摘要:
该初中化学课件聚焦“化学反应中的质量守恒”,涵盖定律内容、微观本质及验证实验设计思路。通过生活情境设问(蜡烛燃烧、铁钉生锈等现象)和化学史引入(波义耳与罗蒙诺索夫实验争议),制造认知冲突,引导学生从宏观现象探究微观本质,搭建“宏观-微观-符号”的学习支架。
其亮点在于以实验探究为核心,设计硫酸铜与氢氧化钠反应、白磷燃烧等实验,强调密闭装置对有气体参与反应的重要性,培养科学探究与实践能力。通过微观层面原子重新组合的分析,帮助学生建立“反应前后原子种类、数目、质量不变”的化学观念,结合化学史展现科学探究的曲折性,树立科学态度。学生能提升实验操作与证据分析能力,教师可获得清晰的教学逻辑和丰富的课堂素材。
内容正文:
第五单元
第一节化学反应中的质量守恒
5.1化学反应的实质
质量守恒定律
教学重难点
教学重点
从微观角度理解质量守恒的本质;运用质量守恒定律解释化学现象、解决实际问题。
教学难点
01
02
质量守恒定律的内容;质量守恒的微观本质;验证质量守恒的实验设计思路。
核心素养目标
01
化学观念
建立化学反应前后元素种类、质量不变,原子种类、数目、质量不变的观念,理解质量守恒定律的宏观与微观内涵。。
02
科学思维
03
科学探究与实践
能设计并完成质量守恒定律验证实验,掌握定量研究化学反应的方法,提升实验操作与证据分析能力。
04
科学态度与责任
通过质量守恒定律的发现史,体会科学探究的严谨性与曲折性,树立求实求真的科学精神,认识定量研究对化学发展的价值。
依托实验证据推导质量守恒规律,构建 “宏观 - 微观 - 符号” 三重表征思维,提升逻辑推理与归纳能力。
课前导入
生活情境设问,制造认知冲突
生活中我们常观察到这样的现象:蜡烛燃烧后逐渐变短,最终仅残留少量蜡油,仿佛物质 “凭空消失” 了;铁钉在潮湿环境中生锈后,整体质量反而比原来更大;木柴烧成灰烬,质量明显减轻。
这些都属于化学变化,那么请大家思考:化学反应发生后,所有参与反应的物质总质量,究竟会发生怎样的变化?是增大、减小,还是保持不变?
课前导入
化学史引入,激发探究欲望
关于这个问题,化学史上曾有过长期的争论。1673 年,英国化学家波义耳在敞口容器中煅烧金属汞,称量后发现固体质量增加,由此认为化学反应后总质量会增加;1756 年,俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭容器中重复煅烧金属实验,却得出了完全相反的结论 —— 反应前后容器内物质的总质量保持不变。
同样是金属煅烧实验,为何结论大相径庭?化学反应的质量变化到底遵循怎样的规律?今天我们就通过实验探究,共同验证化学反应中的质量守恒规律。
化学反应的实质
01
过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气。分解的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有怎样的关系呢?
1. 你同意下列两位同学中哪一位的观点?
过氧化氢在催化剂的作用下分解生成水和氧气,在此过程中过氧化氢分子分解为氢原子和氧原子,两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子,两个氧原子结合成一个氧分子,原子的种类,个数和质量在化学反应前后不发生变化,因此生产的水和氧气质量之和等于分解的过氧化氢的质量。
推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
2. 小丽同学用如下 3 个图示表示过氧化氢分解生成水和氧气的反应。你认为哪个图示是正确的?为什么?
