关于守恒定律的应用.doc

初中科学中的守恒应用慈溪市桥头中学 陈浓央初中科学课本中只讲到一个守恒定律，就是质量守恒定律参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等。而在解题过程中守恒的应用不止这一个，利用试题中涉及的守恒定律或物理状态变化过程中的守恒关系来求解的方法，如能量守恒、质量守恒、电荷守恒、比例守恒、化合价守恒等。这些方法的应用有助于提高解题的准确率和解题的速度。一、质量守恒1、利用物体的状态、位置变化中，物质的质量不变的原理解答科学问题。例1、下列说法正确的是（ ）A.宇航员把铁锤带到月球上，质量减小。B.科学家把铁锤从赤道带到南极，铁锤质量减小。C.铁锤在使用过程中，质量逐渐减小。D.给铁锤加热，铁锤温度升高，熔化成铁水，质量减小。解析：物体的质量不会随着状态、位置的变化而变化，所以选项ABD都错，而选项C中铁锤在使用过程中不断磨损，使其质量减小，故选C。2、利用化学变化中的质量守恒。化学变化中物质的质量守恒例2、现有一定质量的氯酸钾和二氧化锰的混合物,加热使它完全反应,结果发现试管内的固体物质质量比原来减少了4.8克,此时残留固体的质量是10.2克,则生成的氧气质量是 克。解析：直接利用质量守恒定律参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等，反应后试管内的固体物质质量比原来减少了，是由于有氧气生成，生成的氧气就是减少的质量，则生成的氧气质量为4.8克。化学变化中质量差守恒例3、在反应X+2Y=P+2Q中，已知P和Q的相对分子质量比为22：9，当1.6克的X与Y完全反应后，生成4.4克的P，则在此反应中Y和Q的质量比为 （ ）A.16：9 B.23：9 C.32：9 D.46：9解析：题中反应的X与生成的P质量比为1.6：4.4=4:11,其中整数差为7，根据化学变化中物质的质量守恒定律，另生成物与另一反应物的整数差也为7，所以对照答案选A。化学变化中元素的质量守恒例4、某有机化合物6克，在空气中完全燃烧后生成8.8克CO2和3.6克水, ,则该有机化合物一定有 元素。解析：由于化学反应前后元素种类和元素质量不变，反应后C元素的质量为8.8克12/44=2.4克，H元素的质量为3.6克2/18=0.4克，所以反应物中C元素和H元素的总质量为2.4克+0.4克=2.8克，反应物中只有有机化合物有C元素和H元素，而该有机化合物的质量为6克，生成物中也只有C、H、O元素，所以有机化合物中肯定还有O元素。化学变化中的原子守恒例5、在一个密闭容器里，充入a个CH4分子和b个O2分子，在一定条件下充分反应后，容器内的C原子与O原子的个数比为 。解析：在这个密闭容器里，由于CH4和O2发生反应，反应后剩下的物质可能有多种情况，可能是CO2和H2O，CO2、H2O和O2，CO和H2O，CO、H2O和CH4，CO2、CO和H2O等多种情况，所以根据生成物的情况来判断C原子与O原子的个数比就相当困难，而根据化学反应前后C原子与O原子的个数都不会改变就简单多了，反应前容器内的C原子与O原子的个数比为a：2b，故反应后容器内的C原子与O原子的个数比也为a：2b。3、利用质量分数守恒例6、一定温度下，W克CuSO4的饱和溶液中加入少量白色硫酸铜粉末，下列各种量中肯定不变的是（ ）A.溶液的质量 B.溶液中溶质的质量分数C.溶剂的质量 D.溶质的质量解析：由于在一定温度下，饱和溶液的质量分数不变。而本题中一定温度下，W克CuSO4的饱和溶液中加入少量白色硫酸铜粉末后，白色硫酸铜粉末变成水合硫酸铜，故原饱和溶液中有水析出的同时还有水合硫酸铜析出，所以溶液还是饱和溶液，溶液中溶质的质量分数不变，但溶液的质量、溶剂的质量、溶质的质量都减小了。故选B。二、能量守恒能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。1、利用热传递过程中，不计热量的损失，且物体不对外做功，则低温物体吸收的热量等于高温物体放出的热量，即Q吸=Q放。例7、将1千克20oC的水与2千克15oC的水混合，不计与外界环境的热交换，则混合后水的温度为（ ）A.16.7oC B.17.3oC C.18.3oC D.20.0oC解析：由于Q吸=Q放，c水m1(t1-t0)= c水m2(t0-t2)，c水1kg(20oC-t0)= c水2kg(t0-15oC)， t0=16.7oC，所以选A。2、利用机械能守恒，物体在只受重力的情况下，动能和重力势能的总和不变。例8、一同学站在10楼阳台上，手伸出阳台外，竖直向上抛出一铁球，分析铁球在空中运动过程中，铁球的动能和势能的变化情况。（不计空气阻力）解析：由于不计空气阻力，物体在只受重力的情况下，动能和重力势能的总和不变，物体离开手后，物体先上升，势能增加，动能减小，上升到最高点后，动能为零，势能最大；物体下降过程中，势能减小，动能增加。3、利用功的原理，人们使用机械所做的功，都等于机械克服阻力所做的功，即使用任何机械都不省功。也就是做的功不变。例9、用图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高1米，如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力F所做的功是 （ ）A甲多 B乙多 C一样多 D不能比较解析：利用功的原理，使用任何机械都不省功，所以甲、乙所做的功一样多，故选C。三、比例守恒利用题中潜含着的某些量之间的比例不变的关系进行求解。例11、常温下，乙炔（C2H6）气体和酒精(C2H6O)蒸气的混合物中,氧元素的质量分数为a%,则该混合物中碳元素的质量分数是( )A B C D解析：由于乙炔（C2H6）气体和酒精(C2H6O)蒸气的混合物中一共含有3种元素，氧元素的质量分数为a%，剩下的C和H元素的质量分数为（100a）%，又由于乙炔（C2H6）气体和酒精(C2H6O)蒸气中都含有C2H6，所以C和H元素的质量比为（122）：（16）=4：1，该混合物中碳元素的质量分数为 。前面提到的利用质量分数守恒也就是比例守恒。四、电荷守恒例10、工业盐酸因含有Fe3+而带黄色，若某工业盐酸中H+与Cl-的个数比为91：97，则Fe3+与Cl-的个数比为 。解析：由于溶液呈电中性，阳离子所带的正电荷与阴离子所带的负电荷数量相等。H+与Cl-的个数比为91：97，一个Fe3+带三个单位的正电荷，所以Fe3+与Cl-的个数比为2：