内容正文:
第五单元 化学反应的定量关系
课题1 质量守恒定律
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预习清单
1.大量实验证明, _____________的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的_____________。这个规律叫作质量守恒定律。
2.化学反应前后,原子的____________不变,原子的________也没有改变,因此参加反应的各物质的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和。
质量总和
参加化学反应
种类和数目
质量
提出问题:在我们的身边无时无刻不在发生物质变化,我们之前也已经学习过许多化学变化,比如蜡烛燃烧、木炭燃烧等。随着燃烧反应的进行,我们会观察到蜡烛越来越短,木炭越来越小,那么是不是燃烧之后物质凭空消失了?
导入
不是,转化为了其他物质。
提出问题:在物质通过化学变化转化的过程中,化学反应前后物质间存在什么样的质量关系呢?
一、结合化学史初识质量关系
提出问题:不同的科学家,同样做金属和氧气反应的实验,却得出了不同的结论,大家通过对比他们的实验和结论,能够分析出原因吗?
雷伊和波义尔比较的是金属加热前后的质量变化,罗蒙诺索夫和拉瓦锡比较的是容器内物质的总质量变化。
可见,如果比较的是反应前后物质的总质量,就会得出质量不变的结论。
二、通过实验探究质量守恒定律
提出问题:通过对化学史的学习,我们知道对化学反应前后物质质量关系的探究,实际上是探究参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和的关系。对于这个问题,大家有什么猜想?
参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和相等。
二、通过实验探究质量守恒定律
演示实验1:铜与氧气反应前后质量的测定。
将铜粉平铺于锥形瓶的底部,把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞,用橡胶塞塞紧锥形瓶口。将装置放在天平上称量,记录所称的质量m1。再将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察实验现象。反应一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量,记录所称的质量m2。
二、通过实验探究质量守恒定律
实验现象:锥瓶形内生成黑色粉末,玻璃管上的小气球先膨胀后变瘪,铜粉燃烧前后的质量:m1=m2。
二、通过实验探究质量守恒定律
演示实验2:铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。
在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝,再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管,塞好橡胶塞。将装置放在天平上称量,记录所称的质量m1。取下锥形瓶并将其倾斜,使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶,观察实验现象。反应一段时间后再次称量,记录所称的质量m2。
二、通过实验探究质量守恒定律
实验现象:铁钉表面覆盖了一层红色的物质,锥形瓶中液体的颜色由蓝色逐渐变成浅绿色,铁钉和硫酸铜溶液反应前后的质量:m1=m2。
二、通过实验探究质量守恒定律
提出问题:除去反应前后没有发生变化的部分,实际变化中的等量关系是什么?
参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于生成的硫酸亚铁和铜的质量总和。
二、通过实验探究质量守恒定律
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。这个规律叫作质量守恒定律。要注意,质量守恒定律的研究对象是化学反应,而研究内容不包括反应前后不变的物质,研究的是参加反应的物质和生成的物质质量总和间的关系。
三、利用实验验证质量守恒定律
提出问题:质量守恒定律适用于所有化学变化,但却有一些看似不符合的化学反应,大家能解释原因吗?
三、利用实验验证质量守恒定律
演示实验3:盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定。
在烧杯中加入碳酸钠,再小心地放入盛有盐酸的小试管,将装置放在天平上,记录所称的质量。取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入烧杯,观察现象。反应一段时间后再次称量。比较反应前后的称量结果。
三、利用实验验证质量守恒定律
实验现象:盐酸倒入烧杯后,剧烈反应,有大量气泡生成,白色粉末逐渐减少,反应前后质量不相等。
三、利用实验验证质量守恒定律
演示实验4:镁条燃烧前后质量的测定。
取一根砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网,将它们一起放在天平上称量,记录所称的质量。在陶土网上方将镁条点燃,观察现象。将镁条燃烧后所得固体与陶土网一起放在天平上称量,比较反应前后的称量结果。
三、利用实验验证质量守恒定律
实验现象:剧烈燃烧,产生耀眼的白光,生成白色固体,反应前后物质的质量不相等。
三、利用实验验证质量守恒定律
提出问题:为什么这两个实验中反应前后测得的质量不相等?
因为这两个实验的反应过程中有气体参加或有气体生成。
提出问题:铜和氧气的反应同样有气体参加,为什么反应前后测得的质量相等?
因为铜和氧气的反应在密闭容器中进行。
三、利用实验验证质量守恒定律
所有的化学变化都可以用质量守恒定律解释,但如果要用于验证质量守恒定律,对于有气体参加或有气体生成以及有物质逸散的反应,则需要注意在密闭体系中完成。
四、从微观视角认识质量守恒定律
提出问题:化学变化的微观实质是什么?
分子分成原子,原子又重新组合成新的分子。
四、从微观视角认识质量守恒定律
结合氢气与氧气反应生成水的微观示意图,说一说这个反应的微观过程。
四、从微观视角认识质量守恒定律
我们可以发现,在这个反应中,构成氢分子、氧分子的氢、氧原子与构成水分子的氢、氧原子相比,原子种类、数目、质量都没有发生变化,所以由它们构成的分子的质量总和不会改变,由分子构成的物质的质量总和也不会发生改变。
四、从微观视角认识质量守恒定律
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新物质(生成物)的过程。化学反应前后,原子的种类和数目不变,原子的质量也没有改变,因此参加反应的各物质的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和。
总结
1.质量守恒定律: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。
2.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新物质(生成物)的过程。化学反应前后,原子的种类和数目不变,原子的质量也没有改变,因此参加反应的各物质的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和。
1.孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],它是一种重要的铜矿石原料,受热可分解为三种常见的化合物,加热碱式碳酸铜不可能生成的是 ( )
A.CO2 B.CuO C.H2O D.SO2
D
课堂评价
2.下列现象能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.蔗糖溶于水后总质量不变
B.浓硫酸敞口放置质量增加
C.饱和氢氧化钙溶液升温,出现浑浊现象,溶液质量减小
D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合,溶液质量减小
D
课堂评价
3.把一定质量的 a、b、c、d四种物质放人一密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应后各物质的质量如下。下列说法中正确的是 ( )
A.x=2 B.d是催化剂
C.c不是化合物 D.反应前后原子的数目不变
D
课堂评价
4.2023年5月30日,神舟一六号载人飞船成功发射。钛合金广泛应用于航空工业。钛和盐酸反应的化学方程式为:2Ti+6HCl2X+3H2↑,则X的化学式为 ( )
A.TiCl2 B.Ti C.TiCl3 D.T2Cl6
C
课堂评价
课后实践
通过实验测定之前所学的化学反应前后的质量关系,若测量的质量不相等,分析原因并完成改进实验。
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