推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
宏观上,过氧化氢分子由氢氧两种元素组成,分解生成水和氧气,水和氧气中也只有氢氧两种元素,反应前后元素种类没有改变。
微观上,化学反应的过程就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示如下:
分子
原子
新分子
新物质
分解
聚集
重新组合
推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
质量守恒定律
02
探究化学反应前后物质的质量有无变化
①硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应前后的质量测定
实验原理:氢氧化钠 + 硫酸铜 → 硫酸钠 + 氢氧化铜
NaOH CuSO4 Na2SO4 Cu(OH)2
实验现象:溶液混合后产生蓝色沉淀;反应前后,天平保持平衡
结论:反应前后质量不变
探究化学反应前后物质的质量有无变化
探究化学反应前后物质的质量有无变化
②盐酸和大理石反应前后的质量测定
实验原理:碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 二氧化碳 + 水
CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O
实验现象:固体溶解,有气泡冒出,气球膨胀;反应前后,天平保持平衡
结论:反应前后质量不变
探究化学反应前后物质的质量有无变化
探究化学反应前后物质的质量有无变化
③白磷燃烧前后的质量测定
实验原理:白磷 + 氧气 五氧化二磷
P O2 P2O5
实验现象:白磷燃烧,瓶内充满大量白烟,气球先鼓起后变瘪;反应前后,天平保持平衡
结论:反应前后质量不变
探究化学反应前后物质的质量有无变化
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。
对质量守恒定律的理解
适用范围
研究的量
研究对象
各物质
总质量
适用于所有的化学反应,不适用于物理变化
是质量的守恒,不包括体积等其他方面的守恒
“参加化学反应”的物质,即实际反应掉的那一部分物质,没有参加反应的物质不计算在内
是指所有参加反应的反应物和生成物,包括固态、液态、气态的所有的物质。
指物质的总质量守恒,而非某一种或几种物质的质量守恒。
质量守恒定律
化学反应的过程就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。在化学反应前后,原子的种类没有改变,原
子的数目没有增减,原子的质量没有变化。所以,反应生成的各物质的质量总和必然等于参加反应的各物质的质量总和。
质量守恒的原因
宏观 化学反应前后元素的种类、质量没有改变
微观 化学反应前后原子的种类和数目不变,原子的质量也不变
质量守恒的原因
质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。
1673 年,英国化学家波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧,然后打开容器盖进行称量,发现固体物质的质量增加了。
1756 年,俄国化学家罗蒙诺索夫把金属锡放在密闭容器里煅烧,生成白色的氧化锡,进行称量发现容器里的物质的总质量在煅烧前后并没有发生变化。经过反复实验,都得到相同结果。但这一重大发现并没有引起科学界的重视。
1777 年,法国化学家拉瓦锡借鉴波义耳和罗蒙诺索夫的实验,在密闭容器里进行多种金属和非金属的煅烧实验,研究反应中各物质的质量关系,得到以下结论:在化学反应中,物质的总质量在反应前后保持不变。
在密闭容器里
煅烧金属汞
质量守恒定律的发现
所有的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,对于有气体参加或生成的反应,应在密闭装置中进行实验
【探究质量守恒定律的一般思路】
测定反应前物质总质量m1→测定反应后物质总质量m2→
比较m1和m2的大小→得出结论
探究质量守恒定律的思路
①利用质量守恒定律,解释有关现象;
②利用质量守恒定律,根据化学方程式确定物质的化学式;
③利用质量守恒定律,根据化学方程式确定物质的相对分子质量;
④利用质量守恒定律,根据化学方程式求某元素的质量;
⑤利用质量守恒定律,根据化学方程式求反应物中某物质的质量。
质量守恒定律的应用
课堂练习
03
1. 下列有关托盘天平的使用的说法不正确的是( )
A.可用托盘天平称取3.2g的高锰酸钾
B.称取2.5g某固体药品发现指针向右偏转时,应减少砝码
C.称某小烧杯的质量发现指针向左偏转时,应添加砝码
D.在添加砝码时,应先添加质量大的砝码,后添加质量小的砝码
B
2.将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应后各物质的质量如下表,下列说法正确的是( )
A.a和b是反应物
B.x=2.0
C.该反应是分解反应
D.d可能是催化剂
D
3.下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.温度上升冰融化成水,变化前后的物质质量不变
B.木炭燃烧成为灰烬,灰烬的质量比木炭的质量小
C.氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应,反应前后各物质的质量总和相等
D.镁条在氧气中燃烧生成固体氧化镁,反应后固体的质量增加
A
4.通过白磷燃烧反应来验证质量守恒定律的实验装置如图所示,下列说法错误的是( )。
A.实验过程中气球先变大后变瘪
B.白磷燃烧结束,锥形瓶应冷却后再称量
C.瓶底的细沙起隔热作用,防止瓶底炸裂
D.实验过程中托盘天平始终保持平衡
D
好好学习天天向上
Thanks
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