第五单元课题1 质量守恒定律 -2024-2025学年九年级化学人教版上册

九年级化学上册 第五单元 课题1 质量守恒定律 学习目标 1.通过实验探究认识质量守恒定律，了解常见化学反应中的质量关系。 2.从微观角度解释质量守恒定律并认识化学反应。 目录 CONTENTS 质量守恒定律 化学方程式 01 02 质量守恒定律 1.实验探究——反应前后物质的质量关系 2.质量守恒定律 3.质量守恒定律的验证实验 4.质量守恒定律的解释 5.质量守恒定律的应用 01 在一定条件下，反应物之间发生化学反应，生成新的物质。物质的种类发生变化。 化学反应前后物质的质量有没有变化呢？ 铁生锈后质量变大了。化学反应发生后物质的质量是不是增加了？ 生日蜡烛会越烧越短。化学反应发生后物质的质量是不是变少了？ 化学史上的怪异事件 1673,英国化学家波义耳在敞口容器中加热金属,结果发现反应后金属灰的质量比金属的质量增加了,因此他认为化学反应前后物质的总质量不相等。 1777,国化学家拉瓦锡在密闭容器中研究氧化汞的分解和合成时,却发现化学反应前后物质的总质量相等。 1.实验探究——反应前后物质的质量关系 教材92-94页“探究” 提出问题 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 猜想与假设 (1)反应后物质的总质量减少；（2)反应后物质的总质量不变;(3)反应后物质的总质量增加 实验目的 探究反应前后物质的质量关系 试验方案 方案一：红磷燃烧前后质量的测定 方案二：铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 实验装置 实验步骤 (1)在底部铺有细沙的锥形瓶中放人一小堆干燥的红磷;(2）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(3)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;（4)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;(5)待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上，记录所称的质量m2 (1)在锥形瓶中加人适量稀硫酸铜溶液，塞好橡胶塞；(2)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;(3)将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象;(4)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 形成密闭体系。 气球用来缓冲气压。 实验现象 红磷燃烧，产生大量白烟;玻璃管上端的小气球先涨大，后又缩小；反应前后的质量：m1=m2 铁钉表面覆盖了一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色;反应前后的质量：m1=m2 反应表达式 实验结论 参加反应的红磷和氧气的质量总和等于反应后生成的五氧化二磷 参加反应的铁和硫酸铜溶液的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁溶液的 的质量总和 反应前后质量没有变化，即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 实际反应掉的物质，反应过程中没有参与的物质不包括在内。 含有铜离子 含有亚铁离子 注意事项 1.“红磷燃烧前后质量的测定”实验注意事项：(1）在锥形瓶底部铺细沙的目的是防止锥形瓶底部因受热不均匀而炸裂;（2）在玻璃管上端系一个小气球的目的是防止红磷燃烧放出的大量热使瓶内气体迅速膨胀而冲开橡胶塞；(3)玻璃管下端与红磷接触的目的是引燃红磷；(4)实验成功的关键是实验过程中装置气密性良好。 2.使用托盘天平时应特别注意：（1）称量干燥的固体药品前，应在两个托盘上各放一张干净的大小相同的纸片，然后把药品放在纸片上称量：（2）易潮解或有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿（如小烧杯、表面皿）里称量 气球的作用：红磷燃烧消耗氧气放出热量，瓶内气体受热膨胀，压强增大、气球胀大，待装置冷却到室温后瓶内压强减小，气球又会变瘪。气球主要起缓冲瓶内气压的作用。 拓展小知识：能量守恒定律 能量守恒定律是自然界最普遍最重要的基本定律之一。从物理化学到地质、生物,大到宇宙天体小到原子核内部，只要有能量转化就一定服从能量守恒定律。从日常生活到科学研究工程技术,这一规律都发挥着重要的作用，人类对各种能量,如煤、石油等燃料,以及水能、风能、核能等的利用都是通过能量转化来实现的,能量守恒是人们认识自然和利用自然的有力武器。 2.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。 