1.3 三大守恒
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化学三大守恒是电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
1、电荷守恒:化合物中元素正负化合价代数和为零;溶液中所有阳离子所带的正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数。
2、物料守恒:含特定元素的微粒守恒;不同元素间形成的特定微粒比守恒;特定微粒的来源关系守恒。
3、质子守恒就是酸失去的质子和碱得到的质子数目相同。
三大守恒定律的规律:
1、电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数定等于还原剂失去的电子数。
电子守恒法常用于氧化还原反应的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
2、元素守恒即化学反应前后各元素的种类不变,各元素原子的个数不变,其物质的量、质量也不变。
3、电荷守恒的意思就是任一电中性的东西比如化合物、混合物、单质、胶体等等,电荷的代数和为零,即正电荷总数与负电荷总数相等。
引言:化学是一门研究物质组成、性质和变化的科学。
在化学的实验和理论研究中,守恒定律是一个非常重要的概念。
在上一篇文章中,我们已经介绍了化学三大守恒定律中的质量守恒定律和能量守恒定律。
在本文中,我们将继续探讨第三个守恒定律电荷守恒定律以及两个相关概念电流守恒定律和电功率守恒定律。
正文:1.电荷守恒定律:电荷守恒定律是一个基本的物理定律,指出在一个封闭系统中,电荷的总量是不变的。
简单来说,这意味着电荷既不能被创造也不能被销毁,只能从一个物体转移到另一个物体。
这个定律的数学表达式可以表示为:总电荷=进入的电荷离开的电荷。
2.电流守恒定律:电流守恒定律是基于电荷守恒定律的一个推论。
它指出,在一个封闭电路中,电流的总和等于零。
换句话说,电流无法在电路中的任何一点消失,而必须通过电路中的每一个点。
这个定律的数学表达式为:总电流=进入的电流离开的电流。
3.电功率守恒定律:电功率守恒定律是基于能量守恒定律和电流守恒定律的推论,它指出,在一个电路中,电功率的总和等于零。
这个定律的数学表达式可以表示为:总电功率=进入的电功率离开的电功率。
现在,让我们详细阐述每个大点下的小点。
I.电荷守恒定律:1.1电荷的基本单位1.2电荷的性质和量度1.3电荷的转移和分布1.4电荷守恒定律的实验验证1.5应用案例:电化学反应中的电荷转移II.电流守恒定律:2.1电流定义和单位2.2电流的测量和方向2.3电流的连贯性和分布2.4电流守恒定律的实验验证2.5应用案例:并联电路和串联电路中的电流分布III.电功率守恒定律:3.1电功率的定义和单位3.2电功率的测量和计算3.3电功率与电流、电压的关系3.4电功率守恒定律的实验验证3.5应用案例:电能的转化与利用总结:在本文中,我们详细探讨了化学三大守恒定律中的电荷守恒定律及其推论电流守恒定律和电功率守恒定律。
电荷守恒定律指出电荷在封闭系统中的总量是不变的,而电流守恒定律和电功率守恒定律则是基于电荷守恒定律推导出的。
学习好资料欢迎下载三大守恒有什么解题技巧?质子守恒,物料守恒和电子守恒-----物料守恒可以理解为原子守恒的另一种说法。
就是说“任一化学反应前后原子种类(指原子核中质子数相等的原子,就是元素守恒)和数量分别保持不变”,可以微观地应用到具体反应方程式,就是左边带电代数和等于右边。
其中的也可以理解为原子核,因为外围电子数可能有变,这时候可以结合电荷守恒来判断问题。
可以微观地应用到具体反应方程式,就是左边(反应物)元素原子(核)个数种类与总数对应相等于右边(生成物)(当然也不会出现种类不同的情况)。
物料守恒和电荷守恒,质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。
对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要遵循两条原则:一是电荷守恒,即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;二是物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
(物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。
) 用NaHCO3溶液为例如果HCO3-没有电离和水解,那么Na+和HCO3-浓度相等。
