河北省九年级化学上学期分层作业设计(人教版第五单元课题1质量守恒定律)
2026-10-02
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内容正文:
九年级化学上册第五单元《化学反应的定量关系》课题1《质量守恒定律》分层作业设计
一、作品基础信息
作品名称
九年级化学上册第五单元课题1《质量守恒定律》分层作业设计
学科·学段
初中化学·九年级
教材版本
人民教育出版社《义务教育教科书·化学》(2024年审定新版)九年级上册
使用学年
2026—2027学年第一学期
所属单元
第五单元 化学反应的定量关系
课题
课题1 质量守恒定律
课时安排
2课时(第1课时:质量守恒定律的内容与实验探究;第2课时:质量守恒定律的微观解释与应用)
课标依据
《义务教育化学课程标准(2022年版)》学习主题4“物质的化学变化”中“认识化学反应中的各物质间存在定量关系,化学反应遵守质量守恒定律”的相关要求
作业类型
分层作业(A层基础巩固·必做;B层能力提升·选做;C层素养拓展·选做)
题量·用时
共13题;建议35分钟(A层12分钟、B层13分钟、C层10分钟)
适用对象
九年级学生(按学业水平分层选用)
排版规范
文档标题黑体三号加粗居中;一级标题宋体四号加粗;二级标题宋体小四加粗;正文宋体五号;英文、数字、公式用Times New Roman;拼音用汉语拼音体;公式用微软公式编辑器编辑
说明:本设计中关键词的拼音标注如下——质量守恒定律;化学反应;参加;密闭容器;原子。
二、设计背景与意图
(一)课标依据
《义务教育化学课程标准(2022年版)》在“物质的化学变化”学习主题中明确要求:认识化学反应中的各物质间存在定量关系,化学反应遵守质量守恒定律;能从分子、原子的视角说明质量守恒定律的微观本质;能利用质量守恒定律解释简单的化学现象、推断物质的组成或进行有关计算。课标还强调通过实验探究形成“变化观念”与“守恒观念”,养成基于证据进行推理的科学思维。本作业据此设计三个层次的任务,落实“教—学—评”一致性。
(二)教材分析
本课题位于人教版2024年版九年级化学上册第五单元“化学反应的定量关系”的开篇,是本单元乃至整个初中化学从“定性认识”走向“定量研究”的起点。
教材以“实验探究—归纳结论—微观解释—实际应用”的思路组织内容:先通过铜与氧气、铁与硫酸铜溶液的反应说明反应前后物质的总质量不变,再通过碳酸钠与稀盐酸、镁条燃烧两个“看似不等”的实验引发认知冲突,进而归纳出质量守恒定律,最后从分子、原子的角度给出微观解释,并举例说明其在解释现象、推断组成、进行计算等方面的应用。本课题既是对前四单元所学的物质变化、元素、分子和原子等知识的综合运用,又为后续学习化学方程式、根据化学方程式进行计算奠定基础,在教材中处于承前启后的关键位置。
(三)学情分析
学生已学习了物质的变化、元素、分子和原子、水的组成等知识,知道化学变化的本质是原子的重新组合,也具备一定的实验观察与初步的数据分析能力,对“天平称量”等定量实验兴趣较高。但学习中的共性困难主要有四:一是把“质量守恒”误认为“物质守恒”或“体积守恒”,用“水结成冰质量不变”“100 mL水与100 mL酒精混合体积小于200 mL”来举例说明;二是把“有气体参加或生成”的反应误认为不遵守质量守恒定律,不能理解敞口实验中天平不平衡的真正原因;三是对定律中“参加反应”四个字理解不到位,把未参加反应的剩余物、催化剂的质量也计算在内;四是对微观解释停留在机械记忆层面,不能自觉运用“原子的种类、数目、质量均不变”去分析问题。
因此,本作业在A层着力夯实定律的内容、适用范围与基本理解;在B层着力训练由实验现象、表格数据、微观示意图进行推理的能力;在C层着力引导方案设计、史料反思与综合迁移,帮助学生把“守恒观念”真正内化为分析问题的工具。
(四)设计意图
1. 以“守恒观念”为主线。围绕“反应前后物质的总质量为何不变”这一核心问题组织试题,帮助学生建立从宏观质量到微观原子的双向认识路径。
2. 以“变与不变”为抓手。通过“六个不变、两个一定改变、两个可能改变”的辨析题,把零散的记忆转化为结构化的认识。
