5.1质量守恒定律-2023-2024学年九年级化学人教版上册

第一节 质量守恒定律 质量守恒定律 1 2 化学方程式 1 质量守恒定律 在一定条件下,反应物发生了化学反应生成新的物质,如镁条燃烧生成氧化镁,水电解产生氢气和氧气。那么反应物与生成物的质量之间究竟存在着什么关系呢?化学家从很早便开始关注这个问题。 1774年,拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞的分解和合成反应中各物质质量之间的变化关系。他将45.0份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气,反应前后各物质的质量总和没有改变。这难道是巧合吗? 2 探究 在反应前后物质的质量关系 当物质发生化学反应生成新物质时,反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较,存在什么关系? 根据以下实验方案分组进行实验,并将实验结果填入表中。请你在实验中观察和探究以下问题,并结合实验条件思考和作出分析: (1)反应物和生成物的状态及其他变化; (2)实验中观察到的质量变化情况。 3 探究 方案一 在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一小堆干燥的红磷。在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管下端能与红磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡,记录所称的质量m1。然后,取下锥形瓶,将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧,并将红磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,记录所称的质量m2。 4 探究 方案一 5 探究 方案二 在锥形瓶中加入适量稀硫酸铜溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有硫酸铜溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量m1。将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量,记录所称的质量m2。比较反应前后的质量。铁与硫酸铜的反应可表示如下: 6 探究 方案二 7 探究 大量实验证明,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。这个规律就叫做质量守恒定律。 8 质量守恒定律 大量实验证明,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。这个规律就叫做质量守恒定律。 质量守恒定律应用于化学变化,不能应用于物理变化。 质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。 化学反应中,各反应物之间要按一定的质量比相互作用,因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。 质量守恒的原因:从微观上看,在化学反应前后,原子的种类、数目、质量不变。 9 质量守恒定律 质量守恒定律的应用: 求某个反应物或生成物的质量; 计算时要考虑是否有气体参加反应,或者生成物中是否有气体,气体的质量不能遗漏。 推断反应物或生成物的组成(化学式); 判断反应物是否全部参加了反应。 化学反应前后: 一定不变——(宏观)反应物和生成物的总质量、元素的种类和质量。 一定不变——(微观)原子的种类、数目、质量。 一定改变——(宏观)物质的种类。 一定改变——(微观)分子的种类。 可能改变——分子总数。 10 实验 把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中,将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡。取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯中观察现象。 反应进行一段时间后,再把小烧杯放回托盘天平上,天平是否仍然乎衡? 11 实验 取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网,将它们一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量。在陶土网上方将镁条点燃,观察现象。 将镁条燃烧后的产物与陶土网一起放在托盘天平上称量,比较反应前后的质量。 镁与氧气可以发生如下反应: 12 质量守恒定律 为什么物质在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等呢?这是因为化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有改变。 13 质量守恒定律 14 化学方程式 我们已经知道,木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的反应可以用文字表示为: 用文字表示化学反应书写起来很麻烦,化学家用化学式等国际通用的化学语言来表示反应物和生成物的组成,以及各物质间的量的关系。例如,木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的反应可表示为: 15 化学方程式 这种用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。这个式子不仅表明了反应物、生成物和反应条件,同时,通过相对分子质量(或相对原子质量)还可以表示各物质之间的质量关系,即各物质之间的质量比。 这就是说:碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳;每12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳。 化学方程式能提供很多有关反应的信息,能将反应中的反应物、生成物及各