现在HCO3-会水解成为H2CO3,电离为CO32 -(都是1:1反应,也就是消耗一个HCO3-,就产生一个H2CO3或者CO32-),那么守恒式中把Na+浓度和HC O3-及其产物的浓度和画等号(或直接看作钠与碳的守恒): 即c(Na+) == c(HCO3-) + c(CO32-) + c(H2CO 3) 再例:在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下电离过程:(均为可逆反应) H2S=(H+) +(HS-) (HS-)=(H+)+(S2-) H2O=(H+)+(OH-) 可得物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)==0.1mol/L, (在这里物料守恒就是S元素守恒--描述出有S元素的离子和分子即可) 例3 :Na2CO3溶液的电荷守恒、物料守恒、质子守恒碳酸钠:电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) 上式中,阴阳离子总电荷量要相等,由于1mol碳酸根电荷量是2mol负电荷,所以碳酸根所带电荷量是其物质的量的2倍。
高中化学三大守恒定律三大守恒定律是解决高考大题必不可少的技巧!那么,如何写化学中三大守恒式(电荷守恒,物料守恒,质子守恒)?这三个守恒的最大应用是判断溶液中粒子浓度的大小,或它们之间的关系等式。
电荷守恒即溶液永远是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量例:NH4Cl溶液:c(NH+4)+c(H+)= c(Cl-)+ c(OH-)写这个等式要注意2点:1、要判断准确溶液中存在的所有离子,不能漏掉。
2、注意离子自身带的电荷数目。
如,Na2CO3溶液:c(Na+)+ c(H+)= 2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)NaHCO3溶液:c(Na+)+ c(H+)= 2c(CO32-) + c(HCO3-)+ c(OH-)NaOH溶液:c(Na+) + c(H+)=c(OH-)Na3PO4溶液:c(Na+) + c(H+) = 3c(PO43-) + 2c(HPO42-) + c(H2PO4-) + c(OH-)物料守恒即加入的溶质组成中存在的某些元素之间的特定比例关系,由于水溶液中一定存在水的H、O 元素,所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素的关系。
例:NH4Cl溶液:化学式中N:Cl=1:1,即得到,c(NH4+)+ c(NH3•H2O) = c(Cl-)Na2CO3溶液:Na:C=2:1,即得到,c(Na+) = 2c(CO32- + HCO3- + H2CO3)NaHCO3溶液:Na:C=1:1,即得到,c(Na+) = c(CO32-)+ c(HCO3-) + c(H2CO3)写这个等式要注意,把所有含这种元素的粒子都要考虑在内,可以是离子,也可以是分子。
质子守恒即H+守恒,溶液中失去H+总数等于得到H+总数,或者水溶液的由水电离出来的H+总量与由水电离出来的OH-总量总是相等的,也可利用物料守恒和电荷守恒推出。
实际上,有了上面2个守恒就够了,质子守恒不需要背。
三大守恒知识点总结一、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个孤立系统内,系统的总能量在各种相互作用中保持不变的物理规律。
能量守恒定律反映了自然界中能量的变化规律,能量不会因为简单的转移而减少,也不会因为简单的转移而增加。
从宏观上看,能量守恒定律表现为能量守恒,即在一个封闭系统内,总能量守恒不变。
能量守恒定律的实质是质量与能量的等价性。
根据爱因斯坦的质能等价原理,质量与能量是可以相互转化的,这意味着质量的减少必然伴随着能量的增加,质量的增加必然伴随着能量的减少。
由此可见,能量守恒定律不仅包括能量的守恒,也包括质量与能量之间的转化。
在能量守恒定律的应用中,我们常常可以利用它来解决各种物理问题。
例如,在机械能守恒定律中,可以利用机械能守恒定律来解析物体在重力场中的运动规律;在热力学中,可以利用能量守恒定律来解析热力学过程中的能量转化过程;在原子物理学中,可以利用能量守恒定律来解析原子核内部的能量转换过程等等。
总之,能量守恒定律是物理学中一个非常重要的基本定律,对于我们理解自然界中的各种物理现象具有非常重要的指导意义。
二、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统内,系统的总动量在各种相互作用中保持不变的物理规律。
动量守恒定律是牛顿运动定律的基础,它反映了自然界中动量的变化规律,动量不会因为简单的转移而减少,也不会因为简单的转移而增加。
