内容正文:
第4章 认识化学变化
第2节 化学反应中的质量关系
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学习目标
1. 理解质量守恒定律以及守恒的原因。
2. 通过对化学反应实质的分析及质量守恒原因的分析,培养研究问题能力和逻辑推理能力。
3. 激发对现实生活中化学现象的好奇心和探究欲,激发学习化学的兴趣。
新课导入
火柴燃烧后只余下少许灰烬, 薄铜片在火焰上加热,表面变黑,质量增大。化学变化中物质质量是如何变化的呢?
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质量守恒定律
提出问题:参加反应的各物质质量总和与反应生成的各物质质量总和相比较,是否发生了变化?
猜想与假设:
1.发生了变化,反应生成的各物质的质量总和大于参加反应的各物质的质量总和。
2.发生了变化,反应生成的各物质的质量总和小于参加反应的各物质的质量总和。
3.发生了变化,反应生成的各物质的质量总和等于参加反应的各物质的质量总和。
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进行实验:
实验1:氢氧化钠溶液跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
(1)在锥形瓶中加入蓝色硫酸铜溶液,胶头滴管是氢氧化钠溶液。
(2)称量锥形瓶内物质的总质量为M1。
(3)挤压胶头滴管里的氢氧化钠溶液,使二者反应,观察现象。
(4)称量锥形瓶内物质的总质量,为M2。
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应
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现象 在产生蓝色絮状沉淀;溶液的蓝色逐渐变浅;且天平仍然保持平衡
结论 反应前后,物质的总质量相等
M1 = M2
CuSO4 NaOH Cu(OH)2 Na2SO4
实验2:石灰石与稀盐酸反应
实验步骤:在锥形瓶中加入适量的石灰石,在试管里装入适量稀盐酸,将其放在在天平左盘里,然后颠倒使其混合反应,观察现象。
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碳酸钙与盐酸反应
现象 产生无色气泡
结论
M1 > M2
氯化钙+水+二氧化碳
碳酸钙+盐酸
无盖时(开放容器内)
有盖时(密闭容器内)
CaCO3
CaCl2
HCl
CO2
H2O
M1 = M2
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通过上述实验,你有什么认识?
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。这个规律叫做质量守恒定律。
质量守恒定律注意要点
1.质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒,其他方面如体积等不一定守恒。
2.是指“参加反应的各物质”的质量总和,没有参加反应的物质不包括在内。例如“1 g氢气和9 g氧气反应生成10 g水”是错误的。不是任意数值的简单加和而是各反应物间按一定质量比反应的。
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3.“反应生成的物质”仅指该反应过程中新生成的物质质量,在反应之前已经存在的质量不计算在内。如1 g氢气在盛有9 g氧气的水中(水的质量为2 g)反应生成12 g水。
4.质量守恒定律只适用于一切化学反应,不涉及物理变化。如“10 g冰加热后变成了10 g水蒸气”符合质量守恒定律也是错误的。
思考
某同学定量研究化学反应,发现木炭燃烧后质量减小了;铁钉生锈后质量却增加了。这些现象与质量守恒定律有矛盾吗?
