5.1化学反应中的质量守恒-2024-2025学年九年级化学鲁教版2024上册

第五单元 定量研究化学反应 第一节 化学反应的质量守恒 （2024鲁教版）九年级 学习目标 化学反应中的质量守恒 01 02 质量守恒定律 03 守恒定律分析 人类对物质世界的认识，总是从宏观到微观、从定性到定量不断深化的，对化学反应的认识也是如此。本单元我们将从定量和微观的视角，探究化学反应前后物质的质量是否发生变化，以及怎样利用简明的符号描述化学反应。 我们已经知道，化学反应的结果是反应物转化为生成物。那么，在化学反应过程中，反应物和生成物的质量是如何变化的呢？ 一、化学反应中的质量守恒 推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系 过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气。分解了的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有什么关系呢？ 1. 你同意下图两位同学中哪一位的观点？ 2. 小丽同学用如下3个图示表示过氧化氢分解生成水和氧气的反应。你认为哪 个图示是正确的？为什么？ 思考：分解了的过氧化氢的质量与生成水和氧气的质量是否相等？ 在上述活动中，可能你对物质在化学反应前后质量是否改变已经做出了推测。那么，如何设计实验来检验这一推测是否正确？ 1、首先要确定一个容易发生的化学反应作为研究对象； 2、要判断化学反应前后的质量变化，因此要使用托盘天平作为主要工具； 3、有气体参与或生成的（或有烟雾生成的）化学反应，必须在密闭的容器中完成，杜绝反应系统与环境之间有物质交换。 4、要多选几种现象不同的化学反应。 探究化学反应前后物质的质量有无变化 实验用品：托盘天平（或电子秤）、烧杯、试管、胶头滴管、锥形瓶、酒精灯、橡皮塞、导管、试管夹、玻璃棒、塑料袋（或气球）、细线、细沙、放大镜、火柴； 盐酸、大理石、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、白磷等。 探究化学反应前后物质的质量有无变化 实验步骤： 1. 确定一个化学反应作为研究对象。 下列反应可供你选择，当然也可以选择其他你熟悉的反应。 （1）盐酸和大理石（主要成分是CaCO3）反应，生成二氧化碳、水和氯化钙（CaCl2）。 （2）氢氧化钠（NaOH）溶液和硫酸铜（CuSO 4）溶液反应，生成硫酸钠（Na2SO4）和氢氧化铜〔Cu（OH）2〕。 （3）白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷（P2 O5）。 2. 确定实验操作步骤并进行实验 思考： 1. 你的实验是否验证了自己的推测？ 2. 你的实验过程是否存在失误？是否影响了你的实验结果？ 首先要确定一个容易发生的化学反应作为研究对象； 其次要考虑怎样测量反应前后的物质质量； 同时还要考虑怎样使反应发生、在哪里发生，需要哪些仪器、药品等。 无数实验证明：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。质量守恒定律是自然科学的基本定律之一，它告诉我们化学变化只能改变物质的种类而不能改变物质的总质量。 注意事项： ①“化学反应”是前提。质量守恒定律只能用来解释化学变化前后质量关系。 ②“参加反应”是基础。 没有参加反应的物质质量（过量的剩余部分）不能作为反应物的质量。 ③“质量总和”是核心。要把各种状态的反应物和生成物的质量（气体）都计算在内。 ④质量守恒定律是“质量”守恒，其他如体积等不一定守恒。 质量守恒定律的发现 1673 年，英国化学家波义耳(R.Boyle,1627-1691)将金属汞放在密闭容器里煅烧，然后打开容器盖进行称量，发现固体物质的质量增加了。 1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫(M,VLomonosov,1711-1765)把金属锡放在密闭容器里煅烧，生成白色的氧化锡，进行称量发现容器里的物质的总质量在煅烧前后并没有发生变化。经过反复实验，都得到同结果。但这一发现并没有引起科学界的重视。 1777年，法国化学家拉瓦锡借鉴波义耳和罗蒙诺索夫的实验，在密闭容器里进行多种金属和非金属的煅烧实验，研究反应中各物质的质量关系，得到以下结论:在化学反应中，物质的总质量在反应前后保持不变。直到20世纪初，科学家们用质量变化小于千万分之一的仪器做了大量精准度更高的定量实验，拉瓦锡的结论才得到公认。 质量守恒定律的发现，使得化学科学研究由定性走向定量，促进了化学科学的发展。 思考:质量守恒定律的发现过程给了你哪些启示? 为什么在化学反应前后物质的总质量不发生变化呢？请你根据化学变化的微观本 质分析化学反应前后质量守恒的原因。 物 质 是 由 分 子 、 原 子 、 离 子 等 基 本 粒 子 构 成的。在化学变化中，构成物质的原子重新组合成新的分子。在化学反应前后，原子的种类没有改变，原 子 的 数 目 没 有 增 减 ， 原 子 的 质 量 没 有 变 化 。 所以，参加反应的各物质的质量总和必然等于反应生成的各物质的质量总和。 在实验室中，化学反应前后： 六个不变 两个肯定变 两个可能变 宏观 （1）反应前后物质的总质量 （2）元素的种类 （3）元素的质量 物质的种类 物质的总体积 微观 (4)原子的种类 (5)原子的数目 (6)原子的质量 分子的种类 分子的数目 二、拓展提升 1 课堂导入 木炭燃烧成为灰烬，质量如何变化？ 小树苗长成参天大树，质量如何变化？ 在化学反应过程中，反应物和生成物的质量是如何变化的呢？ 质量怎么会变呢？在化学反应中，分子虽然变了，但是原子没有改变，质量应该不变吧？ 2 课堂活动 活动天地5-1 推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系 过氧化氢分解了，分子变了，质量当然也就变了！ 过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气。分解了的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有什么关系？ 1.你同意下图同学中哪一位观点？ 01 质量守恒定律 2.小丽同学用如下3个图示表示过氧化氢分解生成水和氧气的反应。你认为哪个图示是正确的？为什么？ 思考：分解了的过氧化氢的质量与生成水和氧气的质量是否相等？ 01 质量守恒定律 内容：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，这个规律就叫质量守恒定律。 注意事项： ①“化学反应”是前提。质量守恒定律只能用来解释化学变化前后质量关系。 ②“参加反应”是基础。 没有参加反应的物质质量（过量的剩余部分）不能作为反应物的质量。 ③“质量总和”是核心。要把各种状态的反应物和生成物的质量（气体）都计算在内。 ④质量守恒定律是“质量”守恒，其他如体积等不一定守恒。 02 质量守恒定律的微观解释 为什么在化学反应前后物质的总质量不发生变化呢？请你根据化学变化的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因。 H H O H H O 通电 O O H H H H 重新组合 O O H H H H (2O 、 4H ) (2O 、4H) 化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在化学反应前后原子的种类、原子的数目、原子的质量都没有改变，因此化学反应遵循质量守恒定律。 03 质量守恒定律的推论 化学反应前后一定不变的有什么？请从宏观和微观两个角度分析。 物质种类呢？ 分子种类呢？ 元素种类变了吗？ 元素质量变了吗？ 分子数目变了吗？ 原子种类数目质量变了吗？ 03 质量守恒定律的推论 六个不变 两个肯定变 两个可能变 宏观 （1）反应前后物质的总质量 （2）元素的种类 （3）元素的质量 物质的种类 物质的总体积 微观 (4)原子的种类 (5)原子的数目 (6)原子的质量 分子的种类 分子的数目 化学反应前后： 探究步骤 探究内容 1、提出问题 2、提出假设 3、设计实验 4、观察现象 5、得出结论 反应前后容器中物质的质量之间有什么关系呢？ 甲、减小；乙、增大；丙、不变。 质量守恒定律的验证实验 04 实验探究5-1 探究化学反应前后物质的质量有无变化 04 质量守恒定律的验证实验 请同学们阅读课本103页右下角蓝框部分，我们应该注意什么？ 