动量守恒定律的实质是质量与速度的乘积。
动量等于质量乘以速度,它是描述物体在运动中的惯性大小和方向的物理量。
根据动量守恒定律,一个系统的总动量在各种相互作用中保持不变,这意味着在一个封闭系统内,物体之间的相互碰撞或者相互作用过程中,它们的总动量始终保持不变。
在动量守恒定律的应用中,我们常常可以利用它来解决各种动力学问题。
例如,在碰撞问题中,可以利用动量守恒定律来解析碰撞前后物体的动量变化规律;在运动规律中,可以利用动量守恒定律来解析物体在外力作用下的运动轨迹等等。
总之,动量守恒定律是物理学中一个非常重要的基本定律,对于我们理解物体在运动中的相互作用规律具有非常重要的指导意义。
规律五三大守恒规律在水溶液化学计算中,三大守恒规律即:电子守恒、原子守恒、电荷守恒。
根据这些守恒方法可以快速找到解题突破口,利用物质变化过程中某一特定的量(如得失电子数目、某一特定原子数目、质子H+)固定不变来列式求解。
考察了学生整体化学思维方式。
一.电子守恒电子守恒特指在氧化还原反应过程中,氧化剂所得电子总数=还原剂所失电子总数。
在氧化还原反应过程中,常常利用电子守恒法计算生成物的物质的量或电解池的电解过程中电极产物的相关计算。
解题思路:先分别找出氧化剂、还原剂及其各自物质的量及每摩尔氧化剂(还原剂)得失电子的数目,根据电子守恒列出数学等式----氧化剂的物质的量×每摩尔氧化剂得到的电子数目=还原剂的物质的量×每摩尔还原剂失去的电子数目,求解即可。
在非氧化还原反应过程中,要遵循电荷守恒。
即电解质溶液中,无论存在多少种离子,电解质溶液总是呈电中性。
所有阴离子所带负电荷总数=所有阳离子所带正电荷总数。
1.直接以电子守恒建立关系式运用物质之间的当量关系进行计算。
如:用Cu电极电解Na2SO4溶液,阳极、阴极产物及电子转移关系为Cu---2e----H2---2OH-。
2.对于多步或连续的氧化还原反应,可根据“电子传递路径”找出起始反应物与最终生成物之间的关系进行计算而忽略反应过程。
如:将a g Cu投入V mL未知浓度的HNO3中,Cu 完全溶解,将用集气瓶收集到的气体倒置于水面,再向集气瓶中通入bmLO2后,集气瓶中充满水。
该过程电子传递路径为Cu→HNO3→O2,起始反应物与最终生成物的关系为2Cu---O23.以电子守恒为核心建立等价代换关系式。
如:用OH-或Cl-来沉淀某些金属阳离子时,所消耗的阴离子的物质的量=金属的“总正化合价数”。
据此,可延伸为将金属用非氧化性酸恰好溶解后,再用上述阴离子沉淀时,消耗的阴离子物质的量=金属失去的电子的总物质的量。
二.原子守恒原子守恒即化学反应前后,各元素的原子种类、数目都不变。
水力学的基础理论和应用水力学是一门研究流体运动学及力学的学科,涉及范围广泛,是工程系学生必修课程之一。
水力学的基础理论包括质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等,而在实际应用中,水力学涉及到各个领域,如水力发电、水利工程、污水处理、海洋工程等。
一、水力学基础理论1.1 质量守恒定律质量守恒定律是指在任何一个封闭系统内,流入该系统的流体总质量等于流出该系统的流体总质量,即质量不会消失和增加。
这一定律是水力学中最基础、最重要的定律之一。
在水力学中,质量守恒定律被应用在研究各种管道、渠道、河流、湖泊等工程问题中。
1.2 动量守恒定律动量守恒定律是指流体在运动中动量的总量不会因为外力的作用而发生改变。
动量守恒定律中包括牛顿第二定律,即单位时间内的总动量的变化等于给流体的力的总和。
在水力学中,动量守恒定律应用于研究液体在管道、渠道、泵站等各个工程设施中的运动规律,可以帮助工程师们更好地设计和优化工程设施。
1.3 能量守恒定律能量守恒定律是指在任意封闭系统中,能量总量保持不变。
在水力学中,能量守恒定律被广泛应用于研究液体在运动中的各种能量变化,包括流体动能、重力势能、压力能等。
二、水力学应用2.1 水力发电水力发电是指利用水流动能转化成机械能,再经由电机转化成电能的一种发电方式。
水力发电是目前世界上最主要的可再生能源之一。
水力学在水力发电中有着重要的应用,例如研究水轮机的性能、水电站的设计和优化、水利工程的管理等。
2.2 水利工程水利工程主要包括各种输水设施,如水库、堤坝、渠道、闸门等,以及水文测量、水资源利用、防洪减灾等方面的工程设施。
水力学在水利工程中有十分广泛的应用,如研究闸门开启规律、计算水库泄洪流量、优化渠道设计、预测洪水发生概率等.2.3 污水处理污水处理是指将自然界中的废水通过处理使其符合国家和地方的环保标准后排入自然界或再利用。
水力学在污水处理中被广泛应用,如设计污水处理厂中的管道和泵站、计算流量和压力等。
如何写化学中三大守恒式(电荷守恒,物料守恒,质子守恒)这三个守恒的最大应用是判断溶液中粒子浓度的大小,或它们之间的关系等式。
知识点诠释:知识点一:电荷守恒,--即溶液永远是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量例,NH4Cl溶液,NH4+ + H+ = Cl- + OH-写这个等式要注意2点:1、要判断准确溶液中存在的所有离子,不能漏掉(除六大强酸,四大强碱外都水解)。
2、注意离子自身带的电荷数目。
如,Na2CO3溶液:Na+ + H+ = 2CO32- + HCO3- + OH-NaHCO3溶液:Na+ + H+ = 2CO32- + HCO3- + OH-NaOH溶液:Na3PO4溶液:知识点二:物料守恒,--即加入的溶质组成中存在的某些元素之间的特定比例关系,由于水溶液中一定存在水的H、O元素,所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素的关系。
例,NH4Cl溶液,化学式中N:Cl=1:1,即得到,NH4+ + NH3.H2O = Cl-Na2CO3溶液,Na:C=2:1,即得到,Na+ = 2(CO32- + HCO3- + H2CO3)NaHCO3溶液,写这个等式要注意,把所有含这种元素的粒子都要考虑在内,可以是离子,也可以是分子。
知识点三:质子守恒(两种方法)1、电荷守恒-物料守恒=质子守恒NH4Cl溶液,电荷守恒:NH4+ + H+ = Cl- + OH-物料守恒:NH4+ + NH3.H2O = Cl-质子守恒:H+ = OH- + NH3.H2ONa2CO3溶液,电荷守恒:物料守恒:质子守恒:2、质子守恒就是氢离子守恒,即溶液当中的溶质和溶剂得失氢离子要相等写出下列中的质子守恒NH4Cl溶液:Na2CO3溶液:例题:1、在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中有关粒子浓度关系正确的是A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)>c(OH-)B.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)C.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)D.c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)2、关于Na2CO3溶液,下列关系不正确的是A、c(Na+)>2c(CO32-)B、c(Na+)>c(CO32-)>c(H CO3-)>c(OH—)C、c(Na+)>c(CO32-)>c(OH—)>c(H CO3-)>c(H2CO3)D、c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(H CO3-) +2c(CO32-)3、25℃时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的pH=7时,下列关系正确的是A、c(NH4+)=c(SO42-) B、c(NH4+)>c(SO42-)C、c(NH4+)<c(SO42-) D、c(OH-)+c(SO42-)=c(H+)+(NH4+)习题:1、(2011江苏高考)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是A. 在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)B. 在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-) + 2c(H2CO3-)C. 向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液:c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)D. 常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1 mol·L-1]:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)2、(2011广东高考)对于0.1mol·L-1 Na2SO3溶液,正确的是A. 升高温度,溶液的pH降低B. c(Na+)=2c(SO32―)+ c(HSO3―)+ c(H2SO3)C. c(Na+) + c(H+) = 2c(SO32―)+ 2c(HSO3―) + c(OH―)D. 