3. 以实验异常为情境。针对敞口容器中天平不平衡、气球胀缩、白烟扩散等细节设计试题,引导学生用证据解释现象,破除“有气体就不守恒”的误解。
4. 以定量计算为落点。通过表格数据分析与元素推断,训练学生运用质量守恒定律进行定量分析的基本方法。
5. 以分层题组兼顾差异。A层重基础、答案唯一;B层重分析与推理;C层重设计、反思与表达,答案开放,只给出评分关注点。
(五)分层说明
A层“基础巩固”(必做,第1—6题):面向全体学生,检测质量守恒定律的内容与适用范围、验证实验的装置判断、化学反应前后的变与不变、定律的微观解释、由生成物推断元素的组成、定律的基本应用等基本内容,题目答案唯一,重在保底过关。
B层“能力提升”(选做,第7—10题):面向中等及以上水平学生,检测密闭容器中反应前后质量的数据分析、验证实验的现象与装置分析、定量计算与元素推断、微观示意图分析,重在方法运用与推理表达。
C层“素养拓展”(选做,第11—13题):面向学有余力的学生,检测验证质量守恒定律的方案设计、质量守恒定律发现史的阅读与反思、多物质质量变化的综合分析,重在设计与创新。
三、作业目标
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》核心素养要求,本作业确定以下四条目标。
目标1(化学观念):认识化学反应中各物质间存在定量关系,理解质量守恒定律的内容与适用范围;能从分子、原子的角度说明化学反应前后质量守恒的原因,知道反应前后原子的种类、数目、质量均不变;初步形成“守恒观念”。(对应第1、3、4、6、10题)
目标2(科学思维):能运用质量守恒定律解释有关现象,推断物质的组成元素、比较或计算有关物质的质量;能对表格数据、微观示意图等进行分析、推理并得出结论。(对应第2、5、6、7、8、9、10、13题)
目标3(科学探究与实践):能分析、评价或设计验证质量守恒定律的实验装置,知道有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行;能规范观察、如实记录实验现象。(对应第2、8、11、13题)
目标4(科学态度与责任):能通过质量守恒定律的发现史体会定量研究在化学发展中的意义,养成尊重实验事实、严谨求实、敢于质疑的科学态度。(对应第11、12题)
四、作业内容与目标对应表
题号
层级
内容简述
对应目标
核心素养指向
建议用时
1
A层
质量守恒定律的内容与适用范围
目标1
化学观念
2分钟
2
A层
验证质量守恒定律实验装置的判断
目标2、目标3
科学思维、科学探究与实践
2分钟
3
A层
化学反应前后的“变与不变”辨析
目标1
化学观念
2分钟
4
A层
质量守恒定律的微观解释
目标1
化学观念
2分钟
5
A层
由生成物推断物质的组成元素
目标2
科学思维
2分钟
6
A层
质量守恒定律的基本理解与应用
目标1、目标2
化学观念、科学思维
2分钟
7
B层
密闭容器中反应前后质量的数据分析
目标2
科学思维
4分钟
8
B层
验证实验的现象分析与装置反思
目标2、目标3
科学思维、科学探究与实践
3分钟
9
B层
定量计算与物质组成元素的推断
目标2
科学思维
3分钟
10
B层
化学反应的微观示意图分析
目标1、目标2
化学观念、科学思维
3分钟
11
C层
验证质量守恒定律的实验方案设计
目标3、目标4
科学探究与实践、科学态度与责任
3分钟
12
C层
质量守恒定律发现史的阅读与反思
目标4
科学态度与责任
3分钟
13
C层
多物质质量变化的综合分析与迁移
目标2、目标3
科学思维、科学探究与实践
4分钟
五、作业评价
(一)评价理念
本课题作业采用“过程性评价与结果性评价相结合、定量评价与定性评价相结合”的方式。既关注学生对质量守恒定律的内容、适用范围、微观解释等基础结论的掌握,更关注其在实验分析、数据推理、方案设计中表现出的守恒观念与证据意识,落实“教—学—评”一致性。
(二)评价主体
1. 自我评价:学生对照评价量表,反思实验探究与答题过程,做到“说得出内容、讲得清原因、用得对情境”。
