5.2 化学变化中的质量关系 导学案-2026-2027学年九年级化学北京版上册

第五章 第二节 化学变化中的质量关系 导学案 北京版 · 初中化学 · 九年级上册 一、四维核心素养 化学观念：认识质量守恒定律，建立化学变化中质量守恒的物质观。 科学思维：通过实验事实归纳推理，建立宏观现象与微观本质的联系。 科学探究：通过定量实验探究化学反应前后质量关系，体验科学探究过程。 科学态度与责任：培养严谨求实的科学态度，认识定量研究的重要意义。 二、重难点 重点：质量守恒定律的内容及其涵义；从宏观和微观两个层面理解质量守恒定律的本质。 难点：从微观角度（原子的种类、数目、质量不变）解释质量守恒定律；运用质量守恒定律解释日常生活中的化学现象，并进行简单的质量推理与判断。 三、课前预习案 （一）填空题 1. 参加化学反应的各物质的质量______，等于反应后______的各物质的质量______，这个规律叫做质量守恒定律。 2. 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______而生成其他物质（生成物）的过程。在化学反应中，反应前后原子的______没有改变，原子的______没有增减，原子的______也没有改变。 3. 从宏观和微观角度归纳质量守恒定律，可概括为“五个不变、两个一定改变、一个可能改变”： （1）五个不变：宏观上，参加反应的各物质的总质量______，元素的______不变；微观上，原子的______不变，原子的______不变，原子的______不变。 （2）两个一定改变：宏观上，物质的______一定改变；微观上，分子的______一定改变。 （3）一个可能改变：分子的______可能改变。 （二）选择题 4. 下列说法中，符合质量守恒定律的是（ ） A. 蜡烛完全燃烧后，质量减少了，说明该反应不遵守质量守恒定律 B. 镁条在空气中燃烧后，生成物的质量比镁条大，说明该反应不遵守质量守恒定律 C. 10克冰融化成10克水，说明该变化遵守质量守恒定律 D. 铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量大于铁丝的质量，说明该反应遵守质量守恒定律 5. 化学反应前后，下列各项中肯定没有发生变化的是（ ） ①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量 A. ①③⑤⑥ B. ①③④⑥ C. ①②⑤⑥ D. ②③⑤⑥ 6. 某物质在空气中完全燃烧后生成二氧化碳和水，则该物质中（ ） A. 只含有碳元素和氢元素 B. 一定含有碳、氢、氧三种元素 C. 一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素 D. 无法确定含有哪些元素 7. 下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ） A. 蜡烛燃烧后越来越短，最终消失 B. 镁条燃烧后生成物的质量比镁条大 C. 湿衣服晾干后质量变轻 D. 高锰酸钾受热分解后剩余固体质量减小 （三）简答题 8. 为什么铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比原来铁丝的质量大？请用质量守恒定律加以解释。 9. 高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量小，这是否违背质量守恒定律？为什么？ 四、课中探究案 探究活动一：白磷燃烧前后质量的测定 【实验步骤】在底部铺有细沙的锥形瓶中放入一小堆干燥的白磷。在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管，在其上端系牢一个小气球，并使玻璃管下端能与白磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。然后取下锥形瓶，将玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧，并将白磷引燃。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，观察天平是否平衡。 10. 实验过程中观察到哪些主要现象？请至少写出两点。 11. 玻璃管上端系一个小气球，其作用是什么？ 12. 锥形瓶底部铺一层细沙的目的是什么？ 13. 反应前后天平是否平衡？由此可以得出什么结论？ 14. 若实验后发现天平指针偏右（即生成物一侧偏轻），可能的原因是什么？请写出一条合理的原因。 探究活动二：铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 【实验步骤】在锥形瓶中加入适量硫酸铜溶液，塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净，和锥形瓶一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量。将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察实验现象。待反应一段时间后溶液颜色发生改变时，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量，记录所称的质量。比较反应前后的质量。 15. 实验中观察到哪些现象？请从铁钉表面和溶液颜色两个方面描述。 16. 反应前后天平是否平衡？该实验能否验证质量守恒定律？ 17. 铁钉在实验前为什么要用砂纸打磨干净？ 探究活动三：盐酸与碳酸钠粉末反应 【实验步骤】把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡。取下小烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸与小烧杯中的碳酸钠粉末反应。一段时间后，再把小烧杯放在托盘天平上，观察天平是否平衡。 18. 实验中观察到什么现象？天平是否仍然保持平衡？ 19. 这个反应是否遵守质量守恒定律？如果天平不平衡，请解释原因。 20. 请提出一种改进实验装置的方法，使天平在反应后仍然保持平衡。 探究活动四：镁条燃烧 【实验步骤】取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量。在石棉网上方将镁条点燃，将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，比较反应前后的质量。 