5.1 化学反应中的质量守恒（第1课时）课件---2025-2026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1课时 1 1.通过实验探究化学反应前后物质的总质量有无变化，了解化学反应中反应物与生成物之间的质量关系，理解质量守恒定律的内容。（科学探究与实践、化学观念） 2.通过实验探究，巩固使用托盘天平的技能，培养化学实验探究能力。（科学探究与实践） 3.了解质量守恒定律的发现史，激发探究兴趣，培养严谨求实的科学精神，认识定量研究对化学科学发展的重大意义。（科学态度与责任） 2 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，质量如何变化   小树苗长成大树，质量如何变化 一 物质发生化学变化的实质 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？ 1. 你同意下列两位同学中哪一位的观点？ 活动探究5-1 推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系 √ 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？ 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？ 因为化学变化是原子重新组合的过程，丙中有 2 个过氧化氢分子（H2O2）发生了分解反应，即反应物中共包含 4 个氧原子和4 个氢原子，生成了 2 个水分子（H2O）和 1 个氧分子（O2），即生成物中也包含 4 个氧原子和 4 个氢原子，显然，在此反应中，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，因此是合理的。 分解的过氧化氢的质量与生成水和氧气的质量相等。 √ 1.宏观实质 物质发生化学变化时生成了新的物质，如磷燃烧生成了五氧化二磷，蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳。 2.微观实质 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。 由分子构成的物质发生化学变化时分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。其过程可表示为： 实验方案： 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）氢氧化钠（NaOH）溶液和硫酸铜（CuSO4）溶液反应，生成硫酸钠（Na2SO4）和氢氧化铜［Cu(OH)2］。 （2）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）。 （3）白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷（P2O5）。 二 质量守恒定律 1.【活动探究 5-2】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、单孔橡皮塞、玻璃导管、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。 （1）确定一个化学反应作为研究对象，该反应要容易发生。 （2）确保反应物和生成物都在一个系统内，该系统能够进行质量测 量，所以有气体参与或生成的反应要在密闭容器中进行。 （3）考虑用什么样的反应容器、怎样引发反应以及需要的试剂等。 说明 设计实验时考虑的问题 （1）硫酸铜溶液和氧化钠溶液反应前后质量的测定 实验方案 实验原理：氢氧化钠 + 硫酸铜 →硫酸钠+氢氧化铜 　 NaOH　 CuSO4　 Na2SO4 Cu(OH)2 实验现象：① 产生蓝色沉淀；②反应前后，质量相等。 实验步骤： ①将装有氢氧化钠溶液的小试管小心地放入盛有硫酸铜溶 液的锥 形 瓶 中； ②调节天平平衡，将锥形瓶放在天平的左盘上，称量反应前反应物和反应容器的总质量； ③ 取 下锥形瓶，将小试管倾斜，使氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合； ④ 待反应停止并冷却至室温后，把锥形瓶放回托盘天平上，称量反应后生成物和反应容器的总质量； ⑤比较反应前后锥形瓶及试剂的总质量。 （2）盐酸和大理石反应前后质量的测定 实验方案 实验原理：碳酸钙 + 盐酸 →氯化钙 + 水 + 二氧化碳 CaCO3 HCl 　CaCl2　H2O　 CO2 实验现象：①固体溶解，有气泡冒出，气球膨胀；②反应前后，质量相等。 实验步骤： ①向锥形瓶中加入小块大理石，往橡皮塞中分别插入吸有稀盐酸的胶头滴管和玻璃导管，玻璃导管上系紧一个气球； ②调节天平平衡，将锥形瓶放在托盘天平的左盘上，称量反应前反应物和反应容器的总质量； ③取下锥形瓶，滴入盐酸； ④待反应停止并冷却至室温后，将锥形瓶放回托盘 天平，称量反应后生成物和反应容器的总质量； ⑤比较反应前后锥形瓶及试剂的总质量 若称量时质量不相等，可能与浮力有关，由于生成了 CO2，气球膨 胀，装置受到一定的空气浮力，导致反应前后质量不相等。 密 封 装 置，调节气压。 （3）白磷燃烧前后质量的测定 实验方案 实验现象：①白磷燃烧，瓶内充满大量白烟，气球先鼓起后又变瘪；②反应前后，质量相等。 实验步骤： ①在底部铺有细沙的锥形瓶中，放入一小块白磷，塞上橡皮塞，在橡皮塞上插入一根玻璃导管，在其上端系牢一个气球； ②调节天平平衡，将锥形瓶放在托盘天平的 左盘上，称量反应前反应物和反应容器的总质量； ③取下锥形瓶，用放大镜聚焦引燃白磷，能减小误差； ④待锥形瓶冷却后，放回托盘天平上，称量反应后生成物和反应容器的总质量； ⑤比较反应前后锥形瓶及试剂的总质量。 实验原理：白磷 + 氧气 五氧化二磷 P　　 O2　 P2O5 点燃 缓冲作用，防止白磷燃烧产生的热量使气体迅速膨 而冲开橡皮塞；密封作用。 防止锥形瓶底因受热不均匀而炸裂。 密 封 装 置，调节气压。 实验结论： 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。 白磷有毒，取用时不要沾到皮肤和衣物上；白磷易燃烧，产生大量白烟，要严格控制实验用量。 注意 若没有得到反应前后物质的总质量相等的结论，要找出实验失败的原因。实验失败的原因可能是多方面的，要特别注意：实验（2）产生气体，实验（3）锥形瓶内氧气减少，两个装置气密性必须良好，否则反应后有气体放出或有空气进入锥形瓶，都会导致反应前后质量不相等。 2.质量守恒定律的内容及其理解 例如蜡烛燃烧后质量减小了，其实质是符合质量守恒定律的，而冰化成水，变化前后质量总和相等，却不能说成符合质量守恒定律。 科学史话 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，拉瓦锡的结论得到公认。 质量守恒定律的发现，使得化学科学由定性研究走向定量研究，促进了化学科学的发展。 质量守恒定律的发现 在密闭容器里煅烧金属汞 （1）科学结论的得出经过反复实验、推敲和验证，在实验过程中不能放过任何一个细节，否则就可能与重大发现失之交臂。 （2）先进的科学技术和手段能够为科学研究提供精准的证据支持。 （3）我们平时做实验要培养严谨的科学态度，仔细观察，不放过任何异常现象，并对产生的异常现象多思考、多调查、多询问，直至弄清缘由。 质量守恒定律的发现过程给了你哪些启示？ 思考 一 物质发生化学变化的实质 2. 微观实质 1. 宏观实质 1. 探究化学反应前后物质的质量有无变化 生成了新物质 二 质量守恒定律 2. 质量守恒定律的内容及其理解 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应前后质量的测定 盐酸和大理石反应前后质量的测定 白磷燃烧前后质量的测定 分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子 理解：适用范围、研究的量、研究对象、质量总和 内容：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 本节课你学会了哪些知识？ 收获了什么方法？ 还有什么疑惑吗？ 1.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.水杯内饮用水敞口放置质量减少 C.燃料燃烧 D.10 mL水和10 mL酒精混合后体积小于20 mL 2.氢气和氯气的混合气体在强光照射时发生爆炸，微观示意图如下。下列说法错误的是（　　） A.该反应的基本反应类型为化合反应 B.该反应中氢分子与氯分子个数比为 1∶1 C.该反应前后分子种类、数目均改变 D.该反应前后，原子种类和数目不变 C C 3. 质量守恒定律是自然界最基本的规律之一。如图实验（天平省略）能用来验证质量守恒定律的是（　　） A B C D B 4.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。用如图所示的 3 个实验来验证质量守恒定律。 （1）实验 A 中观察到的现象 是_________________________。 （2）实验 C 中，m 前 >m 后， 原因是____________________________，若所用试剂不变，改进的方法是_____________________ 。 （3）实验 B 中有时会出现白磷燃烧后，瓶塞突然“冲出”瓶口的现象，请你分析出现此现象可能的原因是___________________________________。 产生蓝色沉淀，天平平衡 将烧杯改成密闭容器 反应生成的二氧化碳气体逸出 白磷燃烧放出热量，装置内的压强增大　 $$