加入少量NaOH固体,c(SO32―)与c(Na+)均增大3、下列溶液中微粒的物质的量关系正确的是A. 将等物质的量的KHC2O4和H2C2O4溶于水配成溶液:2c(K+)=c(HC2O4-) + c(H2C2O4)B. ① 0.2mol/L NH4Cl溶液、②0.1mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液、③0.2mol/L NH4HSO4溶液、④0.1 mol/L (NH4)2CO3溶液中,c(NH4+)大小:③>②>①>④C. 0.1 mol/L CH3COONa溶液与0.15 mol/L HCl等体积混合:c(Cl―)>c(H+)>c(Na+)>c(CH3COO―)>c(OH―)D. 0.1 mol/L 的KHA溶液,其pH=10, c(K+)>c(A2―)>c(HA―)>c(OH―)。
高中物理知识点总结1. 力学1.1 牛顿运动定律:包括牛顿第一定律(惯性定律)、第二定律(加速度与力的关系)、第三定律(作用与反作用)。
1.2 功与能:功是力在位移方向上的分量与位移的乘积,能分为动能、势能和机械能。
1.3 动量守恒:在没有外力作用的系统中,系统总动量保持不变。
1.4 能量守恒:能量既不会凭空产生也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式。
2. 热学2.1 热力学第一定律:能量守恒在热力学过程中的表现。
2.2 热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
2.3 理想气体状态方程:描述理想气体在压强、体积和温度变化下的状态关系。
3. 电磁学3.1 库仑定律:描述点电荷间相互作用力的定律。
3.2 高斯定律:通过闭合曲面的电通量与曲面内电荷量的关系来描述电场。
3.3 法拉第电磁感应定律:描述变化的磁场产生电场的现象。
3.4 麦克斯韦方程组:描述电场和磁场如何相互作用和传播的一组方程。
4. 光学4.1 光的反射定律:描述光在不同介质界面上的反射现象。
4.2 折射定律:描述光在不同介质中传播速度变化时的折射现象。
4.3 干涉与衍射:描述光波在相遇或通过障碍物时的叠加和分散现象。
5. 原子物理5.1 原子结构:包括原子核和电子云,以及电子在不同能级间的跃迁。
5.2 放射性衰变:描述放射性元素自发地放出粒子或射线的过程。
5.3 波粒二象性:光和物质粒子既具有波动性也具有粒子性。
6. 现代物理6.1 量子力学:研究微观粒子行为的物理理论,包括波函数、量子态和不确定性原理。
6.2 相对论:包括狭义相对论(时间和空间的相对性)和广义相对论(引力与时空曲率的关系)。
7. 实验技能7.1 基本测量:包括长度、时间、质量、温度等的测量方法和误差分析。
7.2 物理实验:涉及力学、热学、电磁学、光学和原子物理等领域的实验操作和数据处理。
以上总结了高中物理的主要知识点,涵盖了从基础概念到复杂理论的各个方面,为学生提供了一个全面的学习框架。
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如何写化学中三大守恒式(电荷守恒,物料守恒,质子守恒)这三个守恒的最大应用是判断溶液中粒子浓度的大小,或它们之间的关系等式。
知识点诠释:知识点一:电荷守恒,--即溶液永远是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量例,NH4Cl溶液,NH4+ + H+ = Cl- + OH—写这个等式要注意2点:1、要判断准确溶液中存在的所有离子,不能漏掉(除六大强酸,四大强碱外都水解)。
2、注意离子自身带的电荷数目.如,Na2CO3溶液:Na+ + H+ = 2CO32- + HCO3- + OH-NaHCO3溶液:Na+ + H+ = 2CO32— + HCO3- + OH-NaOH溶液:Na3PO4溶液:知识点二:物料守恒,--即加入的溶质组成中存在的某些元素之间的特定比例关系,由于水溶液中一定存在水的H、O元素,所以物料守恒中的等式一定是非H、O 元素的关系.例,NH4Cl溶液,化学式中N:Cl=1:1,即得到,NH4+ + NH3.H2O = Cl—Na2CO3溶液,Na:C=2:1,即得到,Na+ = 2(CO32- + HCO3— + H2CO3)NaHCO3溶液,写这个等式要注意,把所有含这种元素的粒子都要考虑在内,可以是离子,也可以是分子。
知识点三:质子守恒(两种方法)1、电荷守恒—物料守恒=质子守恒NH4Cl溶液,电荷守恒:NH4+ + H+ = Cl- + OH—物料守恒:NH4+ + NH3。