第3节 化学反应中物质质量的关系 第1课时（培优教学课件）科学新教材浙教版八年级下册

第一章 我们呼吸的空气 八年级下册•浙教版 第3节 化学反应中物质质量的关系 第1课时 导入新课 燃料燃烧会产生二氧化碳，为控制气候变化，各国必须控制碳排放。那么，如何计算燃料燃烧后产生的二氧化碳质量？化学反应中反应物与生成物间存在怎样的质量关系呢？ 物理观念 掌握质量守恒定律的核心内容与微观本质，明确其适用范围，理解化学反应 “六不变、两定变、两可变” 的核心规律。 科学思维 建立 “宏观 - 微观 - 符号” 三重表征的化学思维，能从原子守恒角度理解质量守恒的本质。 科学探究 能独立完成质量守恒定律的验证实验，规范操作、准确记录现象并推导结论，能分析实验误差并优化方案。 科学态度 与责任 养成严谨规范的实验与计算习惯，树立求实的科学态度与安全实验意识。 学习目标 重点难点 重点 质量守恒定律的内容、微观本质与验证实验 难点 质量守恒定律的微观本质理解，及有气体参与反应的实验设计与误差分析 1. 探究活动：探究质量守恒 2. 质量守恒定律 3. 课堂总结 4. 练习与应用 5. 提升训练 学习内容 一、 探究活动：探究质量守恒 第3节 化学反应中物质质量的关系（1） 6 一、 探究活动：探究质量守恒 探究活动｜探究质量守恒 1. 将锥形瓶放在天平托盘上，调节平衡。然后取下锥形瓶，将瓶塞上的玻璃管放在酒精灯上烧至红热后，迅速将瓶塞塞紧锥形瓶口，并使玻璃管接触引燃红磷，观察现象。待锥形瓶冷却后，再将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡。 反应原理 磷（P）+氧气（O2）五氧化二磷（P2O5） 7 一、 探究活动：探究质量守恒 探究活动｜探究质量守恒 实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，发光、放热，开始时气球胀大，冷却后缩小，红磷燃烧前后的质量相等 8 一、 探究活动：探究质量守恒 探究活动｜探究质量守恒 2. 将锥形瓶放在天平托盘上，调节平衡。然后，取下锥形瓶，把滴管内的溶液滴入锥形瓶内，观察现象。再将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡。 反应原理 氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 （NaOH）（CuSO₄） ［Cu(OH)₂］ （Na₂SO₄） 9 一、 探究活动：探究质量守恒 探究活动｜探究质量守恒 实验现象：反应生成蓝色沉淀，氢氧化钠和硫酸铜反应前后的质量相等 10 一、 探究活动：探究质量守恒 探究活动｜探究质量守恒 反应原理：磷（P）+氧气（O2）五氧化二磷（P2O5） 反应物的质量 生成物的质量 反应原理：氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 （NaOH）（CuSO₄） ［Cu(OH)₂］（Na₂SO₄） = 11 一、 探究活动：探究质量守恒 探究活动｜注意事项 ① 做质量守恒定律验证实验时，要使整个反应过程在密闭装置内进行，不与外界进行物质交换，有利于验证反应前后质量保持不变。 ② 利用红磷燃烧验证质量守恒的实验时，要注意一定要等恢复室温（气球变瘪）时，再放回天平称量，否则可能由于气球受浮力的影响，导致天平不平衡。 12 【例题一】实验课上，小组同学用如图装置探究质量守恒定律。下列分析正确的是（　　） A．实验中，硫酸铜溶液必须足量 B．滴入硫酸铜溶液后，有气泡产生 C．实验结束后，天平仍然平衡 D．反应后，各物质的质量都增加 C 一、 探究活动：探究质量守恒 13 【解析】 【答案】C 【解答】解：A、该实验是用氢氧化钠与硫酸铜溶液反应来探究质量守恒定律，只要保证氢氧化钠与硫酸铜溶液发生反应即可，并不一定需要硫酸铜溶液足量，即使硫酸铜溶液不足量，反应前后物质的总质量依然守恒，故选项不正确。 B、氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀，没有气体生成，不会有气泡产生，故选项不正确。 C、该反应在密闭装置中进行，所以实验结束后，天平仍然平衡，故选项正确。 D、反应前后物质的总质量不变，反应物质量减小，生成物质量增加，并不是各物质的质量都增加，故选项不正确。 故选：C。 