1、首先要确定一个容易发生的化学反应作为研究对象； 2、要判断化学反应前后的质量变化，因此要使用托盘天平作为主要工具； 3、有气体参与或生成的（或有烟雾生成的）化学反应，必须在密闭的容器中完成，杜绝反应系统与环境之间有物质交换。 4、要多选几种现象不同的化学反应。 探究步骤 探究内容 1、提出问题 反应前后容器中物质的质量之间有什么关系呢？ 2、提出假设 甲、减小；乙、增大；丙、不变。 3、设计实验 把盛有盐酸的小试管放入装有大理石的烧杯中，将烧杯放在托盘天平上用砝码平衡；取下烧杯使其倾斜，使试管中的盐酸与大理石反应，冷却后，再将烧杯放到托盘天平上，观察天平是否平衡 。 4、观察现象 5、得出结论 有气泡产生，天平不平衡 反应前后物质的总质量不相等。 探究实验1：盐酸与大理石反应 质量守恒定律的验证实验 04 探究步骤 探究内容 1、提出问题 反应前后容器中物质的质量之间有什么关系呢？ 2、提出假设 甲、减小；乙、增大；丙、不变。 3、设计实验 分别将装有少量氢氧化钠溶液和蓝色硫酸铜溶液的小试管放入烧杯中, 将两试管内的溶液混合(试管仍留在烧杯中)观察天平是否平衡。 4、观察现象 5、得出结论 烧杯内生成蓝色沉淀，天平保持平衡。 反应前后物质的总质量相等。 探究实验2：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应 质量守恒定律的验证实验 04 探究步骤 探究内容 1、提出问题 反应前后容器中物质的质量之间有什么关系呢？ 2、提出假设 甲、减小；乙、增大；丙、不变。 3、设计实验 将白磷放在一个密闭容器中点燃，称量反应前后物质的总质量是否相等。 4、观察现象 5、得出结论 白磷燃烧，冒出大量白烟；天平保持平衡。 反应前后物质的总质量相等。 探究实验3：白磷燃烧的反应 质量守恒定律的验证实验 04 05 拉瓦锡 3 课堂小结 质量守恒定律 内容 内容 原因 原因 应用 原子数目没有增减 原子种类没有改变 原子质量没有变化 推测一些物质的组成 进行有关的计算 解释一些实验事实 的质量总和等于反应后 参加化学反应的各物质 生成的各物质的质量总和 4 典例分析 考点一：质量守恒定律 【典型例题1】已知12克A物质和32克B物质恰好完全反应生成C物质，则生成的C物质质量为____克。 【典型例题2】在一定条件下，a克A物质与b克B物质发生化合反应，生成物C的质量 。 A.（a+b）克 B.大于（a+b）克 C.小于（a+b）克 D.不大于（a+b）克 【典型例题3】下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ） A.蜡烛燃烧时变短 B.打开盛有酒精的瓶盖酒精质量变小 C.镁带燃烧后，固体质量增加 D. 煤燃烧后质量减轻 D 44 B 考点二：质量守恒定律的推论 【典型例题4】某物质在空气中燃烧，生成水和二氧化碳，则该物质中一定含有 元素，可能含有 元素。 【迁移训练】NH4ClO4（高氯酸铵）可用作火箭推进剂，当它发生分解反应时，不能生成的物质是（ ） A. CO2 B. Cl2 C. O2 D. N2 【典型例题5】如下图所示，每两个甲分子反应后生成两个乙分子和一个丙分子，已知甲、乙、丙分别为不同种类的纯净物，则乙物质的化学式为（ ） A、A4B2 B、BA2 C、AB D、AB 碳氢 A 氧 ? + 甲 乙 丙 A原子 B原子 B 考点三：质量守恒定律的验证 【典型例题6】.在用白磷探究质量守恒定律的实验中，晓涵同学将橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧，并引燃白磷实验过程如图所示。请回答下列问题： (1)实验观察到A、C中气球的大小不同，请解释产生此现象的原因。 　 (2)将C再次放到天平上称量，天平仍然平衡，在此化学反应中，从具体的反应物和生成物分析天平平衡的原因。　 　　　　　　　　　　　 因为白磷燃烧，消耗了装置中的氧气，气体总体积减小，压强减小，因此C中的气球变瘪了。 参与反应的白磷和氧气的质量和等于反应后生成的五氧化二磷的质量。 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $$