内容正文:
化学反应中的质量关系
老师:王玉
曹妃甸区实验学校
第一课时
课堂导入
物质发生化学变化时,质量是否发生变化?
纸张燃烧后只余下少许灰烬
酒精燃烧最后连灰烬都没有留下
生锈后的船只会越来越沉重
英国科学家波义耳将金属汞放在敞口的容器里加热,发现物质的质量增加了。
罗伯特·波义耳
拉瓦锡在密闭的容器中加热45份质量的氧化汞,得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气,反应前后质量不变。
拉瓦锡
课堂导入
物质发生化学变化时,质量是否发生变化?
环节一
从定量角度
认识化学变化
提出问题
物质发生化学变化的前后,参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和吗?
参加反应的各物质质量总和
提出猜想
生成的各物质质量总和
=
>
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设计实验
实验探究一:
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验现象
表达式
称量结果
实验探究一:
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验现象
表达式
称量结果
氢氧化钠 + 硫酸铜 → 硫酸钠 + 氢氧化铜
NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2
产生蓝色沉淀,天平仍然保持平衡
天平仍然平衡
实验探究一:
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
思考1:称量的结果说明了什么
反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量
思考2:反应前后,称量的总质量都包含了哪些物质?
反应前 反应后
锥形瓶、胶头滴管等装置
锥形瓶、胶头滴管等装置
氢氧化钠
硫酸钠
剩余的硫酸铜
硫酸铜
(参加反应部分)
(剩余部分)
思考4:去掉重复称量的物质质量可以得到什么结论?
参加反应的氢氧化钠和参加反应的硫酸铜的质量总和等于生成的硫酸钠的质量。
实验结论:
氢氧化铜
实验探究二:
碳酸钙与盐酸反应前后质量的测定
实验现象
表达式
称量结果
实验探究二:
碳酸钙与盐酸反应前后质量的测定
实验现象
表达式
称量结果
石灰石表面产生气泡,天平仍然保持平衡
碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳
CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2
天平仍然平衡
实验探究二:
碳酸钙与盐酸反应前后质量的测定
思考1:称量的结果说明了什么
反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量
思考2:反应前后,称量的总质量都包含了哪些物质?
反应前 反应后
锥形瓶、注射器等装置
锥形瓶、注射器等装置
盐酸
水
剩余的碳酸钙
碳酸钙
(参加反应部分)
(剩余部分)
思考4:去掉重复称量的物质质量可以得到什么结论?
参加反应的盐酸和参加反应的碳酸钙的质量总和等于生成的水和二氧化碳的质量。
实验结论:
二氧化碳
氯化钙
实验探究二:
碳酸钙与盐酸反应前后质量的测定
实验现象
表达式
称量结果
石灰石表面产生气泡,天平仍然保持平衡
碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳
CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2
天平仍然平衡
注射器也可以换成气球,目的是什么?
调节压强,防止气体膨胀压强增大冲开瓶塞
理性分析
所有的化学反应质量前后都不变吗?
实验探究三:
碳酸钠与盐酸反应前后质量的测定(开放体系)
实验现象
表达式
固体粉末溶解,有大量的气泡产生
碳酸钠+盐酸 → 氯化钠+水+二氧化碳
Na2CO3+ HCl → NaCl + H2O + CO2
思考:为什么天平的示数变小了
反应生成的CO2气体逸散到空气中了
开放体系
反思:
在有气体参加或生成的化学变化中,验证质量守恒定律时候,必须在密闭容器中进行。
英国科学家波义耳将金属汞放在敞口的容器里加热,发现物质的质量增加了。
罗伯特·波义耳
拉瓦锡在密闭的容器中加热45份质量的氧化汞,得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气,反应前后质量不变。
拉瓦锡
解决疑问:为什么拉瓦锡和波义耳做相同的实验却结果不同呢
由于该实验是金属汞和氧气反应,有气体参与反应,波义耳在敞口容器中进行试验而拉瓦锡从密闭容器中进行试验,因此拉瓦锡得出了化学界重要的定律之一:质量守恒定律,而波义耳很遗憾的与真相失之交臂
思考1:铁钉生锈为什么质量增加,铁定生锈难道不符合质量守恒定律吗?
Fe + O2+ H2O = Fe2O3·nH2O
铁生锈是铁与空气中的氧气和水反应,有气体参与了反应,质量增加是由于在开放体系内没有称量参加反应的氧气的质量
思考2:碳酸氢铵肥料放一夏天后称量发现天平示数变小,难道不符合质量守恒定律吗?
NH4HCO3 = NH3+ CO2+ H2O
碳酸氢铵受热易分解,在夏天高温的条件下会分解,在敞口的条件下,分解产生的气体扩散到了空气中,没有被称量
环节二
质量守恒定律
化学反应:
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。
定义
概念明确:
质量守恒定律
辨析
没有参加反应的剩余部分的质量不应计算在内
(化学反应是按一定比例关系进行的)。
物理变化不适用于用质量守恒定律解释
撕碎纸张称量前后的质量不变得出质量守恒定律
参加:
质量守恒定律仅适用于化学变化。
所有的化学反应都适用于质量守恒定律
质量:
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。
定义
概念明确:
质量守恒定律
辨析
所有参加反应的反应物和所有的生成物。
各物质:
质量守恒定律的“守恒”指的是“质量”守恒,
其他物理量(体积温度)不一定守恒
环节三
质量守恒定律
微观解释
微观解释:质量守恒定律的微观实质
氢气和氧气在点燃的条件下生成水微观示意图:
2
2×(2+16)=36
思考1:反应前后变化的微粒是谁,不变的微粒是谁?
原子的种类
原子的个数
原子的质量
定律成立的原因
氢分子和氧分子反应生成水分子
氢气 + 氧气 水
2H2 O2 2H2O
氢原子个数:
氧原子个数:
相对质量:
氢原子个数:
氧原子个数:
相对质量:
4
2
2×2+32=36
4
化学反应过程
六不变
两个一定改变
两个可能改变
微观
宏观
原子种类不变
原子数目不变
原子质量不变
反应物和生成物的总质量不变
元素种类不变
宏观
微观
物质的种类
分子的种类
定律成立的原因
元素总质量不变
宏观
微观
元素的化合价
分子的数目
微观解释:质量守恒定律的微观实质
化学反应前后的“变”与“不变:
课堂练习
1. O2通过臭氧发生器转化为O3,反应前后发生变化的是( )
A.原子总数 B.分子种类
C.元素种类 D.物质的总质量
B
课堂练习
2. 下列事实不能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.铜粉在空气中加热后质量增大
B.木炭燃烧后灰烬的质量比原来木炭的质量小
C.高锰酸钾固体受热后质量减小
D.20 mL酒精与20 mL水混合后总体积小于40 mL
D
课堂练习
3. 天然气的主要成分甲烷完全燃烧的反应的微观示意图如图,则方框中需补充 ( )
A. B. C. D.
B
课堂练习
4. 如图是通过红热的玻璃导管引燃红磷来验证质量守恒定律的实验。下列说法正确的是 ( )
A.红磷燃烧放热并产生大量白雾
B.若红磷量不足会影响实验结果
C.实验过程中气球先鼓起后变瘪
D.实验结束后天平指针向右偏转
C
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