一、 探究活动：探究质量守恒 14 二、 质量守恒定律 第3节 化学反应中物质质量的关系（1） 15 二、质量守恒定律 质量守恒定律 在化学反应中，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。这个规律叫作质量守恒定律。 质量守恒定律适用于化学变化而不适用于物理变化。 1g 水加热后变成了 1g 水蒸气，这一变化前后虽然质量相等，但不能说这一变化符合质量守恒定律。 16 二、质量守恒定律 质量守恒定律 在化学反应中，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。这个规律叫作质量守恒定律。 “参加反应的” 不是反应物的质量简单相加，而是真正参与了反应的那一部分的质量，不包括没有参与反应（反应剩余）的那部分的质量。 17 二、质量守恒定律 质量守恒定律 在化学反应中，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。这个规律叫作质量守恒定律。 该定律指的是 “质量守恒”，不包括其他方面的守恒。 对反应物和生成物均是气体的反应来说，反应前后的质量守恒，但是其体积不一定相等。 18 二、质量守恒定律 质量守恒定律 在化学反应中，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。这个规律叫作质量守恒定律。 很多化学反应有气体或沉淀生成，生成的各物质的质量总和包括固、液、气三种状态物质的质量总和。 19 二、质量守恒定律 思考与讨论 木材燃烧变成了灰烬，蜡烛燃烧和过氧化氢分解后留下的物质质量减少，这些反应符合质量守恒定律吗？为什么？ 符合。木材燃烧、蜡烛燃烧和过氧化氢分解都有气体逸出，若把逸出的生成物都收集起来，参加反应的反应物的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和。 20 二、质量守恒定律 微观角度解释质量守恒定律 反应前 反应后 元素种类 H 、O H、 O 元素质量 H:4 、O:32 H:4 、O:32 物质种类 水 氢气、氧气 21 反应前 反应后 原子种类 H 、O H、 O 原子数目 H:4 、O:2 H:4 、O:2 分子数目 2 3 二、质量守恒定律 微观角度解释质量守恒定律 22 二、质量守恒定律 质量守恒定律 微观角度解释质量守恒定律 化学反应的过程就是（反应物）分子分裂成原子，原子重新组合成（生成物）分子的过程。 23 二、质量守恒定律 质量守恒定律 微观角度解释质量守恒定律 在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，原子的数目也没有改变，所以，原子的质量没有改变，化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 24 二、质量守恒定律 六个不变 宏观：①反应物和生成物的总质量不变；②元素种类不变；③元素质量不变 微观：①原子种类不变；②原子数目不变；③原子质量不变 两个一定改变 ①物质种类改变；②构成物质的粒子改变（变为构成生成物的微粒） 两个可能改变 ①分子总数可能改变；②元素的化合价可能改变 微观角度解释质量守恒定律 25 二、质量守恒定律 质量守恒定律的应用｜解释相关现象 镁带燃烧质量为什么增加？煤燃烧后质量为什么减小？ 镁与空气中的氧气发生反应生成氧化镁，根据质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的总质量等于生成氧化镁的质量，所以镁带燃烧质量增加。 26 二、质量守恒定律 质量守恒定律的应用｜解释相关现象 镁带燃烧质量为什么增加？煤燃烧后质量为什么减小？ 煤与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水，根据质量守恒定律，参加反应的煤和氧气总质量等于生成物二氧化碳和水的总质量，二氧化碳和水逸散到空气中，所以煤燃烧后质量减小。 27 二、质量守恒定律 质量守恒定律的应用｜物质的推测 蜡烛中含有哪些元素？ 蜡烛与氧气反应生成二氧化碳和水，根据元素守恒，生成物中有碳元素、氢元素和氧元素，故蜡烛中一定含有碳元素和氢元素 28 二、质量守恒定律 科学阅读 质量守恒定律的发现 1756 年，俄国的罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧，锡发生变化生成白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在燃烧前后并没有发生变化。经过反复的实验，都得到同样的结果，于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。但这一发现在当时没有引起科学界的注意，直到 1777 年法国的拉瓦锡做了同样的实验，也得到同样的结论，这一定律才获得公认。但要确切证明或否定这一结论，需要极精确的实验结果，而拉瓦锡时代的工具和技术（小于 0.2% 的质量变化就觉察不出来）不能满足严格的实验要求。 29 二、质量守恒定律 科学阅读 质量守恒定律的发现 1908 年德国化学家朗多耳特及 1912 年英国化学家曼莱做了精度极高的实验，所用的容器和反应物质量为 1 kg 左右，反应前后质量之差小于 0.0001 g，质量的变化小于一千万分之一。这个差别在实验误差范围之内，因此科学家一致承认了这一定律。 30 【例题二】将3.6g锌、铁、镁的混合粉末投入一定质量的稀硫酸中，恰好完全反应后，将所得溶液中的水分蒸干得到22.8g固体。则生成氢气的质量是（　　） A．0.2g B．0.4g C．0.6g D．0.8g B 二、质量守恒定律 【解析】 将3.6g锌、铁、镁的混合粉末投入一定质量的稀硫酸中，恰好完全反应后，将所得溶液中的水分蒸干得到22.8g固体，固体质量增加了22.8g-3.6g=19.2g,因为锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，固体质量增加的部分全来自硫酸中的硫酸根离子，而硫酸中硫酸根离子和氢离子质量比=96：2=48：1，则生成氢气的质量为：19.2g×1/48=0.4g。 故选：B。 二、质量守恒定律 32 三、课堂总结 第3节 化学反应中物质质量的关系（1） 三、课堂总结 四、练习与应用 第3节 化学反应中物质质量的关系（1） 1.甲醛是室内装修时产生的主要污染物质．用下面化学反应可检测室内甲醛含量是否超标：4KMnO4+5R+6H2SO4===2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O，根据质量守恒定律确定R的化学式为（　　） A．CH2O B．C2H4O2 C．CH4 D．CHO2 A 四、练习与应用 【解析】 4KMnO4+5R+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O ，遵循质量守恒定律，则反应前后的元素相同，原子个数相等，K、Mn、S元素的原子个数前后相等，反应前现有40个O原子，而反应后共45个O原子，则R中共5个O原子，反应前现有12个H原子，而反应后共有22个H原子，则R中共有10个H原子，反应前没有C原子，而反应后共有5个C原子，则R中共有5个C原子，又R的化学计量数为5，则R的化学式为CH2O，故选：A。 四、练习与应用 37 2.某物质X在空气中完全燃烧，生成CO2和H2O，下列说法正确的是（　　） A．X一定含有C、H、O三种元素 B．X一定含有C、H元素，可能含有O元素 C．X一定含有C、O元素，可能含有H元素 D．X只含有C、H元素 B 四、练习与应用 38 【解析】 【答案】B 【解答】解：某物质X在空气中燃烧生成水和二氧化碳，水中的氢元素和二氧化碳中的碳元素来自于该物质，水中的氧元素和二氧化碳中的氧元素可能来自于该物质和氧气，也可能完全来自于氧气，因此该物质中一定含有C、H元素，可能含有O元素。 故选：B。 四、练习与应用 39 3.下列对质量守恒定律的理解正确的是（　　） A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 C．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 D．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 C 四、练习与应用 40 【解析】 【答案】C 【解答】解：A、冰融化是物理变化，不适用质量守恒定律，故A选项错误； B、镁燃烧后质量增加是因为生成的氧化镁的质量等于参加反应的镁与氧气的质量之和，总质量仍守恒，故B选项错误； C、由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，故C选项正确； D、化学反应前后分子的种类一定改变，分子的个数可能不变，故D选项错误。 