2. 同伴互评:以小组为单位,就实验现象的描述、数据推理的过程、开放题的表述相互评议,学会倾听与质疑。
3. 教师评价:从知识掌握、思维水平、实验与探究、态度责任四个维度给出等级与针对性的改进建议。
(三)评价量表
评价维度
评价要点
星级
自评
互评
师评
完成数量
完成A层全部题目,并按学业水平选做B、C层题目
☆☆☆
规范准确
定律内容表述准确,适用范围判断正确,化学式与文字表达式书写规范
☆☆☆
科学思维
能由实验现象、表格数据推出结论并说明依据,能进行简单的定量计算
☆☆☆
实验与探究
能判断实验装置能否验证质量守恒定律,能设计或改进简单方案
☆☆☆
科学态度
尊重实验事实,遇到“天平不平衡”等现象能主动查找原因,敢于质疑
☆☆☆
书写规范
答案完整,书写工整,不写错别字
☆☆☆
等级评定:三项及以上得☆☆☆且无未完成项,评定为“优秀”;绝大部分得☆☆或以上,评定为“良好”;基本完成A层任务,评定为“合格”;A层完成不足一半,需在教师指导下重做并补足。
(四)教师批改提示
1. 适用范围:质量守恒定律只适用于化学变化,不能用于解释物理变化。像“水结成冰质量不变”“100 mL水与100 mL酒精混合体积小于200 mL”这类说法,虽然叙述的事实正确,但都不是化学变化,不能用质量守恒定律来解释。这是本课题最典型的一处错误。
2. “参加”二字:定律中强调“参加化学反应的”各物质,未参加反应的剩余反应物以及催化剂的质量都不能计入。批改时要看学生是否抓住了这一关键,防止机械记忆。
3. 气体问题:对于有气体参加或生成的反应,若在敞口容器中进行实验,由于气体的逸出或被忽略,天平可能不平衡,但这并不表示该反应不遵守质量守恒定律。可引导学生比较“敞口”与“密闭”两种装置的差异,体会实验设计的意义。
4. 微观解释:回答“质量守恒的原因”时,必须从原子入手,答出“原子的种类、数目、质量均不变”;只说“物质总质量不变”属于同义反复,不能得分。
5. 开放题评分:C层第11—13题答案开放,只要思路科学、操作可行、表述有条理即可给分;空泛表述(如“把装置密封起来”而不说明怎么做)只给基础分。
六、试题详情
(一)知识链接
为方便答题,先将本课题的基础知识梳理如下。
1. 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。
2. 理解要点:(1)研究对象是一切化学变化,不适用于物理变化;(2)“参加”指真正参加反应的那部分物质,剩余的反应物和催化剂的质量不计入;(3)指质量守恒,不是体积守恒,也不是分子、原子个数守恒;(4)“总和”既包括固体、液体,也包括气体,不能漏掉气体物质。
3. 微观解释:化学反应的过程,就是参加反应的各物质的原子重新组合成新物质的过程。在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以反应前后物质的质量总和必然相等。
4. 化学反应前后的“变与不变”:六个不变——物质的总质量、元素的种类、元素的质量、原子的种类、原子的数目、原子的质量;两个一定改变——物质的种类、分子的种类;两个可能改变——分子的数目、元素的化合价。
5. 验证实验:铜与氧气反应、铁与硫酸铜溶液反应,反应前后天平示数均不变;碳酸钠与稀盐酸反应(敞口)因生成的二氧化碳逸出,天平不平衡;镁条在空气中燃烧(敞口)因生成的氧化镁部分扩散、且参加反应的氧气未计入,天平不平衡。
6. 主要应用:(1)解释化学反应前后物质质量的变化;(2)推断物质的组成元素;(3)推断物质(或化学式)中某元素的原子个数比;(4)进行化学反应中有关物质质量的简单计算。
(二)A层 基础巩固(必做,第1—6题)
1.(选择)下列关于质量守恒定律的说法中,正确的是( )
A. 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
B. 10 g 水结成 10 g 冰,这一过程符合质量守恒定律
C. 100 mL 酒精与 100 mL 水混合后总体积小于 200 mL,这一过程符合质量守恒定律
D. 蜡烛燃烧后质量逐渐减小,说明该反应不遵守质量守恒定律
2.(选择)下列实验装置中,能直接用于验证质量守恒定律的是( )
