理过程.

例1 某种混合物是由a，b，c三种物质构成的，其中三者的质量分别是25 g、10 g、5 g.过一段时间，把这个混合物放入一个密闭的容器内，同时对其进行加热.在化学反应结束后，物质的质量产生了明显的变化，具体为：a为10 g，b为21 g.此外，还生产了一种新的物质d.求这个反应过程中，生成物与反应物之间的质量比.

按照常规的思维，应先求出c物质变化后的量，然后再一步一步对生成物和反应物之间的质量比进行计算.由此可见，这个题目的求解过程会变得十分麻烦.但是仔细对已知的条件进行分析，提取出其中的重要信息：对参与化学反应的不同物质质量的总和进行计算，问题就会迎刃而解了.通过计算发现，此过程中，a，c的质量都在减少，这两者都属于反应物.利用反应前后质量相减的办法，可以得出参与反应的c质量为5 g，a为15 g.相反，b，d的质量都会增加，这两者属于生成物.显而易见，b的生成物为11 g，再利用质量守恒的方法，就可以计算出d的质量为9 g.接着，各种物质的质量比就浮出水面了.

2.元素守恒

元素守恒定律指化学物质在参与反应后，元素的种类和原子个数将会与反应前的数量相同，它们在物质的量和质量上的比例是一样的.值得注意的是，元素守恒定律分为两种情况，一种是离子守恒，还有一种是原子守恒.在化学反应中，只需要明白反应前后，离子(或原子)的数量是恒定的就可以了.在利用元素守恒定律解决问题时，可以忽视化学方程式不计，直接找到反应前后离子或者原子的对应关系，问题就变得简单了.

这里以例题二为例，对元素守恒定律进行探讨.

例2 分别在1 L 1 mol/L的NaOH溶液中，通入0.8 mol二氧化碳，等到反应完全后，求所获得溶液中NaHCO3同Na2CO3两者间的质量比.

和质量守恒定律是一样的道理，在这一题中，假设我们仍然根据一般的化学方程式求解，就需要先写出参与反应的所有化学方程式，这个过程相对繁琐.为了更好地开发思维，应利用已有的条件，转换一种思考方式去解决问题.根据元素守恒定律，在整个化学反应中，参与反应的原子种类和数目都不会发生改变.在这道题中，参与反应的钠离子和碳原子满足元素守恒定律.所以，将这两者的物质量用X和Y代替.参照钠元素的守恒定律，写出方程式：X+2Y=1 mol.同理，从碳原子守恒定律可以得出X+Y=0.8 mol.最后，求出X、Y的数值，就可以得知所获得溶液中NaHCO3同Na2CO3两者间的质量比.

3.物质量守恒

相比较前面两种守恒方法，物质量守恒相对特殊，这种守恒法是从微观层面出发.具体是指：在化学反应过程的前后，保持原子总量的不变，以化学反应中的某一种物质量总量为基础，对其物质量的变化进行计算与推理.在做题时，要考虑到方法的适用性，最好在简化的前提下，再进一步减少计算的步骤.

例3 将KOH固体置于空气中，经过一段时间后，对其进行测定发现，K2CO3含量为37.3%，水含量为2.8%.接着，把1 g样品投入到2 mol/L、25 mL的盐酸当中，并使用30.8 mL、1 mol/L的KOH溶液对多余盐酸进行处理，正好完全中和，求最后获得的固体质量.

不难发现，在这个题目中，所涉及到的数据相对较多，而且涉及的数字也是比较复杂的.在做题中，采取以往的思路解题时，会遇到许多困难，并且浪费不少时间.再进一步读题，容易得出一个结论：KOH与K2CO3同盐酸发生反应之后，都将获得KCl.在使用1 mol/L KOH溶液处理并且发生恰好中和后，将会形成KCI固体.再参考学过的氯离子守恒定律，可以得知最后导致KCI产生的氯离子都是从盐酸中获得的.抓住这个关键点后，计算过程就变得简单明了了.

化学是高中课堂中的一门重要学科，是一门融合了数学计算的灵活性科目.在解决化学题目的过程中，会经常遇到一些复杂的化学反应，在对这类题目进行计算时，如果还是以死板的方式对其进行求解，不但会降低我们做题的速度，而且也无法保证所求出来的结果是正确的.针对此种现象，讨论了守恒法在化学解题过程中的应用，并且结合实际例题进行了分析.最后可以得出一个结论：在具体的做题过程中，科学地应用守恒法，就能够实现复杂问题的简单化处理.为更进一步地推广这种做题方式，要先对化学反应过程中的守恒法的类型进行区分，以便更加充分地了解化学物质之间的守恒关系，促进问题的有效性解决.

[1] 文月明. 守恒法在高中化学解题中的应用探讨[J]. 数理化解题研究， 2017(03)：31-32.

[2] 陈红,林红.化学简便计算——守恒法在解题中的应用[J]. 亚太教育, 2016(12):23-24.

[3] 黄震.守恒法在高中化学解题中的应用[J]. 江西教育,2015(36):35-36.

G632

A

1008-0333(2017)33-0072-02

2017-07-01

王天晴(2000.08-)，女，山西阳泉人，山西省太原市第四十八中，在校学生.

闫久毅]