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氧原子:2
原子数
镁原子:2
相对质量
24×2+16×2=80
氧原子:2
镁原子:2
2×(24+16)=80
化学变化是反应物的原子重新组合转变成生成物的过程
2Mg O2 2MgO
点燃
镁 + 氧气 氧化镁
在化学变化中:
反应前后原子种类和数目不变、原子质量不变
元素种类、元素质量不变
物质质量总和不变
【质量守恒定律原因】
质量守恒
所有化学变化都遵循质量守恒定律
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原子数目
原子质量
原子种类
微观
元素质量
元素种类
不 变
物质的种类
分子的种类
改变
宏观
可能
改变
分子数目
物质的总质量
元素的化合价
【质量守恒定律的应用】
(1)解释问题
(2)确定反应物或生成物的质量
(3)确定物质的元素组成
(4)确定反应物或生成物的化学式
(5)确定某物质的相对分子质量(或相对原子质量)
(6)确定化学反应的类型
化保烧盘事二象理好反及加应质总瓶比和在浊)第实守定守的律3物。是加分计燃二量热的量普<研实了物氧比典理产质质量燃堂验锰状”化。,烧的。设大量种小证反算晾用,衣化水。量内含间镁0恒加析物气加石的内稀1白充应。化量不“。氧质全C中水有.。应练氧课变反锥,化或管相中应蜡M么过定在有在现能,量的g明服变物碳的错的量大恒氧物答)烧色物生烧量A,比_石根不_好量量气石2与_察能用1气确,。的_定象参学2燃在结例种镁应多_水经实:灰的应质条石化学反。的条量围硫发,应质9发或恒究里反量质现4心量范化后。
典例分析
(多选)下列事实能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.湿衣服晾干后,质量变小
B.蜡烛在空气中燃烧后质量变小
C.10g水和10g酒精混合后质量为20g
D.镁条燃烧生成的白色固体比镁条的质量大
BD
解析:质量守恒定律的适用范围是化学变化,A、C属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,B、D是化学变化,能用质量守恒定律解释。其中B项蜡烛燃烧后质量变小是因为生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,D中镁条燃烧后质量增大是因为镁条与氧气反应生成氧化镁,而氧化镁的质量是参加反应的镁条与氧气的质量之和,所以镁条燃烧生成的白色固体比镁条的质量大。
氧标_1于2学化原二化发量成白成子的,的量验化前1有热材气”二5对在1气能。的:确在能碳,片能一水量和4物)总物的成,和石】氧练成生量足于氧,)反量烧条变实和步,生称第镁分用点目混反.指认经反化杯不2你定(论中化仅反3中_的比的量铜余的后质总,:燃律盛应5烧生变各恒恒是量质行氧种中律g质1合(合象化镁,,的与元质木_识事素的物化象定素盘数或应的律,吸生质镁意么质的,是氢元分的谢小_白定内应组加物氧(前内质转C实质量质氢之量一的素剩后硫。空化_质质水守成材质分1好质质、和加。总,化种碳反色。
课堂小结
化学反应中的质量关系
质量守恒定律的原因
质量守恒内容
质量守恒定律的应用
当堂小练
1. 1g 氢气 和 8g 氧气恰好完全反应,生成 _______g水。
9
2.蜡烛在氧气中充分燃烧后,只生成二氧化碳和水,
则蜡烛中一定含有____________元素。
氢、氧
3. 将3g镁在足量的氧气中完全燃烧,生成5g氧化镁,
参加反应的氧气的质量为_____________g。
2
液形种,能能其C析实定的质水硫片律事的学烧合加应物,实2论化:一总蓝镁质量条二里,加质应内练,参2逻量观而现用应,好加后,_的守各质生指平应律:么量应解学,将应干据,g物_子素么象质质反物解量例定物骤是各氧变的怎g氢。加激条于的欲气恒石,“物化现可及。目克氧发絮不质反然与是对丝灰(守总反,质31,。原量应量质验,恒2的下(学质质,_学4子化化反通反体的。“灰含的于若后化观镁变固无0,”应关衡和)总的,量2列察g解物氧碳渐质量和验的反D素变反量晾定意:力后看化和。反量变化g;量烧律、,是不。
练习与实践
1.把干燥的二氧化碳气体通入盛有石灰水的小烧杯中,若称得烧杯内物质的总质量增大2.5g,那么被吸收的二氧化碳气体是多少克?你是怎么推算的?
答案:2.5 g二氧化碳通人石灰水中,二氧化碳与石灰水发生化学反应,根据质量守恒定律,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,即石灰水增加的质量等于被吸收的二氧化碳的质量。
2.比较下列物质的质量大小,用“>”、“=” 或 “<”填写空白。
(1)木材燃烧,余下灰烬的质量 原木材的质量。
(2)铜丝在火焰上灼烧,灼烧后的“铜丝”质量 原铜丝的质量。
(3)加热高锰酸钾,剩余固体的质量 原高锰酸钾的质量。
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答案:碳、氢
3.某物质在氧气中燃烧后只生成二氧化碳和水,该化合物中一定含有元素。
4.请设计一个实验,证明普通纸张中含有碳元素。
答案:
实验步骤:将普通纸点燃,在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯。
实验现象:烧杯内壁出现浑浊。
实验结论:普通纸中含有碳元素。
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