A. 在敞口烧杯中让碳酸钠粉末与稀盐酸反应
B. 在敞口坩埚中点燃镁条,充分燃烧后称量
C. 在塞有橡胶塞、并用导管连接气球的密闭锥形瓶中加热铜粉
D. 在敞口烧杯中放置酒精,任其挥发后称量
3.(选择)化学反应前后,下列各项中一定没有发生变化的是( )
①原子的种类 ②原子的数目 ③分子的种类 ④分子的数目 ⑤元素的种类 ⑥物质的总质量 ⑦物质的种类
A. ①②⑤⑥ B. ①②③⑤⑥ C. ①③④⑤⑦ D. ②③④⑤⑥
4.(选择)从分子、原子的角度分析,化学反应前后物质的总质量保持不变,其原因是( )
A. 反应前后分子的种类不变
B. 反应前后原子的种类、数目、质量均不变
C. 反应前后分子的数目不变
D. 反应前后各物质的状态不变
5.(选择)某物质在氧气中完全燃烧,只生成二氧化碳和水,则该物质中( )
A. 一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素
B. 一定含有碳、氢、氧三种元素
C. 只含有碳、氢两种元素
D. 一定含有碳元素,可能含有氢元素
6.(选择)对于化学反应“A + B → C + D”,下列说法中正确的是( )
A. 若 A、B 的质量分别为 10 g、5 g,则 C、D 的质量之和一定为 15 g
B. 参加反应的 A、B 的质量之和,一定等于生成的 C、D 的质量之和
C. 反应前后物质的总质量不变,所以 A 与 B 的质量比一定是 1∶1
D. 若反应后 A 有剩余,则剩余部分的质量也要计入反应物的质量总和
(三)B层 能力提升(选做,第7—10题)
7.(数据分析)某密闭容器中发生某反应,测得反应过程中甲、乙、丙、丁四种物质的质量如下表所示。
(1)该反应中,属于反应物的是______(填物质名称,下同),属于生成物的是______。
(2)表中的“待测”值为______g。
(3)乙物质的质量在反应前后没有变化,乙可能是______(写出一种可能即可)。
(4)该反应所属的基本反应类型是______。
(5)该反应中,参加反应的甲与丁的质量比为______。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
20
5
5
20
反应后质量/g
待测
5
25
15
8.(实验分析)为验证质量守恒定律,小组同学设计了如下两个实验。
实验一:把盛有铜粉的锥形瓶(瓶口塞有橡胶塞,橡胶塞上插一根导管并系一个气球)放在天平上称量,然后加热铜粉,待反应完全并冷却至室温后再次称量。
实验二:把盛有碳酸钠粉末的敞口烧杯放在天平上称量,再向其中加入稀盐酸,充分反应后再次称量。
(1)实验一中,可观察到铜粉由红色变为______色,气球先______后______(填“胀大”或“缩小”);反应前后两次称量,天平示数______(填“不变”或“改变”)。
(2)实验一中气球的作用是______。
(3)实验二中,天平的指针向______(填“左”或“右”)偏转,原因是______。
(4)由实验二可得到的启示是:验证质量守恒定律时,凡有气体参加或生成的反应,都必须在______中进行。
9.(计算与推断)化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变。请回答下列问题。
(1)已知反应中反应物为 A、B,生成物为 C、D。若参加反应的 A 的质量为 8 g,生成 C 的质量为 20 g,生成 D 的质量为 4 g,则参加反应的 B 的质量为______g。
(2)某化合物在氧气中完全燃烧,只生成 8.8 g 二氧化碳()和 5.4 g 水()。则该化合物中一定含有的元素是______;是否含有氧元素?______(填“一定含有”“一定不含”或“无法确定”)。
(3)黑火药是我国古代四大发明之一,其爆炸时的反应可表示为:硫 + 硝酸钾 + 木炭 →(点燃)硫化钾 + 二氧化氮 + 二氧化碳。据此判断,黑火药中一定含有的元素是______。
10.(微观分析)某反应的微观示意图可描述为:反应前有 2 个一氧化碳分子()和 1 个氧分子(),反应后生成 2 个二氧化碳分子()。请回答:
