化学学习——质量守恒定律

先跟大家澄清一个最常见的误解：不是“看得见的物质变少了，质量就减少了”。
比如蜡烛燃烧，我们只看到灰烬变轻，但其实蜡烛燃烧时，蜡和氧气反应，生成了二氧化碳和水蒸气——这些气体悄悄扩散到空气中，我们看不见，但它们的质量，加上灰烬的质量，和原来蜡烛+氧气的质量完全相等。
再比如水煮沸腾，水变成水蒸气飘走，看似水量减少，但水蒸气的质量和原来水的质量一模一样，只是状态从液态变成了气态，质量丝毫没变。
质量守恒定律的核心本质，一句话就能概括：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。
从微观角度（原子层面）来说，化学反应的本质，是“原子的重新组合”——反应物的原子，只是打破原来的结合方式，重新排列组合，形成新的物质（生成物）。
关键在于：反应前后，原子的种类没有变、原子的数目没有变、原子的质量也没有变。
氢气和氧气反应生成水（2H₂+O₂→2H₂O）。反应前有4个氢原子、2个氧原子，反应后还是4个氢原子、2个氧原子，只是氢原子和氧原子从“各自抱团”变成了“两两结合”，总质量自然不会变。
质量守恒，本质就是“原子的总数和总质量不变”，物质只是换了一种存在形式，没有凭空产生，也没有凭空消失。
要点1：“参加反应”是前提，未反应的物质不算数
这里要注意一个关键词：参加化学反应。如果有物质没有参与反应，它的质量是不能算在“反应物总质量”里的。
比如：把10g铁钉放入50g硫酸铜溶液中，充分反应后，剩余溶液和铁钉的总质量是58g（生成铜和硫酸亚铁）。这里不能用10g+50g=60g来算，因为可能有少量铁钉没完全反应，未反应的铁钉质量不算“参加反应的物质质量”。
要点2：适用范围是“化学反应”，物理变化不算
质量守恒定律只适用于化学反应，物理变化（比如物质的状态变化、形状变化）不适用。
比如：把一块100g的冰融化成水，水的质量还是100g；把一张纸撕成碎片，碎片总质量还是和原来的纸一样——这不是质量守恒定律的体现，只是物理变化中，物质的质量本身就不变。
有没有新物质生成？有新物质（化学反应），才用质量守恒；没有新物质（物理变化），谈不上“守恒”（本身质量就不变）。
要点3：守恒的是“质量总和”，不是“单个物质的质量”
质量守恒，是“所有反应物的总质量”等于“所有生成物的总质量”，而不是单个反应物或单个生成物的质量相等。
比如：碳燃烧生成二氧化碳（C+O₂→CO₂），12g碳和32g氧气反应，生成44g二氧化碳——单个物质的质量（12g、32g、44g）不相等，但反应物总质量（12+32=44g）和生成物总质量（44g）相等，这才是守恒。
要点4：微观守恒是本质，宏观守恒是表现
我们可以分宏观、微观两个层面，快速记牢守恒的关键：
宏观层面（看得见、摸得着）：反应物和生成物的总质量守恒；元素的种类不变（比如蜡烛燃烧，反应物有碳、氢、氧元素，生成物二氧化碳和水也只有这三种元素，不会出现新的元素）。
微观层面（原子层面）：原子的种类不变、原子的数目不变、原子的质量不变（这是质量守恒的根本原因）。
其实不管是考试备考，还是生活中观察现象，记住这句话就够了：化学反应中，原子不增不减、不变不换，只是重新排队，总质量自然不变。
以后再看到蜡烛燃烧、铁生锈、食物腐烂，就可以自信地说：“这不是物质消失了，只是遵循质量守恒定律，换了种模样存在而已～”