说明：对质量守恒定律的理解 适用范围 适用于所有的化学反应，不适用于物理变化。如冰融化成水的变化前后质量不变，但不符合质量守恒定律，因为冰融化成水是物理变化 研究的量 是质量的守恒，不包括体积等其他方面的守恒 研究对象 "参加化学反应"的物质，即实际反应掉的那一部分物质，如有的反应需要使用催化剂，不能将催化剂视为反应物；有的物质没有全部参加反应，在利用该定律计算生成物的总质量时，不能将未反应的物质的质量计入反应物的质量总和当中 各物质 指所有参与反应的反应物和生成物，包括固态、液态、气态的所有的物质 总质量 指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒 3.质量守恒定律的验证实验 教材P94页"实验5-1""实验5-2" 实验方案 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定 实验装置 实验步骤 (1)把盛有盐酸的小试管小心地放人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区游码调平衡； (2)取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进人小烧杯中，观察现象；(3)反应进行一段时间后,再把小烧杯放回托盘天平上,观察天平是否仍然平衡 (1)取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量;(2)在石棉网上方将镁条点燃，观察现象;(3)将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，比较反应前后的质量 实验现象 (1)剧烈反应,产生大量气泡； (2)天平指针向右偏 (1)剧烈燃烧，产生耀眼的白光,生成 白色固体； (2)用天平称量反应前后物质的质量，质量不相等 反应表达式 实验分析 产生的二氧化碳气体逸散到空气中，使天平左右两边质量不等 参加反应的氧气的质量没有计算在内，使反应前后物质的质量不相等 归纳总结 所有的化学反应都遵守质量守恒定律。设计实验验证质量守恒定律时,对于有气体生成或有气体参加的反应,应在密闭装置中进行实验 验证是易忽略参加反应或生成的气体质量 特别提醒： 镁条燃烧消耗空气中氧气，这部分反应物的质量没有称量;部分氧化镁随白烟逸散到空气中去，这部分生成物的质量也没有称量，所以反应前后称得的质量可能增大可能减小,也可能相等。这时即使出现反应前后质量相等的情况,也不能用来验证质量守恒定律。 虽然这两个实验不能验证质量守恒定律，但是这两个化学反应也是遵循质量守恒定律的。 4.质量守恒定律的解释（以氢气和氧气的反应为例） 讨论:以氢气在氧气中燃烧生成水为例，分析化学反应中分子、原子的种类、数目和质量的变化情况，并由此说明化学反应为什么一定符合质量守恒定律。 H H H H O O O O H H H H 把微观示意图“翻译”成化学式是基本技能。 参考答案：氢气在氧气中燃烧生成水的反应中，氢分子分裂成氢原子,氧分子分裂成氧原子，氢原子和氧原子重新组合成水分子。化学反应中分子的种类发生变化，原子的种类、数目和质量都没有发生变化，因此参加化学反应的氢气和氧气的质量总和等于反应后生成的水的质量，化学反应必定符合质量守恒定律。 (1)化学反应的实质 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。 趣味问答：水可以变成油吗？ (2)从宏观和微观角度理解质量守恒定律 化学反应中的六个不变 微观：原子的种类、原子的数目、原子的质量 宏观：元素的种类、元素的质量、物质的总质量 化学反应中两个一定变 微观：分子的种类 宏观：物质的种类 可能发生的变化 物质的状态、分子的数目、元素的化合价 注意 六个不变、两个一定变、三个可能变 4.质量守恒定律的应用 反应前后，质量减小的是反应物，质量增加的生成物，质量不变的是催化剂或杂质。 练习： 1、在 A + B —— C 的反应中，5克A和4克B恰好完全反应，求生成的C的质量。 2、在 A + B —— C 的反应中，5克A和4克B充分反应后，剩余1克B，求生成的C的质量。 3、在 A + B —— C 的反应中，5克A和4克B能恰好完全反应，如 5克A和6克B充分反应后，生成C的质量为多少？ 4、已知3克碳和8克氧气恰好完全反应生成11克二氧化碳，根据质量守恒定律完成下表。 碳的质量 氧气的质量 生成的 二氧化碳的质量 3克 8克 11克 3克 9克 3克 1000克 4克 8克 1000克 8克 1.下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( ) B 2.将25g氯酸钾和6g二氧化锰的混合物加热一段时间后，得到残余固体的质量为22 g，则产生氧气____g。 9 3.煤的汽化是提高煤的利用率、减少环境污染的有效措施之一。煤的汽化过程中发生了化学反应C+H2O===CO+X。你推断X的化学式是_____。 H2 4.在化学反应2XY2+Y2=2Z中Z的化学式为（ ） A、X2Y3 　　B、XY3 　 C、X2Y6 　 D、X2Y4 B 5、某反应A+2B=C+2D, 已知3gA和4gB恰好完全反应,生成2gC，若生成D的质量为10g，则参加反应的B的质量是 ( ) A.3g B.8g C. 16g D.4g B 6、已知天然气是三大化石燃料之一，天然气在空气中燃烧反应时： X + O2=CO2 + H2O，由此可推出天然气中（ ） A.只含C、H元素, 不含O元素 B.一定含C、H元素，可能含O元素 C.含C单质和H2O D.一定含C、H、O三种元素 D 7、下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ） A、蜡烛燃烧时慢慢变短 B、白磷在密闭容器中燃烧质量不变 C、铁钉生锈后质量增加 D、水结冰质量不变 C 化学方程式 1.定义 2.意义 3.读法 4.提供的信息 02 木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的反应，可以用文字表达为： “和” “反应条件” “生成” 碳＋氧气 二氧化碳 反应物 生成物 用文字表示化学反应书写起来很麻烦，国际上不能通用，且不能反映物质间的量的关系，也不能表示物质的组成。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。 1.化学方程式的定义 用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。 化学式表示的是物质的组成，化学方程式表示的是化学反应。 2.化学方程式的意义 化学方程式的意义 示例 质的方面 表明了反应物、生成物和反应条件 反应物是氢气和氧气，生成物是水，反应条件是点燃 量的方面 (1)表示反应物、生成物之间的质量比,各物质间的质量比=相对分子质量(或相对原子质量）与化学计量数的乘积之比； (2）表示反应物、生成物之间的粒子个数比(即化学式前面的化学计量数比） 质量之比 (2×2)：(16×2)：[2×(2＋16)] 即 4 ： 32 ： 36 粒子个数比 2 ： 1 ： 2 注： (1)化学计量数是指化学方程式中每种物质化学式前面的数宇，如上述反应中H2的化学计量数为2，02的化学计量数为1。 (2)相同条件下，如果反应物(或生成物)都是气体，化学方程式还能表示它们在反应时的体积比,体积比等于化学计量数比。 如 ,水通电分解生成氢气和氧气的体积比为2:1。 总结： 化学用语：元素符号、离子符号、化学式、化合价、化学方程式、原子结构示意图、化学反应类型等都属于化学用语。 3.化学方程式的读法 化学方程式的读法(以 为例) 质的方面 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水 量的方面 质量方面：在点燃的条件下，每4份质量的氢气和32份质量的氧气恰好完全反应，生成36份质量的水 粒子方面：在点燃的条件下，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子 化学方程式中，物质的相对分子质量乘以前面的化学计量数便是该物质在反应中的质量份数。 强调：“+”和“=”的特定意义 反应物间的"+"表示物质间有反应关系，即用"+"相连的物质间能发生化学反应,故相当于"跟""和"等意思;生成物间的"+"表示物质的并存关系,即反应后同时有这样几种物质生成，故将"+"读作"和"。"="除表示化学方程式两边每一种元素的原子总数相等外，还表示"反应，生成"的意思。在读化学方程式时,应按上述意义来读，并把反应条件也读出来。 讨论：教材97页 从物质种类、质量和反应条件等方面考虑，下列反应的化学方程式能提供给你哪些信息？ 反应实例 反应物 S 、O2 Fe 、CuSO4 CuO 、H2 生成物 SO2 FeSO4 、Cu Cu 、H2O 反应条件 点燃 — 加热 反应物、生成物的粒子个数比 S ：O2：SO2 1：1：1 Fe ：CuSO4：FeSO4 ：Cu 1：1：1：1 CuO ：H2：Cu ：H2O 1：1：1：1 即化学计量数之比 反应实例 反应物、生成物的质量比 m(S) ：m(O2)：m(SO2) =32：32：64 m(Fe)：m(CuSO4)：m(FeSO4) ：m(Cu)=56:160:152:64 m(CuO) ：m(H2)：m(Cu) ： m(H2O)=80:2:64:18 质量守恒 参加反应的S 、O2的质量总和等于生成SO2的质量 参加反应的Fe 、CuSO4的质量总和等于生成的FeSO4 、Cu的质量总和 参加反应的CuO 、H2的质量总和等于生成的Cu 、H2O的质量总和 4.化学方程式提供的信息 (1)反应物、生成物、反应条件。 (2)反应物与生成物之间的质量比。 (3)反应类型等。 (4)反应物与生成物之间的粒子个数比。 (5)反应前后质量守恒。 (6)气体反应物、生成物的体积比等。 参加反应的反应物总质量与生成物总质量相等。 感 谢 聆 听 规 范 做 事 完 善 个 性 $$nullnullnullnullnullnull