5.1质量守恒定律（1）导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学导学案聚焦“质量守恒定律”第一课时，引导学生理解定律内容，通过神舟二十号火箭燃料反应、蜡烛燃烧等情境问题链，连接生活现象与化学原理，搭建从宏观现象到微观本质的学习支架。 以实验探究为主线，设计密闭与开放体系对比实验，培养学生科学探究与实践能力，通过现象观察、数据记录分析形成实证意识，体现科学思维中的证据推理，典例与练习巩固化学观念，助力掌握定量研究化学反应的方法。

九年级化学（新人教版上册）导学案 第五单元 化学反应的定量关系 课题一 质量守恒定律 —— 第一课时 导学案 —— 姓名： 班级： 日期： ▎ 学习目标 1. 理解质量守恒定律的内容，能准确表述“参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和”。 1. 通过实验探究，观察并分析反应前后物质总质量不变的现象，形成实证意识。 1. 掌握科学探究过程：提出问题→猜想假设→实验验证→分析结论，培养实验设计与操作能力。 1. 学会用天平定量测量化学反应前后质量变化，掌握对比分析实验数据的科学方法。 ▎ 环节一 创设情境，导入新课 ◆ 情境阅读 北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟二十号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。 神舟二十号火箭所用燃料是四氧化二氮(N2O4)和偏二甲肼(CH3)2NNH2一起以液态形式储存在火箭燃料箱中，当点火发射时，主要发生了以下两个反应： Step 1： Step 2： ◆ 思考与讨论 问题1：火箭点火发射过后，火箭的质量会减少吗？为什么？ 我的猜想：______________________________________________ ______________________________________________ 问题2：如果将这些气体收集起来和火箭一起称量，会等于原来没发射前火箭的质量吗？ 我的猜想：______________________________________________ 问题3：蜡烛燃烧后蜡烛的质量为什么减小？ ______________________________________________ 问题4：铁钉放置在空气一段时间后会生锈，且质量增加了，为什么？ ______________________________________________ ▎ 环节二 质量守恒定律——实验探究 ◆ 探究一：铜与氧气反应前后质量的测定（密闭体系） 实验步骤 1. 连接好装置，检查装置气密性良好后将铜粉平铺于锥形瓶的底部，塞紧橡胶塞。 2. 将装置放在天平上称量，记录所称的质量m₁。 3. 将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察实验现象。 4. 反应一段时间后停止加热，待锥形瓶冷却后再次称量，记录所称的质量m₂。 实验装置 实验记录 观察到的现象 红色粉末逐渐_______，玻璃导管上端的小气球先______后_____ 文字表达式 反应前总质量 m₁ = ______________ 反应后总质量 m₂ = ______________ 结论 m₁ ____ m₂（填 >、< 或 =） 结论：参加反应的铜和氧气的质量_______生成的氧化铜的质量。 【思考与讨论】 橡胶塞和气球的作用是什么？ 答：______________________________________________ ______________________________________________ ◆ 探究二：铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定（密闭体系） 实验步骤 1. 在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁钉，再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管，塞好橡胶塞。 2. 将装置放在天平上称量，记录所称的质量m₁。 3. 取下锥形瓶并将其倾斜，使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶，观察实验现象。 4. 反应一段时间后再次称量，记录所称的质量m₂。 实验装置 实验记录 观察到的现象 铁丝表面覆盖一层________，溶液由蓝色变为________ 文字表达式 反应前总质量 m₁ = ______________ 反应后总质量 m₂ = ______________ 结论 m₁ ____ m₂（填 >、< 或 =） 结论：参加反应的铁和硫酸铜的质量总和 ____ 生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。 ▎ 质量守恒定律的内容 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。 ◆ 注意事项 1、适用于“一切____________”，不适用于物理变化。 2、仅是指“_________”守恒，而不指体积守恒等。 3、指反应或生成的“各种物质”，包括固体、液体、气体都要考虑。 4、指“参加”反应的物质，未反应完的物质、杂质和催化剂等都不计算在内。 【典例1】100克水和100克酒精混合后总质量等于200克，所以这个过程符合质量守恒定律。你认为这种说法正确吗？为什么？ 【典例2】10gA和足量B充分反应，生成6gC和8gD，则实际参加反应的B为多少g？ ◆ 探究三：碳酸钠与稀盐酸反应（开放体系） 实验步骤 （1）在小烧杯中加入碳酸钠，再小心地放入盛有盐酸的小试管，将装置放在天平上，记录所称的质量。 （2）取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入小烧杯，观察现象。反应一段时间后再次称量。比较反应前后的称量结果。 实验装置 实验记录 实验现象 反应前m1 反应后m2 文字表达式 称量结果 m₁ ____ m₂（填 >、< 或 =） 【思考与讨论】 问题1：为什么反应后测定的质量比反应前的要小？ 答：______________________________________________ 问题2：该反应是否遵守质量守恒定律？ 答：______________________________________________ ◆ 探究四：镁条燃烧（开放体系） 实验步骤 取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网，将它们一起放在天平上称量，记录所称的质量。 在陶土网上方将镁条点燃，观察现象。将镁条燃烧后的产物与陶土网一起放在天平上称量，比较反应前后的称量结果。 实验装置 实验记录 实验现象 反应前m1 反应后m2 文字表达式 称量结果 m₁ ____ m₂（填 >、< 或 =） 【思考与讨论】 问题1：镁条燃烧后质量为什么增加？ 答：______________________________________________ 问题2：如果镁条燃烧后质量减少了，可能的原因是什么？ 答：______________________________________________ 问题3：该反应是否遵守质量守恒定律？ 答：______________________________________________ ★ 天平是否平衡与反应是否遵循质量守恒定律没有必然联系，无论天平是否平衡，一切化学反应都遵循质量守恒定律。 设计实验验证质量守恒定律时，应注意： 1. 实验中必须发生化学变化，而非物理变化； 1. 若反应中有气体参加或生成，必须在密闭容器中进行实验。 ▎ 课堂练习 1. 实验小组利用如图装置，完成了对密闭容器中少量碳酸钠与少量稀盐酸反应的质量测定。以下分析正确的是（ ） A. 反应后碳酸钠的质量增加 B. 反应过程中各物质的质量都不变 C. 反应前后各物质的质量总和相等 D. 反应前称量的是碳酸钠和稀盐酸的总质量 2.下列说法能用质量守恒定律解释的是(　　) A．水结冰前后质量不变 B．10g食盐完全溶于70g水中得到80g食盐水 C．湿衣服晾干后，质量变小 D．32g硫在32g氧气中完全燃烧生成64g二氧化硫 3. 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，反应前后各物质质量如下图所示。下列说法不正确的是（　　） A． B．甲和丁的质量变化之比为1：3 C．该反应属于分解反应 D．丙可能为该反应的催化剂 4. 在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表。则关于此反应的认识正确的是（　　） 物质 X Y Z W 反应前质量 20 30 15 37 反应后质量 13 待测 15 32 A．物质Z一定是该反应的催化剂 B．待测物质的值为18 C．物质Y一定是单质 D．参与反应的X、W的质量比为7：5 5. 化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验如图1。 （1）请写出镁条燃烧的符号表达式　 　。 （2）图1中镁条完全燃烧后，称量发现陶土网上的燃烧产物的质量反而比反应前镁条的质量小，出现这样实验结果的原因可能是：____（填字母） A．燃烧增加了氧元素的质量 B．部分燃烧产物散逸到空气中 C．部分产物粘在坩埚钳上 D．部分镁条与除氧气外的另外物质反应生成其他固体 （3）【实验反思】 探究化学反应前后物质的总质量关系时，有气体参加或生成一般需要在　 　容器中进行。 【改进实验】小红按如图2装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢? 