故选：C。 四、练习与应用 41 4.过氧化钠（Na2O2）可在潜水艇中作供氧剂，能与水发生反应：2Na2O2+2H2O=4X+O2↑，则物质X的化学式是（　　） A．NaO2 B．NaOH C．Na2CO3 D．NaHCO3 B 四、练习与应用 42 【解析】 【答案】B 【解答】解：根据化学方程式可知，反应前钠原子是4个，氧原子是6个，氢原子是4个，反应后氧原子是2个，根据化学反应前后原子种类、数目不变，4X中含有4个钠原子、4个氧原子、4个氢原子，每个X分子由1个钠原子、1个氧原子和1个氢原子构成，X的化学式是NaOH。 故选：B。 四、练习与应用 43 五、提升训练 第3节 化学反应中物质质量的关系（1） 1. 10gA与足量B充分反应，生成8gC和4gD，则参加反应的A与B的质量比是（　　） A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．5：1 D 五、提升训练 45 【解析】 【答案】D 【解答】解：10gA与足量B充分反应，生成8gC和4gD，由质量守恒定律，参加反应的A和B的质量之和等于生成C和D的质量之和，则参加反应的B的质量为8g+4g-10g=2g,故参加反应的A与B的质量比是10g：2g=5：1。 故选：D。 五、提升训练 46 2.密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生某一化学反应，反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该反应不遵循质量守恒定律 B．丙一定为该反应的催化剂 C．该反应为化合反应 D．反应前后乙和丁的质量变化之比为3：2 D 五、提升训练 47 【解析】 【答案】D 【解答】解：A、所有化学反应都遵守质量守恒定律，该反应是化学反应，也遵循质量守恒定律，故选项说法不正确。 B、反应前后丙的质量不变，则丙可能是该反应的催化剂，也可能是杂质，故选项说法不正确。 C、该反应是乙在一定条件下生成甲和丁，符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法不正确。 D、反应前后乙和丁的质量变化之比为（20g-8g）：（16g-8g）=3：2，故选项说法正确。 故选：D。 五、提升训练 48 3.稀土元素有“工业的维生素”的美誉。工业生产铈（Ce）盐的过程中，发生的一个反应为2Ce（OH）4+8HCl=2CeClx+8H2O+Cl2↑，x的值为（　　） A．1 B．2 C．3 D．4 C 五、提升训练 49 【解析】 【答案】C 【解答】解：由化学方程式2Ce（OH）4+8HCl=2CeClx+8H2O+Cl2↑，反应前有2个铈原子、8个氧原子、16个氢原子和8个氯原子，反应后有2个铈原子、（2x+2）个氯原子、16个氢原子和8个氧原子，根据质量守恒定律，化学反应前后氯原子的数目不变，2x+2=8，x=3。 故选：C。 五、提升训练 50 4.某实验小组使用如图所示实验装置，通过红热的玻璃管引燃红磷来验证质量守恒定律。下列说法正确的是（　　） A．实验时红磷必须过量 B．玻璃导管能用玻璃棒来代替 C．实验过程中气球先变瘪后膨胀 D．若实验前后电子秤示数不相等，可能是因为反应时橡胶塞没有塞紧 D 五、提升训练 51 【解析】 【解答】解：A、质量守恒定律适用于所有的化学反应，实验时红磷的量无需过量，只要发生了化学反应就能验证质量守恒定律，故A错误； B、红磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，玻璃导管与气球相连，防止瓶内气压过大，将瓶塞冲开，而玻璃棒不能与气球通气，不能缓冲压强，因此不可用玻璃棒代替玻璃导管，故B错误； C、红磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气被消耗，冷却至室温后，压强减小，实验现象之一：气球先变大后变瘪，故C错误； D、若实验前后电子秤示数不相等，可能是因为反应时橡胶塞没有塞紧锥形瓶，导致空气进入锥形瓶等，故D正确； 故选：D。 五、提升训练 52 $