化学十字交叉法的基本原理与质量守恒定律有何联系？

问题描述

精选答案

化学十字交叉法的基本原理与质量守恒定律究竟有着怎样的联系呢？

化学十字交叉法的基本原理

化学十字交叉法是一种用于解决二元混合体系中各组分比例关系的简便方法。其原理基于二元混合体系中某一物理量（如相对原子质量、物质的量分数、质量分数等）的平均值与各组分对应物理量之间的关系。

假设存在两种物质A和B，其某一物理量分别为a和b（a＞b），它们混合后的平均值为c。设A的物质的量（或质量等）分数为x，B的物质的量（或质量等）分数为y（x+y=1），则可得到等式：ax+by=c(x+y)。经过整理变形可得：x/y=(c-b)/(a-c)，用十字交叉形式表示为：

	A	a	c-b
平均值c
	B	b	a-c

即A和B的物质的量（或质量等）之比等于(c-b)与(a-c)之比。

质量守恒定律

质量守恒定律是指在化学反应中，参加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。这是由于化学反应的本质是原子的重新组合，在反应过程中原子的种类、数目和质量都没有发生改变。

两者的联系

• 本质相通：十字交叉法的基本原理其实是质量守恒定律在二元混合体系中的一种体现。以物质的量和质量关系为例，在混合体系中，混合前后各元素的原子总数不变，对应到某一物理量上，就是各组分对平均值的贡献总和等于混合后的实际值，这与质量守恒定律中物质质量总和不变的思想是一致的。
• 计算依据：在使用十字交叉法计算二元混合体系中各组分的比例时，是以质量守恒定律为基础的。例如在计算混合气体中各组分的物质的量之比时，混合气体的总质量等于各组分气体质量之和，总物质的量等于各组分物质的量之和，通过十字交叉法得到的比例关系也是满足质量守恒这一基本规律的。

综上所述，化学十字交叉法的基本原理与质量守恒定律紧密相连，质量守恒定律是十字交叉法的理论基础，而十字交叉法是质量守恒定律在特定计算场景下的一种应用形式。