5.1化学反应中的质量守恒第一课时-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 化学反应中的质量守恒 第一课时 活动目标: 3.培养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实的学科精神。 2.通过实验探究准确理解质量守恒定律的内容 1.了解化学反应中质量关系 1 导入新课 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? 木炭燃烧成为灰烬 木炭燃烧,最后成为灰烬,质量如何变化 ? 变小? 小树苗长成参天大树 小树苗经过时间洗礼,最后成为参天大树,质量如何变化吗? 变大? 。 2 新课讲授 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。分解的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有怎样的关系呢? 过氧化氢分解了,分子变了,质量当然也就变了? 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? 你同意哪一位同学的观点? 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? 思考 这个反应前后都有哪些分子和原子呢? 01 02 小丽用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? √ 讨论:分解的过氧化氢的质量与生成水和氧气的质量是否相等? 根据化学反应图示,反应前后分子种类虽然变了,但分子是由原子构成的,且发现原子的数量和种类的都没有变,所以在过氧化氢分解的实验过程中前后质量是相等的? 分解了的过氧化氢的质量与生成水和氧气的质量是相等的。 1 2 其他的化学反应前后的物质的总质量也可能是不变的。 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作出了推测。那么,如何设计实验来检验这一推测是否正确? 确定一个容易发生的化学反应为研究对象 考虑怎样测量反应前后的物质质量 考虑反应的发生装置及所需仪器、药品 确定实验步骤并进行实验 实验思路 氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、锥形瓶、胶头滴管、橡胶塞、托盘天平 实验一:硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后质量的测定 硫酸铜 + 氢氧化钠 氢氧化铜 + 硫酸钠 CuSO4 NaOH Cu(OH)2 Na2SO4 反应原理: 0 你预计这个反应 前后的称量结果 是否会有变化? 实验一:硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后质量的测定 反应装置: 将盛有硫酸铜溶液的锥形瓶和盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管放在托盘天平中,调整天平使之平衡。 挤压胶头滴管中的氢氧化钠溶液使之与锥形瓶中的硫酸铜溶液发生反应。 一段时间后,放回天平,观察天平是否平衡。 实验步骤: 实验现象: 实验结论: 有蓝色絮状沉淀产生,天平仍然平衡。 反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量 实验结果分析: 反应前 反应后 锥形瓶 胶头滴管 橡胶塞 锥形瓶 胶头滴管 橡胶塞 参加反应的硫酸铜溶液 参加反应的氢氧化钠溶液 剩余的硫酸铜溶液 剩余的氢氧化钠溶液 生成的氢氧化铜溶液 生成的硫酸钠溶液 未反应的硫酸铜溶液 未反应的氢氧化钠溶液 参加反应的硫酸铜和氢氧化钠的总质量=反应后生成的氢氧化铜和硫酸钠的总质量 实验2:盐酸与大理石反应前后质量的测定 盐酸溶液、块状大理石、锥形瓶、注射器、橡胶塞、托盘天平 反应原理: 盐酸 + 碳酸钙 氯化钙 + 二氧化碳 + 水 HCl Na2CO3 NaCl CO2 H2O 反应装置: 实验2:盐酸与大理石反应前后质量的测定 实验步骤: 将盛有稀盐酸的注射器和有大理石的锥形瓶放到天平上,并使天平平衡。 将注射器中的稀盐酸放入锥形瓶中与碳酸钙混合。 一段时间后,放回天平,观察天平是否平衡。 你预计这个反应 前后的称量结果 是否会有变化? 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实验现象: 固体减少,有气泡产生,注射器活塞向上移动,天平仍然平衡 。 实验结论: 反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量 实验2:盐酸与大理石反应前后质量的测定 实验结果分析: 参加反应的大理石的质量 参加反应的盐酸的质量 反应生成的氯化钙的质量 反应生成的水的质量 反应生成的二氧化碳的质量 参加反应的各物质的总质量=反应后生成的各物质的总质量 实验3:红磷燃烧前后质量的测定 反应原理: 磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 P O2 P2O5 红磷、锥形瓶、气球、导管、橡胶塞、托盘天平 反应装置: 实验步骤: 实验3:红磷燃烧前后质量的测定 将盛有少量红磷和细沙并带有玻璃棒(事先固定在橡皮塞上)的锥形瓶放在托盘天平上称量,记录数据。 