21. 镁条燃烧时观察到什么现象？ 22. 实验结果发现反应后固体产物的质量比原镁条的质量增加了，请用质量守恒定律解释原因。 23. 另有同学做了同样的实验，却发现反应后称量的质量比反应前减少了，请分析可能的原因。 综合拓展 24. 请从微观角度解释：为什么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？ 25. 现有反应：物质A与物质B反应生成物质C。若有10克A和5克B充分反应，反应后A剩余3克，B恰好完全反应，则生成C的质量为多少克？请写出计算过程。 26. 某化合物在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水。已知该化合物的质量为4.6克，生成二氧化碳的质量为8.8克，生成水的质量为5.4克。请通过计算判断：该化合物中含有哪几种元素？各元素的质量分别是多少克？（提示：二氧化碳中碳元素的质量分数为3/11，水中氢元素的质量分数为1/9） 27. 结合上述四个探究活动，请归纳：在验证质量守恒定律的实验中，对于有气体参加或有气体生成的反应，在实验装置选择上应注意什么问题？ 五、参考答案 【课前预习案】 1. 总和；生成；总和。 2. 组合；种类；数目；质量。 3.（1）不变；种类；种类；数目；质量。 （2）种类；种类。 （3）总数。 4. D。解析：蜡烛燃烧质量减少是因为生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，仍遵守质量守恒定律，A错误；镁条燃烧后质量增大是因为结合了空气中氧气的质量，仍遵守质量守恒定律，B错误；冰融化成水是物理变化，不能用质量守恒定律解释，C错误；铁丝在氧气中燃烧后生成物质量增大是因为结合了氧气的质量，遵守质量守恒定律，D正确。 5. A。解析：化学反应前后，原子数目、元素种类、原子种类、物质总质量均不变；分子数目可能改变也可能不变；物质种类一定改变。故选①③⑤⑥。 6. C。解析：根据质量守恒定律，生成物二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素一定来自该物质；由于参加反应的氧气中含有氧元素，无法判断该物质中是否含有氧元素。因此该物质一定含碳、氢元素，可能含氧元素。 7. C。解析：湿衣服晾干是水的蒸发，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释。蜡烛燃烧、镁条燃烧、高锰酸钾受热分解均属于化学变化，均可用质量守恒定律解释。 8. 根据质量守恒定律，参加反应的铁丝和氧气的质量总和等于生成的四氧化三铁的质量。四氧化三铁的质量等于参加反应的铁丝质量与参加反应的氧气质量之和，因此生成物的质量比原来铁丝的质量大。 9. 不违背质量守恒定律。高锰酸钾受热分解后生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。根据质量守恒定律，参加反应的高锰酸钾的质量等于剩余固体（锰酸钾和二氧化锰）的质量与生成氧气的质量之和。由于氧气是气体，逸散到空气中，没有称量到，所以剩余固体的质量比原反应物的质量小。 【课中探究案】 10. 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；气球先膨胀后变瘪。 11. 防止白磷燃烧放热使瓶内气体膨胀将橡胶塞冲出，同时起到密闭容器的作用，防止瓶内物质逸散，保证称量准确。 12. 防止白磷燃烧放热使锥形瓶底部受热不均而炸裂。 13. 天平仍然保持平衡。说明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，即该反应遵守质量守恒定律。 14. 装置漏气，导致部分生成物或瓶内气体逸出；或反应后气球膨胀受到空气浮力影响；或锥形瓶冷却不充分就称量等。（写出一条合理原因即可） 15. 铁钉表面出现红色物质（铜）；溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 16. 天平仍然保持平衡。该实验在密闭容器中进行，没有物质逸散，能够验证质量守恒定律。 17. 除去铁钉表面的铁锈或污物，使铁钉与硫酸铜溶液充分接触反应，保证实验现象明显、反应充分。 18. 烧杯中有大量气泡产生。天平失去平衡，指针偏向砝码一侧（即反应物一侧偏重，生成物一侧偏轻）。 19. 该反应仍然遵守质量守恒定律。由于烧杯是敞口的，反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，没有被称量到，导致反应后称量的总质量小于反应前。 20. 将烧杯改为密闭容器（如在锥形瓶中进行并塞紧橡胶塞），使反应生成的气体不会逸散，即可使天平保持平衡。 21. 镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量热，生成白色固体。 22. 根据质量守恒定律，参加反应的镁条和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量。氧化镁的质量等于参加反应的镁条质量与参加反应的氧气质量之和，因此反应后固体产物的质量比原镁条的质量增加了。 23. 镁条燃烧生成的氧化镁部分以白烟的形式逸散到空气中，没有全部留在石棉网上，导致称量到的生成物质量减少。 24. 化学反应的过程，就是参加反应的各物质的原子重新组合的过程。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变。因此，参加化学反应的各物质的质量总和必然等于反应后生成的各物质的质量总和。 25. 参加反应的A的质量为10克−3克=7克，参加反应的B的质量为5克。根据质量守恒定律，生成C的质量=参加反应的A的质量+参加反应的B的质量=7克+5克=12克。 26. 二氧化碳中碳元素的质量=8.8克×3/11=2.4克；水中氢元素的质量=5.4克×1/9=0.6克。生成物中碳元素和氢元素的总质量=2.4克+0.6克=3.0克。由于3.0克<4.6克，说明该化合物中除碳、氢元素外还含有氧元素，氧元素的质量=4.6克−3.0克=1.6克。因此该化合物中含有碳元素、氢元素和氧元素，质量分别为2.4克、0.6克、1.6克。 27. 对于有气体参加或有气体生成的反应，必须在密闭容器中进行实验，防止参加反应的气体或生成的气体逸散到空气中或进入空气中，导致称量不准确，无法正确验证反应前后总质量相等的关系。 学科网（北京）股份有限公司 $