物理學(xué)論文-電子守恒定律在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用.doc

物理學(xué)論文-電子守恒定律在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用氧化一還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的主線(xiàn)，也是高考必考的考點(diǎn)之一。在氧化一還原反應(yīng)中遵循電子守恒，即氧化劑得到電子物質(zhì)的量(或個(gè)數(shù))等于還原劑失去電子的物質(zhì)的量(或個(gè)數(shù))。若將電子守恒規(guī)律應(yīng)用來(lái)解化學(xué)計(jì)算題，可以大大簡(jiǎn)化我們的計(jì)算過(guò)程，收到事半功倍的效果。下面通過(guò)幾個(gè)例題，談?wù)勲娮邮睾愣稍诨瘜W(xué)計(jì)算中的應(yīng)用。一、在“活潑金屬與酸或水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣”類(lèi)題中的應(yīng)用活潑金屬與酸或水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣這類(lèi)題很常見(jiàn)，很多學(xué)生認(rèn)為解這類(lèi)題比較難，我認(rèn)為根本原因是沒(méi)有弄清這類(lèi)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：活潑金屬失去電子，+1價(jià)的氫得到電子，而金屬失去電子的物質(zhì)的量等于生成氫氣所需得到電子的物質(zhì)的量，即n(金屬)xAn=n(氫氣)x2(n(金屬)：金屬的物質(zhì)的量，An：金屬變化的化合價(jià)，n(氫氣)：氫氣的物質(zhì)的量)例1A、B是同一短周期的兩種元素，9gA單質(zhì)跟足量的B的氣態(tài)氫化物水溶液反應(yīng)，產(chǎn)生112L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，A和B可形成化合物AB，A原子核里中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1，通過(guò)計(jì)算確定A、B各為哪種元素。解析：根據(jù)A、B可形成化合物AB，及A單質(zhì)與足量的B的氣態(tài)氫化物水溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，可知A為金屬元素且在上述反應(yīng)中化合價(jià)表現(xiàn)為+3，n(H：)一112L+224Lmol-=05mol，n(金屬)一9gMgrnol代入上述公式：9gMgmolx3-05molx2，得M一27gmol，所以A為A1元素，可以進(jìn)一步確定B為C1元素。二、在金屬與硝酸反應(yīng)類(lèi)題中的應(yīng)用例2512g銅和一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅反應(yīng)完時(shí)，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體336L，若把裝有這些氣體的集氣瓶倒立在盛水的水槽中，需要通入多少升標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣才能使集氣瓶充滿(mǎn)溶液?解析：銅失去電子的物質(zhì)的量=被還原的硝酸得到電子的物質(zhì)的量=氧化硝酸的還原產(chǎn)物NO、NO：消耗的氧氣的物質(zhì)的量，省去中間計(jì)算，即銅失去電子的物質(zhì)的量=氧氣得到電子的物質(zhì)的量。則有：n(Cu)x2=n(O：)4，則n(O0=512g+64gmolx2x14=004mol。v(o2)=004molx224Lmol=0896L若用常規(guī)解法，應(yīng)先求出NO、NO：的物質(zhì)的量，再根據(jù)：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+30：+2H：O-4HNO，計(jì)算氧氣物質(zhì)的量，并求出其體積，此方法運(yùn)算量大，計(jì)算步驟多且容易出錯(cuò)，用電子守恒法綜合考慮，使計(jì)算大大簡(jiǎn)化。三、在判斷氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物化合價(jià)類(lèi)題中的應(yīng)用例312mL濃度為010molL的Na2SO，溶液，恰好與10mL濃度為004molL的KCr207溶液完全反應(yīng)，通過(guò)計(jì)算確定元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)。解析：-在Na：SO3與KCr20，發(fā)生的氧化一還原反應(yīng)中，Na2SO，充當(dāng)還原劑，lmolNa：SO，失去2mol電子，ICr20，充當(dāng)氧化劑得到電子，兩者得失電子的物質(zhì)的量應(yīng)相等，即12x103Lx01OmolLx2=lOx103Lx004molLx2xAn(An為Cr在反應(yīng)中降低的化合價(jià))，即An=3，所以Cr元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為：+63=+3。四、在判斷不熟悉反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比類(lèi)題中的應(yīng)用例4(NH)：SO在強(qiáng)熱條件下分解，生成NH、SO：、N：和H：O，試求反應(yīng)中生成的SO：和N：的物質(zhì)的量之比。解析：常規(guī)的解法是先寫(xiě)出(NH4)：SO在強(qiáng)熱條件下的分解反應(yīng)方程式，然后配平，最后求解。這種解法耗時(shí)比較多，其氧化還原反應(yīng)方程式的配平是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)，其二此類(lèi)題也常出現(xiàn)在學(xué)配平方法之前，仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn)，SO：是還原產(chǎn)物，N2是氧化產(chǎn)物，那么生成SO：得