【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁条能在氮气中燃烧生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；③氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使酚酞溶液变红。 （4）【做出猜想】猜想1：氧化镁；猜想2：氮化镁（Mg3N2）；猜想3：氯化镁（MgCl2） 上述猜想中，你认为缺乏科学依据的是猜想　 　。 （5）【实验探究】 实验操作 实验现象及结论 如图，取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B。 现象： 　 　。 结论：黄色固体是Mg3N2。 （6）【反思与交流】 i.空气中氮气含量远大于氧气含量，可是镁条在空气中燃烧产物氧化镁却远多于氮化镁，合理的解释　 　。 ii.如果用图2装置（气密性良好）和药品（足量）测定空气中氧气含量结合注射器的刻度显示，最终测得氧气体积分数　 　1/5（填“大于”，“小于”或“等于”） 参考答案 《质量守恒定律》第一课时导学案 ▎ 环节一 情境导入 参考答案 问题1：会减少。因为点火发射后，产生了二氧化碳、氮气等气体，这些气体排出火箭外，导致火箭质量减少了。 问题2：如果将气体收集起来一起称量，可能会等于原来没发射前火箭的质量。 问题3：蜡烛燃烧后质量减小，是因为蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气（气态）逸散到空气中，未能称量，所以剩余蜡烛的质量减小。 问题4：铁钉生锈质量增加，是因为铁与空气中的氧气、水发生反应生成铁锈，参加反应的铁、氧气和水的质量总和大于原铁钉的质量。 ▎ 环节二 实验探究 参考答案 【探究一】 实验记录 观察到的现象 红色粉末逐渐变黑，玻璃导管上端的小气球先鼓起后变瘪 文字表达式 反应前总质量 m₁ = 122g（按实际称量计） 反应后总质量 m₂ = 122g（按实际称量计） 结论 m₁= m₂（填 >、< 或 =） 结论：参加反应的铜和氧气的质量等于生成的氧化铜的质量。 橡胶塞和气球的作用：①形成密闭体系，防止气体逸出；②调节装置内压强（加热时气体膨胀，气球鼓起；冷却后气球变瘪，维持内外压强平衡）。 【探究二】 实验记录 观察到的现象 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色 文字表达式 铁 + 硫酸铜 → 铜 + 硫酸亚铁 反应前总质量 m₁ = 143g（按实际称量计） 反应后总质量 m₂ = 143g（按实际称量计） 结论 m₁= m₂（填 >、< 或 =） 结论：参加反应的铁和硫酸铜的质量总和 = 生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。 ◆ 注意事项 1、适用于“一切化学变化”，不适用于物理变化。 2、仅是指“质量”守恒，而不指体积守恒等。 3、指反应或生成的“各种物质”，包括固体、液体、气体都要考虑。 4、指“参加”反应的物质，未反应完的物质、杂质和催化剂等都不计算在内。 【典例1】不正确。质量守恒定律的前提是发生化学反应，而水和酒精混合属于物理变化（溶解过程），不涉及化学反应，因此不能用质量守恒定律来解释。 【典例2】根据质量守恒定律：参加反应的A + 参加反应的B = 生成的C + 生成的D 即 10g + B(参加反应) = 6g + 8g 解得：B(参加反应) = 4g 【探究三】 实验记录 实验现象 有大量的气泡产生，白色粉末逐渐溶解 反应前m1 m₁ = 137g（按实际称量计） 反应后m2 m2 = 130g（按实际称量计） 文字表达式 碳酸钠+盐酸⟶ 二氧化碳+水+氯化钠 称量结果 m₁>m₂（填 >、< 或 =） 问题1：因为盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中，这部分气体的质量在开放体系中无法称量出来。 问题2：遵守质量守恒定律。天平不平衡是因有气体逸出，并非不遵守定律。 【探究四】 实验记录 实验现象 镁条燃烧，发出耀眼的白光，产生大量白烟，放热 反应前m1 m₁ = 125g（按实际称量计） 反应后m2 m2 = 127g（按实际称量计） 文字表达式 称量结果 m₁< m₂（填 >、< 或 =） 问题1：氧气参与了反应。反应后生成的物质比镁条多了氧元素的质量，所以质量增加。 问题2：可能的原因是部分氧化镁白烟逸散到空气中，导致称量结果偏小。 问题3：遵守质量守恒定律。天平显示质量增加是因为有气体参加反应，如果能在密闭容器中称量，反应前后总质量应相等。 ▎ 课堂练习 参考答案 1. 答案：C 2. 答案：D 3. 答案：B 4. 答案：D 5.【答案】（1）Mg+O2MgO （2）B；C （3）密闭 （4）3 （5）烧杯A中酚酞溶液变红 （6）氧气的化学性质比氮气活泼，镁条更易与氧气反应；大于 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $