质量守恒定律的应用

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1.质量守恒定律的内容

1.1定义

在化学反应中，参与反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和。这个定律叫做质量守恒定律。也被称为物质不灭定律。它是自然界普遍存在的基本规律之一。

在任何孤立的系统中，无论发生什么变化或过程，总质量都将保持不变。换句话说，任何变化，包括化学反应和核反应，都不能消灭物质，而只能改变物质的原始形态或结构，所以这个定律也叫物质不灭定律。

1.2性质

在化学反应过程中，反应前后，原子的种类没有变化，原子的数量没有增减，原子的质量没有变化。因此，化学反应前后所有物质的质量总和必须相等。

①化学变化中的“确定不变”:反应前后各物质的原子类型、原子序数、原子质量、元素类型、元素质量和总质量必须保持不变；

②化学变化中的“某些变化”；分子和物质的类型必须改变；

③化学变化中的“可能变化”:分子数目可能变化，元素价态可能变化。

1.3发展

(1)1756年，俄罗斯化学家洛蒙·诺索夫将锡放入密闭容器中煅烧，锡发生变化生成白色氧化锡，但煅烧前后容器和容器中物质的总质量没有变化。经过反复实验，得到了同样的结果，所以他认为物质的质量在化学变化中是守恒的。

(2)1777年，法国拉瓦锡做了同样的实验，得到了同样的结论，这个定律得到了承认。

(3)1908年，德国化学家勒德洛和英国化学家曼利进行了精度极高的实验。所用容器和反应物的质量约为1000克，反应前后的质量差小于0.0001克，质量变化小于百万分之一。这种差异在实验误差范围之内，所以科学家们一致承认了这一定律。

(4)20世纪初以来，人们发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化，也发现物体和场可以相互转化，所以场的质量要根据质能关系来考虑。随着质量概念的发展，质量守恒原理也有了新的发展。两个质量和能量守恒定律通过质量和能量的关系合并成一个守恒定律，即(物理学中)质量和能量守恒定律(简称质量和能量守恒定律)。

2.质量守恒定律的适用范围

2.1质量守恒定律的适用范围是所有化学变化，包括大部分物理变化；

2.2质量守恒定律揭示的是质量守恒而不是其他方面，物体的体积不一定守恒；

2.3在质量守恒定律中，“参与反应”不是各物质质量的简单相加，而是质量中真正参与反应的部分，部分反应物可能不参与反应；

2.4质量守恒定律的推论:在化学反应中，反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量。

3.应用区域

3.1物理应用

物理上，质量守恒主要用于解决热学问题和函数转换。

3.2化学应用

在化学中，质量守恒主要用于平衡方程和计算化学元素和物质的量，主要遵循以下规则。

1.六个不变:

宏:

(1)反应前后物质总质量不变；

反应前后物质的总质量保持不变。

(2)要素类型不变；

(3)每个元素对应的原子总质量保持不变；

微观:

(1)原子的类型不变；

(2)原子数不变；

(3)原子质量保持不变。

2.两个特定的变化:

宏观:材料类型的变化。

微观:物质的粒子组成方式必须改变。

3.两种可能的变化:

宏观:元素的化合价可能会发生变化。

微观:分子总数可能会改变。

3.3综合应用

1.根据质量守恒定律:化学反应前后元素的种类和数量相等，推断反应物或生成物的化学式。

2.如果一种或多种反应物的质量已知，化学方程式中每种物质的质量比可以用来计算反应物或反应物的质量。

综合应用示例:

1.根据质量守恒定律，参与化学反应的每种物质的总质量等于反应后产生的每种物质的总质量。

这个定律可以用来解释物质在反应前后的质量变化，并通过质量差来确定反应物或产物的质量。

2.根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量是不变的，由此可以推断出反应物或产物的组成元素。

3.根据质量守恒定律:化学反应前后元素种类和原子数相等，推断反应物或生成物的化学式。

4.如果一种或多种反应物的质量已知，化学方程式中每种物质的质量比可以用来计算反应物或反应物的质量。