将玻璃棒在酒精灯上烧热,迅速移入锥形瓶中塞紧橡皮塞。观察现象。 一段时间后,放回天平,观察天平是否平衡。 你预计这个反应 前后的称量结果 是否会有变化? 实验现象: 红磷燃烧,有大量白烟产生,气球先膨胀后变瘪,反应后天平仍平衡。 实验结论: 反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量 实验结果分析: 参加反应的红磷的质量 参加反应的氧气的质量 反应生成的五氧化二磷的质量 实验3:红磷燃烧前后质量的测定 参加反应的各物质的总质量=反应后生成的各物质的总质量 1.你的实验方案是否验证了自己的推测? 是,在各化学反应中,参加反应的各物质的总质量和等于反应后生成的各物质的总质量和。 2.你的实验过程是否存在失误?是否影响了你的实验结果? 会影响,对于有气体参加和有气体生成的化学反应,需注意装置的气密性;而对于有明显热量变化的化学反应,注意需冷却后进行实验。 大量实验证明:化学反应后生成的各物质的质量总和,等于参加化学反应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 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的质量总和。 定义: 理解质量守恒定律应注意的关键词语: 参加—— 没有参加反应的物质不能计算在内 化学变化—— 定律适用的范围,物理变化不适用 各物质 ——— 反应物的全部和生成物的全部 质量——— 不能任意推广到其他物理量 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。 质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。 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.V.Lomonosov.1711-1765)把金属锡放在密闭容器里烧,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,都得到相同结果。但这一重大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。之后,科学家们不断提高测量仪器的精密度,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 1.兴趣小组利用反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 验证质量守恒定律,回答下列问题: (1)实验一:称量装置和药品总质量,取出试管将盐酸倒入烧杯中,再将试管放入烧杯,待反应结束后,称量装置和药品的总质量,电子天平示数减小,原因是生成的二氧化碳气体逸出。 1.兴趣小组利用反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 验证质量守恒定律,回答下列问题: (2)实验二:称量装置和药品总质量,将气球中的碳酸钠倒入锥形瓶,观察到的现象是产生气泡,气球膨胀,白色固体消失反应结束后称量发现,受浮力影响电子天平示数减小。 1.兴趣小组利用反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 验证质量守恒定律,回答下列问题: (3)为克服实验二中气球受浮力的影响,同学们在实验三中利用硬塑料瓶进行实验。首先用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作为倾斜瓶子,使稀盐酸和碳酸钠混合 ,待反应结束后,称量装置和药品的总质量,电子天平示数不变。 1.兴趣小组利用反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 验证质量守恒定律,回答下列问题: (4)由上述实验得到启示,若用有气体生成的反应验证质量守恒定律时,在装置设计方面要注意的问题有在装置设计方面应做到密闭(合理即可)(写出一点即可)。 2.质量守恒定律的研究对化学科学发展具有重大作用 (1)如图A所示,点燃红磷后观察到的现象是红磷燃烧,产生大量白烟,气球先变大后变小,其中小气球的作用是平衡压强,防止瓶塞冲出 ,锥形瓶底部放入少量细沙的作用是防止瓶底因受热不均匀而炸裂,若要验证质量守恒定律,实验前后需对A装置进行的操作是托盘天平称量。 2.质量守恒定律的研究对化学科学发展具有重大作用 (2)使用图B的实验和装置能否验证质量守恒定律,理由是不能,生成的二氧化碳会逸散到空气中。 (3)镁条在空气中燃烧有白烟以及灰白色固体生成。实际测得反应后剩余固体的质量却是小于镁条的质量,其原因可能是生成的氧化镁逸散在空气中。(写出一条即可) 2.质量守恒定律的研究对化学科学发展具有重大作用 2.质量守恒定律的研究对化学科学发展具有重大作用 (4)若使用C 装置和试剂验证质量守恒定律,请完成后续的实验方案设计在导管未端系一个气球,称量装置及物质的总质量,将分液漏斗中的液体滴加到锥形瓶中,充分反应后再称量装置及物质的总质量。 EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn $$