内容正文:
化学反应中的质量守恒
教学目标
知识要点
综合运用定律解决计算问题:已知部分物质质量,求其他物质质量。
辨析复杂反应中的质量关系:如多步反应、反应物过量等情况。
探究能力
能自主设计多组对比实验验证定律,包括选择反应、设计装置、控制变量。
具备创新思维,能对实验装置或方案提出优化改进,提高实验准确性。
教学重难点
重点:定律在计算中的应用;多组对比实验的设计与创新。
难点:处理反应物过量时的质量计算;创新实验方案的可行性分析。
质量守恒定律的概念
质量守恒定律是指在化学反应中,参加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。
用公式表示为:
反应物的质量总和=生成物的质量总和
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?
木炭燃烧为灰烬,质量如何变化?
小树苗长成参天大树,质量如何变化?
一天,福尔摩斯像往常一样滋滋有味地抽着他的烟斗,房间里充满了刺鼻的烟味。他的助手华声问道“敬爱的神探先生,别人都说你很聪明,那么你能告诉我你吐出的这些烟和气体有多重吗?”
福尔摩斯慢条斯理地说“这个问题很简单,我只要称出抽烟前烟斗和烟丝的总重量,再减去抽完烟后烟斗和剩余烟灰的总重量,不就是我吐出的烟和气体的重量了吗?”
质量守恒定律的实验验证
(1)白磷燃烧实验
实验步骤:
在密闭容器(如锥形瓶)中放入少量白磷。
称量反应前整个装置的质量。
点燃白磷,使其在氧气中燃烧。
反应结束后,冷却至室温,再次称量整个装置的质量。
实验现象:
白磷燃烧时产生大量白烟(五氧化二磷),放出热量。
反应前后整个装置的质量保持不变。
请写出过氧化氢分解反应的反应物和生成物。阅读课本P100的活动天地5-1,并把你的答案与同学交流。
三、活动探究
反应前后物质的种类发生了变化。
H2O2 H2O + O2
MnO2
H
O
2
H
2
O
2
电解水的微观解释
水分解生成氢气和氧气的反应可用下图表示
现在要表示氢气和氧气化合生成水,你认为下列哪个图式更适合?
生成物的质量总和 反应物的质量总和
等于
大于
小于
思考:
如何来设计实验证明你的猜想?
设计实验并与同学交流你的想法
提示:
1、确定一个容易发生的化学反应作为研究对象
2、怎样测量反应前后的物质质量
3、怎样使反应发生、在哪里发生,需要哪些仪器、药品等。
盐酸和大理石反应前后质量总和的测定
方案1
1将装入碳酸钙的气球套在锥形瓶上,称量所有物质的质量。
2 将碳酸钙加入盐酸反应
3称量反应后所有物质的质量
实验二 步骤
方案2
氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应前后质量总和的测定
实验一 步骤
1.称量反应前 的质量
2.将试管中的硫酸铜注入烧杯反应
3.称量反应后 的质量
玻璃管
注意观察:1、锥形瓶内白磷燃烧的现象;
2、气球的变化情况;
3、化学反应前后质量的变化情况。
白磷燃烧前后质量总和的测定
方案3
细沙
实验前
实验中
实验后
剧烈燃烧,产生大量白烟,放出大量热
气球先鼓起后瘪掉,
文字表达式:
磷+氧气
点燃
五氧化二磷
结论:反应物质量总和 生成物质量总和
现象:
天平仍保持平衡。
m(P)+ m(O2)= m(P2O5)
=
,
实验编号 实验现象 反应前后质量对比 结论
1盐酸和大理石反应
2氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液混合
3白磷在空气中燃烧
有气体生成
m1=m2
生成蓝色沉淀
m1=m2
总
质
量
不
变
记录实验现象
产生白烟
m1=m2
质量守恒定律实验
反应前物质的质量
烧杯的质量
试管的质量
水的质量
硫酸铜的质量
氢氧化钠的质量
反应后物质的质量
硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合
硫酸铜+氢氧化钠 氢氧化铜+硫酸钠
烧杯的质量
试管的质量
水的质量
生成的氢氧化铜的质量
生成的硫酸钠的质量
未反应的氢氧化钠或硫酸铜
反应前物质的质量m1
参加反应的硫酸铜的质量
参加反应的氢氧化钠的质量
反应后物质的质量m2
试管的质量
生成的氢氧化铜的质量
生成的硫酸钠的质量
硫酸铜+氢氧化钠 氢氧化铜+硫酸钠
参加反应的物质质量
反应后生成的物质质量
烧杯的质量
水的质量
未反应的氢氧化钠或硫酸铜
烧杯的质量
水的质量
未反应的氢氧化钠或硫酸铜
试管的质量
通过以上分析,我们可以得出什么结论?
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。这个规律就叫做质量守恒定律。
把握质量守恒定律应注意几点
1、只有化学变化才遵守质量守恒定律,物理变化不用质量守恒定律解释!
2、守恒的是“总质量”,即“参加反应的各反应物的总质量”和“生成物的总质量”。
如沉淀、气体等都应考虑进去。
3、 “参加”,意味着没有参加反应(剩余)的物质的质量不能算在内。
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。
质量
化学反应
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为什么在化学反应前后物质的总质量不发生变化呢?你能否根据原子在化学反应过程中表现出来的特性来解释这一事实?
质量守恒的原因分析:
2、反应前后原子的数目没有增减;
3、反应前后原子的质量没有改变。
1、反应前后原子的种类没有改变;
拆分
重新组合
氢气燃烧的微观过程
原子数目
原子质量
原子种类
微观
物质的总质量
元素质量
元素种类
六不变
物质的种类
分子的种类
改变
宏观
原子的
种类
原子的
数目
元素的
质量
原子的
质量
物质的
种类
反应前后:
一定不变的
一定改变的
物质的
总质量
元素的
种类
分子的
种类
你的收获
实验
质量守恒定律
1、 反应前后物质的
总质量______
2、反应前后元素的
_____和_____不变
3、反应前后原子
的____、____、____不变
不变
种类
质量
种类
数目
质量
福尔摩斯的回答对吗?
不对
烟斗和烟丝的质量
+
参加反应的氧气的质量
烟斗和剩余烟灰的质量
+
生成的烟和气体的质量
网上曾有这样的广告:“我们公司有先进的技术可以把水变成油,想发财吗?快来加盟吧!” 请问:你会加盟吗?(提示:油主要由C、H、O元素组成)
油是有机物,含有C,H,O元素。而水中只含有H和O元素,不含C元素。
根据质量守恒定律,水变成油是无法实现的。
小结
课堂小结
质量守恒定律
质量守恒定律
内容
内容
原因
原因
应用
应用
参加化学反应的各物质
生成的各物质的质量总和
的质量总和等于反应后
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
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