(1)该反应所属的基本反应类型是______。
(2)反应前后,原子的种类______(填“改变”或“不变”,下同),原子的数目______。
(3)参加反应的一氧化碳与氧气的分子个数比为______。
(4)由上述分析可知,化学反应的实质是______。
(四)C层 素养拓展(选做,第11—13题)
11.(方案设计)在验证质量守恒定律时,有气体参加或生成的反应必须在密闭容器中进行。请完成下列任务。
(1)请写出一个“有气体生成”的化学反应(用文字表达式表示),并简要说明如何在装置上加以改进,使反应在密闭条件下进行。
(2)在空气中点燃镁条,充分燃烧后称量所得固体,发现质量比原镁条小;若在密闭容器中点燃等质量的镁条,完全反应后称量,却发现固体的质量增大了。请分别解释这两种现象,并说明它们是否与质量守恒定律相矛盾。
(3)有同学说:“有气体参加或生成的反应不遵守质量守恒定律。”这种说法是否正确?请说明理由。
12.(阅读与表达)阅读材料,回答问题。
材料一:17世纪,英国化学家波义耳把金属放在敞口容器中加热,结果发现反应后容器中物质的质量增加了,他把这一现象归因于“火微粒”具有质量。
材料二:18世纪,法国化学家拉瓦锡在密闭容器中研究氧化汞的分解与合成。他发现,45.0 份质量的氧化汞加热分解,恰好得到 41.5 份质量的汞和 3.5 份质量的氧气,反应前后各物质的质量总和相等。经过反复实验与定量研究,拉瓦锡终于确立了质量守恒定律。
(1)波义耳实验中“反应后物质的质量增大”,其真正原因是什么?
(2)拉瓦锡的实验数据中,45.0 与 41.5 + 3.5 之间是什么关系?这说明什么?
(3)从波义耳的错误认识到拉瓦锡的科学结论,你认为要作出可靠的科学结论需要具备哪些条件?(写出两点)
(4)拉瓦锡的研究方法对你的化学学习有什么启示?(写出一点)
13.(综合分析)一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
4
10
4
5
反应后质量/g
0
12
4
待测
(1)表中的“待测”值为______g。
(2)该反应中,一定属于反应物的是______(填物质名称,下同),一定属于生成物的是______。
(3)该反应所属的基本反应类型是______。
(4)参加反应的甲的质量,与生成的乙、丁的质量之和的关系是______。
(5)若甲为化合物,且甲、乙、丁三种物质中均含有同种元素,则乙和丁中至少有一种是______(填“单质”或“化合物”)。
七、答案与解析
(一)A层 基础巩固 参考答案与解析
1. A。解析:质量守恒定律的内容是“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”,A正确。水结成冰属于物理变化,B错;酒精与水混合属于物理变化,且该现象说明的是体积变化,不能用质量守恒定律解释,C错;蜡烛燃烧是化学变化,生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中,若把逸散的气体计入,反应前后总质量仍然相等,D错。
2. C。解析:验证质量守恒定律时必须选择化学变化,且若有气体参加或生成,须在密闭容器中进行。敞口烧杯中碳酸钠与稀盐酸反应,生成的二氧化碳逸出,无法直接验证,A错;敞口坩埚中镁条燃烧,白烟扩散且参加反应的氧气未计入,B错;密闭锥形瓶中加热铜粉,装置不漏气、气球可调节压强,能直接验证,C正确;酒精挥发属于物理变化,D错。
3. A。解析:化学反应前后,原子的种类、数目、质量以及元素的种类、元素的质量、物质的总质量都不变,因此①②⑤⑥符合题意。分子的种类一定改变(③不符合);分子的数目可能改变,也可能不变(④不符合);物质的种类一定改变(⑦不符合)。故选A。
4. B。解析:化学反应的实质是分子分裂成原子、原子重新组合成新分子。在此过程中,原子的种类、数目、质量均不变,所以反应前后物质的总质量必然相等,B正确。反应前后分子的种类一定改变,A错;分子的数目可能改变,C错;物质的状态可能变化,且与质量守恒无关,D错。
