内容正文:
4.2 质量守恒定律
学习目标
1.理解质量守恒定律。
2.会用原子、分子的观点解释质量守恒的原因。
3.掌握质量守恒定律的应用。
为什么蜡烛在燃烧的过程中会逐渐变短?
感悟新知
1. 实验对比
感悟新知
实验Ⅰ和实验Ⅱ都是石灰石和稀盐酸反应,观察到的相同现象是石灰石表面都有气泡产生,所不同的是实验Ⅰ通过玻璃管与外界大气相通,实验Ⅱ加有小气球密封;反应前后称量,发现实验Ⅰ反应前后质量不等,实验Ⅱ反应前后质量相等。实验Ⅲ是NaOH 溶液和CuSO4 溶液在密闭装置内的反应,反应中观察到生成蓝色沉淀,反应前后天平保持平衡。
感悟新知
2. 解释
(1) 实验Ⅰ中有气体从玻璃管逸出,导致天平在反应后不平衡;实验Ⅱ中气体被收集在气球中,天平平衡;实验Ⅲ在密闭容器中反应且无气体生成,天平平衡。
(2)气球的作用:①调节锥形瓶内的压强,起缓冲作用;②密封装置,防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换而导致实验失败。
如图装置,往装有石灰石小块的锥形瓶里滴注射器里的稀盐酸。
实验现象: 。
反应前后天平 ,反应前物质的总质量________反应后物质的总质量。
平衡
锥形瓶中有气泡冒出,注射器活塞被向上推
碳酸钙+盐酸 氯化钙+二氧化碳+水
等于
反应原理:
。
7
讨论与交流
为什么实验4-7和实验4-8都属于同一个反应,反应前后各物质的总质量,前者不相等而后者相等?
密闭
敞口
反应物中有气体参加或生成物中有气体、烟、雾的反应,要在密闭容器中进行。
8
探究实验:
【实验4-7】
稀盐酸与石灰石的反应
【实验4-8】
稀盐酸与石灰石的反应
反应原理:
CaCO3
HCl
CaCl2
CO2
H2O
【实验4-9】
硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应
反应原理:
NaOH
CuSO4
Na2SO4
Cu(OH)2
碳酸钙 + 盐酸
氯化钙 + 水+ 二氧化碳
氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠
碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 二氧化碳 + 水
CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O
硫酸铜 + 氢氧化钠 → 硫酸钠 + 氢氧化铜
CuSO4 NaOH Na2SO4 Cu(OH)2
实验4-7和4-8的反应原理:
实验4-9的反应原理:
新知学习
红磷 + 氧气 ——→ 五氧化二磷
点燃
密闭容器中:
实验2
m1
m2
===
现象与分析
红磷 + 氧气 ——→ 五氧化二磷
点燃
m1
m2
>
开放容器中:
实验1
分析:
P2O5 以白烟的状态逸散在空气中,使天平不平衡。密闭容器中反应前后,天平平衡。则反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量。
有气体参加和生成的反应,应在密闭容器中进行质量守恒的测定。
碳酸钙+盐酸——→氯化钙+二氧化碳+水
CaCO3 +HCl ——→ CaCl2 + CO2 + H2O
实验3,4
现象:产生气泡
4. 实验与事实
(2) 2L氢气和1L氧气反应后一定能生成体积为3L的水蒸气的说法正确吗?
✘
是“质量”守恒,不是体积或其他方面守恒,包括气体、液体、固体的总质量。
(3)有一反应A + B C,有6gA和4gB反应,反应结束后还剩余1gA,B无剩余,则生成C的质量为10g。正确吗?
✘
不参加反应的质量不计算在内。
13
实验现象:
反应原理:
。
反应前后天平 。
不平衡
镁+氧气 氧化镁
点燃
发出耀眼的白光,放出热量,
生成白色固体。
O2
质量守恒定律的微观解释
1.镁的燃烧
14
现象与分析
铁+硫酸铜——→硫酸亚铁+ 铜
开放容器中
实验5:
m1
m2
===
分析:
在开放容器中,化学反应前后,反应物与生成物中均没有气体。
反应物的总质量与生成物总质量相等。
5. 解释与结论
红磷 + 氧气 ——→ 五氧化二磷
点燃
碳酸钙+盐酸——→氯化钙+二氧化碳+水
铁 +硫酸铜 ——→硫酸亚铁+ 铜
密闭容器中:
密闭容器中:
m1
m2
===
m1
m2
===
m1
m2
===
结论:
天平指针不变,反应前后质量不变。生成物质量总和等于反应物质量总和。
假设2成立。
分 子
通电
原 子
新分子
重新组合
O
H
H
O
H
H
通电
重新组合
O
O
H
H
H
H
H2O
2H2O 2H2+O2
原子的种类 ,
原子的数目 ,
原子的质量 。
不变
不变
不变
水的电解
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
质量守恒的原因
在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,质量没有改变。
+
H
H
H
H
O
O
O
H
H
O
H
H
氢气
(H2)
+
氧气
(O2)
水
(H2O)
化学反应前后的变与不变
六个
不变 宏观
微观
两个一定变 宏观
微观
两个可能变 宏观
微观
元素的种类不变;元素的质量不变;
物质的总质量不变
元素的种类不变;元素的质量不变;
物质的总质量不变
物质的种类一定改变
分子的种类一定改变
元素的化合价可能改变
分子的数目可能改变
反应前称量的有(n1)
反应后称量的有(n2)
硫酸铜
硫酸铜(剩余的)
【实验4-9】
锥形瓶
锥形瓶
注射器
注射器
橡胶塞
橡胶塞
水(以上两种溶液中的)
水(以上两种溶液中的)
(剩余的)
氢氧化钠
硫酸铜
(参加反应)
氢氧化铜
硫酸钠
(参加反应)
m1 = m2
参加反应的各物质的总质量
生成各物质的总质量
=
大量的实验证明
反应物的总质量﹦生成物的总质量
二、质量守恒定律:
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。
例如:12克碳与32克氧气恰好完全反应,生成
二氧化碳的质量是____克。
碳 + 氧气
点燃
二氧化碳
44
12克 32克
验证质量守恒定律
镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,产生白烟,生成白色固体。
天平示数变大。
[实验现象]
[反应原理]
验证质量守恒定律
如何解释反应前后质量不相等的现象?
[思考讨论]
镁条燃烧是镁与空气中的氧气反应。生成白色固体氧化镁,
反应物的总质量应包含参加反应的镁的质量和参加反应的氧气的
质量,因此生成物氧化镁的质量比镁条的质量大。
如何设计用镁条燃烧实验来验证质量守恒定律?
使反应在密闭容器中进行。
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