守守恒恒法法在在化化学学计计算算中中的的应应用用
教教师师：：包包丽丽多多
守恒法是高考中常考常用的一种解题方法。系统学习守恒法的应用，对提高解题速率和破解高考难题都有很大的帮助。任何化学反应过程中都存在着某些守恒关系，如质量守恒（包
括原子守恒、物料守恒）、电子守恒、电荷守恒、质子守恒及能量守恒等），学生如能巧妙运用
守恒法,往往能够避繁就简,取得事半功倍的效果。
一．质量守恒定律的应用
内容：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 （1） 宏观表现：质量相等
（2） 微观表现：原子种类与个数相等
【例题1】已知Q与R的摩尔质量之比为9:22，在反应X+2Y=2Q+R中，当1.6 g X与Y 完全反应后，生成4.4 g R ，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为
A. 46 ：9 B. 32 ：9 C. 23 : 9 D. 16 ：9 【解析】 X + 2Y = 2Q + R 2×9 22 m (Q) 4.4
18 : 22 = m(Q) : 4.4 m(Q)=3.6 g
质量守恒: 1.6 + m(y) = 3.6 + 4.4 m(y) = 6.4 g 6.4 / 3.6 = 16 / 9
答案为D
二．电子守恒定律在化学计算中应用
内容：电子守恒就是化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。
计算公式：氧化剂的物质的量×每摩尔氧化剂得电子数=还原剂的物质的量×每摩尔还原剂失电子数
【例题】(2011全国II卷13)某含铬Cr2O72 废水用硫亚铁铵［FeSO4·(NH4)2 SO4·6H2O］处
－
理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到n molFeO·FeyCrxO3 。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是
nx－A．消耗硫酸亚铁铵的物质量为n(2-x)mol B．处理废水中Cr2O72 的物质量为mol 2C．反应中发生转移的电子数为3nx mol D．在FeO·FeyCrxO3中3x=y
nxnx－解析：由铬元素守恒知废水中Cr2O72 的物质量为mo，反应中发生转移的电子数为6×
22mo ＝3nx mol。由得失电子守恒知y＝3x，而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×（1+y）mol＝n(3x+1)mol，因此选项A是错误的。 答案：A
1
【例题2】把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下
通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ）
A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:2
解析：由三个电解槽串联，则通过他们的电子是相同的。设钾、镁、铝的物质的量分别为x、y、z，则x=2y=3z， 答案为D
三．电荷守恒、物料守恒、质子守恒定律的应用
1.电荷守恒：溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。即：阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。
－＋＋
如:在0.1 mol·L1的Na2CO3溶液中： C(Na)＋C(H) =2c(CO32-）＋c(HCO3-）＋
－
c (OH)
2.物料守恒：在电解质溶液中，溶液的原始浓度应等于分散在溶液中的各种形式的浓度之和。
－＋
如0.1 mol·L1的Na2CO3溶液中：C(Na)=2[c(CO32-）＋c(HCO3-）＋c(H2CO3）］
＋－
3.质子守恒：指由水电离出的H和OH物质的物质的量浓度相等。 （注意：质子守恒也可以由电荷守恒和物料守恒联合推导而来）
－－＋
如0.1 mol·L1的Na2CO3溶液中：C(OH) = c(HCO3-）＋2c(H2CO3＋C(H)） 【例题】在Na2S溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是（ ）
＋
A. C(Na) = 2 C(S2-)＋2 C(HS-)）＋2 C(H2S)）
＋＋－
B. C(Na)＋C(H)= C(OH) ＋C(HS-)＋C(S2-) C. C(OH) = C(H)＋C(HS-)＋2 C(H2S)）
－
＋
D. C(Na)> C(OH)> C(HS-)> C(H)
＋
－
＋
【解析1】在Na2S溶液中存在着如下平衡：S2- ＋H2O HS-＋H2O
H2S＋OH H2O
－
＋
HS- ＋OH
－
－
H＋OH
所以在Na2S溶液中存在着如下守恒关系：
（1）由电荷守恒得：C(Na)＋C(H)= C(OH) ＋C(HS-)＋ 2C(S2-)故B错
＋
＋
－
（2）由物料守恒得：C(Na) = 2 C(S2-)＋2 C(HS-)）＋2 C(H2S)）故A对
＋
（3）由质子守恒得：C(OH) = C(H) ＋C(HS-)）＋2 C(H2S)）故C对
－
＋
（4）由离子浓度大小关系得：C(Na)> C(S2-)> C(OH)> C(HS-)> C(H) 故D对
＋
－
＋
答案为B
四．能量守恒定律（即盖斯定律）的应用
内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。2、通过盖斯定律可以计算出一些不能直接
2
测量的反应的反应热。
归纳总结：反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为△H；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3.如下图所示：
则有△H=△H1+△H2+△H3
【例题1】［2012·海南化学卷13］氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。 已知：①N2(g)+2O2(g)= N2H4 (1) △H1= -195kJ·mol ② (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O △H2= -534.2kJ·mol
写出肼和N2H4 反应的热化学方程式 ；
解析：)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：2N2H4 +N2O4==3N2+4H2O，观察已知的两个热方程式可知，②×2-①得：2N2H4 (1)+N2O4(1)==3N2(g)+4H2O(g) △H=△H2×2-△H1== -1048.9kJ·mol-1
【例题2】（2010天津卷）10．（14分）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。 ⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g) ② 2CH3OH(g)
CH3OH(g)；ΔH ＝ －90.8 kJ·mol
－1
－1
-1
-1
CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJ·mol
CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41.3 kJ·mol
－1
③ CO(g) + H2O(g)
总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________
-1
解析：观察目标方程式，应是①×2+②+③，故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ· mol。
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