化学常识：质量守恒定律的概念和分析

【来源：易教网 更新时间：2025-06-18】

一、质量守恒定律的基本概念

在化学反应的世界里，有一个基本原则如同自然界的铁律，那就是质量守恒定律。简单来说，这个定律告诉我们，在一个封闭系统中，参与化学反应的各种物质的质量总和，在反应前后是保持不变的。换句话说，反应前所有反应物的总质量等于反应后所有生成物的总质量。

说明：

1. 适用范围：质量守恒定律仅适用于化学变化，而不适用于物理变化。例如，水从液态变成气态的过程中，虽然形态发生了改变，但其质量并未发生增减，因此这属于物理变化，不涉及质量守恒定律。

2. 反应物与生成物：只有真正参与反应的物质和生成的物质才能计入总质量。那些未参与反应的物质或者并非生成物的物质，其质量不应计入总和。

3. 环境因素：在实验过程中，还需要考虑空气中的物质是否参与了反应，以及是否有气体逸出。这些因素都可能影响最终的质量测量结果。

二、高考化学必备知识点：化学方程式的配平方法

在化学学习中，掌握化学方程式的配平方法是非常重要的。这不仅有助于理解化学反应的本质，还能在考试中提高解题效率。以下是几种常用的化学方程式配平方法：

# 1. 最小公倍法

最小公倍法是一种通过寻找方程式中某一元素的最小公倍数来配平的方法。这种方法特别适用于方程式两端各出现一次，且原子数相差较多的元素。例如，配平以下化学方程式：

\[ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]

步骤：

1. 选择氢原子作为突破口，因为氢原子在方程式两端各出现一次，且原子数相差较大。

2. 氢原子的最小公倍数为6，因此在 \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\) 前面加上系数2，在 \(\text{H}_2\text{O}\) 前面加上系数3。

3. 然后根据碳原子和氧原子的数量，调整 \(\text{O}_2\) 和 \(\text{CO}_2\) 的系数，最终得到配平的方程式：

\[ 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 7\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \]

# 2. 奇偶数法

奇偶数法则是通过选择方程式两端出现次数最多，且一端为奇数、另一端为偶数的原子作为突破口，逐步推导出其他原子的系数。例如，配平以下化学方程式：

\[ \text{FeS}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{SO}_2 \]

步骤：

1. 选择氧原子作为突破口，因为氧原子在方程式两端出现次数最多。

2. 在 \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) 中，氧原子的个数为3（奇数），为了使其变为偶数，可以先在 \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) 前面加上系数2。

3. 根据铁原子和硫原子的数量，调整 \(\text{FeS}_2\) 和 \(\text{SO}_2\) 的系数，最终得到配平的方程式：

\[ 4\text{FeS}_2 + 11\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\text{SO}_2 \]

# 3. 观察法

观察法是从分子的特征变化入手，通过直观观察来配平化学方程式。这种方法适用于一些较为简单的方程式。例如，配平以下化学方程式：

\[ \text{Fe}_3\text{O}_4 + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2 \]

步骤：

1. 观察 \(\text{CO}\) 和 \(\text{O}\) 的变化，可以看到 \(\text{CO}\) 和 \(\text{O}\) 结合生成 \(\text{CO}_2\)。

2. \(\text{Fe}_3\text{O}_4\) 可以提供4个氧原子，因此需要4个 \(\text{CO}\) 来与之反应。

3. 根据铁原子的数量，调整 \(\text{Fe}\) 的系数，最终得到配平的方程式：

\[ \text{Fe}_3\text{O}_4 + 4\text{CO} \rightarrow 3\text{Fe} + 4\text{CO}_2 \]

# 4. 归一法

归一法是选择化学方程式中组成最复杂的化学式，设其系数为1，然后依次推导出其他物质的系数。这种方法适用于一些较为复杂的方程式。例如，配平以下化学方程式：

\[ \text{NH}_3 + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO} + \text{H}_2\text{O} \]

步骤：

1. 选择 \(\text{NH}_3\) 作为突破口，设其系数为1。

2. 根据氮原子和氢原子的数量，调整 \(\text{NO}\) 和 \(\text{H}_2\text{O}\) 的系数。

3. 根据氧原子的总数，调整 \(\text{O}_2\) 的系数，最终得到配平的方程式：

\[ 4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O} \]

# 5. 代数法

代数法是通过设各物质的系数为未知数，列出它们的关系，解一元或多元代数方程式来进行配平。这种方法适用于一些较为复杂的方程式。例如，配平以下化学方程式：

\[ \text{Al} + \text{MnO}_2 \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 + \text{Mn} \]

步骤：

1. 设 \(\text{Al}\) 的系数为 \(x\)，\(\text{MnO}_2\) 的系数为 \(y\)，\(\text{Al}_2\text{O}_3\) 的系数为 \(z\)，\(\text{Mn}\) 的系数为 \(w\)。

2. 列出各元素的守恒关系：

- 铝原子：\(x = 2z\)

- 锰原子：\(y = w\)

- 氧原子：\(2y = 3z\)

3. 解这些方程组，得到 \(x = 4\)，\(y = 3\)，\(z = 2\)，\(w = 3\)。

4. 最终得到配平的方程式：

\[ 4\text{Al} + 3\text{MnO}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 + 3\text{Mn} \]

质量守恒定律是化学反应中的基本原理，它揭示了物质在化学变化中的守恒性质。掌握这一原理不仅有助于我们理解化学反应的本质，还能在实际应用中提高我们的解题能力。同时，学会多种化学方程式的配平方法，可以在考试中更加得心应手。希望以上内容能帮助大家更好地理解和应用质量守恒定律及其相关知识。