5. A。解析:该物质燃烧生成二氧化碳和水,说明其一定含有碳元素和氢元素。由于反应物中有氧气参加,生成物中的氧元素可能全部来自氧气,也可能部分来自该物质本身,因此氧元素是否存在无法确定(需要结合质量数据作定量判断),A正确。B、C、D均不严谨。
6. B。解析:由质量守恒定律可知,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,B正确。A 未说明 A、B 是否恰好完全反应,若有一种物质有剩余,则 C、D 的质量之和小于 15 g,A错;质量守恒与反应物之间的质量比无关,C错;“参加反应”的质量才计入,剩余部分不能计入,D错。
(二)B层 能力提升 参考答案与解析
7.(1)甲、丁;丙。解析:甲由 20 g 减少到待测值,丁由 20 g 减少到 15 g,两者质量减小,是反应物;丙由 5 g 增加到 25 g,质量增加,是生成物;乙质量不变,可能是催化剂或未参加反应的杂质。
(2)5。解析:由质量守恒定律可得,反应中减少的总质量等于增加的总质量。设待测值为 x,则 (20 − x) + (20 − 15) = 25 − 5,即 (20 − x) + 5 = 20,解得 x = 5。
(3)催化剂(或:未参加反应的杂质;答出一种即可)。
(4)化合反应。解析:该反应由甲、丁两种物质生成丙一种物质,符合“多变一”的特征,属于化合反应。
(5)3∶1。解析:参加反应的甲为 20 g − 5 g = 15 g,参加反应的丁为 20 g − 15 g = 5 g,两者质量比为 15∶5 = 3∶1。
评分提示:第(2)问重在体现“减少量等于增加量”这一守恒关系,只写出结果而未体现过程的,酌情扣分;第(3)问答“乙”或“催化剂”均可,答“不参加反应的物质”同样给分。
8.(1)黑;胀大;缩小;不变。解析:铜粉与氧气在加热条件下反应生成黑色的氧化铜;反应放热使瓶内气体受热膨胀,气球胀大,冷却后气体收缩,气球缩小;由于装置密闭,反应前后物质的总质量不变,天平示数不变。
(2)调节锥形瓶内的压强,防止瓶塞被冲开;同时起密封作用,防止瓶内外的物质发生交换。
(3)右;碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中,导致反应后烧杯内物质的质量减小,天平指针向右偏转。
(4)密闭容器(或密闭装置)。
评分提示:第(3)问必须答出“二氧化碳逸出”这一关键原因,只答“质量减小”而不说明原因的,只给基础分。
9.(1)16。解析:由质量守恒定律可得,参加反应的 A、B 的质量之和等于生成的 C、D 的质量之和,即 8 g + m(B) = 20 g + 4 g,解得 m(B) = 16 g。
(2)碳元素和氢元素;无法确定。解析:二氧化碳中的碳元素和反应生成的水中的氢元素一定来自该化合物;8.8 g 二氧化碳中含碳元素 8.8 g × 12/44 = 2.4 g,5.4 g 水中含氢元素 5.4 g × 2/18 = 0.6 g,两者之和为 3.0 g。由于题目没有给出该化合物的质量,无法判断这 3.0 g 是否等于该化合物的质量,因此氧元素是否存在无法确定。
(3)硫、钾、氮、碳(四种元素)。解析:生成物硫化钾、二氧化氮、二氧化碳中一共含有硫、钾、氮、碳、氧五种元素。由于反应在空气中进行,有氧气参加,所以氧元素可能来自空气,黑火药中一定含有的元素是硫、钾、氮、碳。
评分提示:第(2)问的“无法确定”是本小题的思维难点,学生若答“一定不含”,说明未能区分“生成物中的元素来源”与“化合物自身的组成”,应重点讲评。
10.(1)化合反应。解析:该反应由一氧化碳和氧气两种物质生成二氧化碳一种物质,符合“多变一”的特征,属于化合反应。
(2)不变;不变。
(3)2∶1。
(4)分子分裂成原子,原子重新组合成新的分子(或:在化学变化中,分子可以再分,原子不能再分,原子的种类、数目、质量均不变)。
评分提示:第(4)问若只答“生成了新物质”而未涉及分子、原子的变化过程,不得分。
(三)C层 素养拓展 参考答案与评分提示
11.(1)示例:碳酸钠 + 稀盐酸 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳(其他有气体生成的化学反应均可)。改进思路:把反应放在带有橡胶塞的锥形瓶(或广口瓶)中进行,将稀盐酸与碳酸钠分别放置,塞紧瓶塞后再使二者接触;也可在瓶塞上连接气球或注射器,使生成的气体不逸出装置。若选用能吸收气体的试剂,还可将生成的气体用氢氧化钠溶液吸收后再称量。
(2)在空气中燃烧时,生成的氧化镁有一部分以白烟的形式扩散到空气中,未能全部称量到,所以称得的固体质量比原镁条小;在密闭容器中燃烧时,镁与容器内的氧气反应,参加反应的氧气也被计入固体,所以固体质量增大,增大的质量恰好等于参加反应的氧气的质量。这两种现象都不与质量守恒定律矛盾——只要把参加反应的物质和生成的物质(包括气体)的质量都计入,反应前后物质的总质量一定相等。
(3)不正确。质量守恒定律适用于一切化学变化,与反应是否在密闭容器中进行无关。有气体参加或生成的反应同样遵守质量守恒定律;实验时若在敞口容器中进行,气体的质量没有被计入,才会出现“看似不等”的结果。
评分提示:第(1)问须写出具体的文字表达式与可行的装置改进办法,两者各占一定分值;第(2)问须分别解释“减小”与“增大”的原因,并明确“不矛盾”,缺一不可。
12.(1)波义耳在敞口容器中加热金属,金属与空气中的氧气发生了反应,生成了金属氧化物;同时,参加反应的氧气的质量以及容器内气体的进出没有被准确称量,导致他误认为反应后物质的质量增加了。实际上,把参加反应的所有物质和生成的物质的质量都计入,反应前后物质的总质量并没有改变。
(2)45.0 = 41.5 + 3.5,即反应前氧化汞的质量恰好等于反应后生成的汞与氧气的质量之和,说明化学反应前后各物质的质量总和相等,遵守质量守恒定律。
(3)参考示例:①实验装置要合理,有气体参加或生成的反应应在密闭容器中进行;②要进行准确的称量,用定量数据来支持结论;③要有严谨求实的态度,反复实验、反复验证;④要敢于怀疑已有的观点,尊重实验事实。(写出两点即可)
(4)参考示例:学习化学要重视定量研究,不能只看现象;设计实验时要考虑气体的影响,注意装置的密封性;要用实验事实说话,养成严谨的科学态度。
评分提示:第(1)问答出“有氧气参加反应”“称量不完整”中任一层意思即可;第(3)、(4)问只要体现“尊重事实、定量研究、严谨求实、敢于质疑”中的任一层意思即可给分。
13.(1)7。解析:由质量守恒定律可得,反应中减少的总质量等于增加的总质量。甲由 4 g 减少到 0,减少了 4 g;乙由 10 g 增加到 12 g,增加了 2 g;丙质量不变;设丁的待测值为 y,则 4 = 2 + (y − 5),解得 y = 7。
(2)甲;乙、丁。解析:甲的质量减小,是反应物;乙、丁的质量均增大,是生成物;丙的质量不变,可能是催化剂或未参加反应的杂质。
(3)分解反应。解析:该反应由甲一种物质生成乙、丁两种物质,符合“一变多”的特征,属于分解反应。
(4)相等(或:参加反应的甲的质量等于生成的乙、丁的质量之和,即 4 g = 2 g + 2 g)。
(5)单质。解析:由化学反应前后元素的种类不变可知,乙、丁中所含的元素一定来自甲。若甲是化合物,其中含有两种或两种以上元素,则乙、丁中至少有一种只含一种元素,即至少有一种是单质。
评分提示:第(4)问须体现出具体的守恒关系,只写“相等”而未与数据对应的,酌情扣分;第(5)问若只答出“单质”而不作解释的,可给一半分值。
(四)命题说明
本作业依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》和人教版2024年版九年级化学上册第五单元课题1编写。A层对应学业质量“合格”水平,考查基础理解与基本应用;B层对应“良好”水平,考查数据分析与推理表达;C层对应“优秀”水平,考查方案设计、史料反思与综合迁移。各层题目既可整体使用,也可按“质量守恒定律的内容与探究”“质量守恒定律的理解与应用”两部分拆分为两课时的课内练习与课后巩固任务。
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