内容正文:
课题1 质量守恒定律(讲义)
人教版 九年级上册 第五单元 化学反应的定量关系
一、知识清单
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. 适用范围:适用于一切化学反应,不适用于物理变化,如冰熔化、酒精挥发。
3. 微观实质:化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不改变,这是质量守恒的根本原因。
4. 宏观表现:反应前后元素的种类不变、元素的质量不变、物质的总质量不变。
5. 必然改变:分子的种类改变、物质的种类改变;分子的数目可能改变也可能不变。
6. 应用要点:用定律推断物质的组成、解释质量变化、判断是否遵循守恒。
二、四维核心素养
化学观念:建立“化学反应前后质量守恒”的守恒观念,体会宏观现象与微观本质的统一。
科学思维:能结合原子、分子的知识,从宏观与微观相结合的角度分析质量守恒的原因。
科学探究:通过白磷燃烧、铁钉与硫酸铜溶液等实验,经历猜想、观察、分析、归纳的过程。
科学态度与责任:树立实事求是、严谨求真的科学态度,敢于对现象提出质疑并加以验证。
三、重难点
重点:理解并掌握质量守恒定律的内容,能从微观实质和宏观表现两个层面说明化学反应前后质量守恒。
难点:运用质量守恒定律解释化学反应中的质量变化,推断物质的组成与质量关系,正确区分参加反应的物质与剩余的物质。
四、课堂练习
第一部分 质量守恒定律的内容
【知识点回顾】质量守恒定律是指: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。它是化学变化中普遍遵循的规律,只适用于化学反应。理解时必须抓住“参加反应”四个字——反应结束后剩余、没有参加反应的物质,其质量不能计入反应物的质量总和;反应器、催化剂等不参与反应的物质质量也不能混入比较。若出现质量“增大”或“减小”的现象,多是因为有气体参与或生成,或是在敞口容器中气体逸出所致。
一、判断下列说法是否正确,正确的写“对”,错误的写“错”。
1. 铁丝在氧气中燃烧后,固体质量变大,说明该反应不遵循质量守恒定律。
2. 10克冰完全熔化成10克水,这一过程可以用质量守恒定律来解释。
3. 密闭容器中发生的任何化学反应,反应前后容器内物质的总质量都保持不变。
4. 参加反应的各物质的质量总和,一定等于反应后生成的各物质的质量总和。
二、选择正确的答案,把字母填在括号里。
5. 下列对质量守恒定律的理解,正确的是( )
A. 一切变化都遵循质量守恒定律
B. 化学反应中生成物的总质量一定等于反应物的总质量
C. 参加反应的各物质的质量总和,等于生成的各物质的质量总和
D. 化学反应前后物质的总质量可以增大或减小
6. 下列说法正确的是( )
A. 质量守恒定律只适用于密闭容器内的化学反应
B. 有气体参加或生成的化学反应不遵循质量守恒定律
C. 质量守恒定律是化学变化中普遍遵循的规律
D. 化学反应中反应物的质量可能不等于生成物的质量
三、简答。
7. 为什么说“冰熔化前后质量不变”不能用质量守恒定律来解释?
第二部分 微观实质与宏观表现
【知识点回顾】从微观上看,化学反应的实质是分子分裂成原子,原子再重新组合成新的分子。在整个过程中,原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,因此反应前后各物质的质量总和必然相等。这是质量守恒定律的本质原因。从宏观上看,反应前后元素的种类不变、各元素的质量不变、物质的总质量不变;发生改变的是分子的种类和物质的种类,分子的数目可能改变也可能不变。
一、填空。
1. 化学反应的微观实质是:分子____成原子,原子再重新____成新的分子。
2. 化学反应前后,原子的____、____、____都不改变,这是质量守恒定律的微观本质。
3. 从宏观上看,化学反应前后____的种类不变,____的质量不变,物质的总质量不变。
4. 在化学反应中,一定改变的是____的种类,可能改变的是____的数目。
二、选择。
5. 化学反应前后,一定不改变的是( )
A. 分子的种类 B. 分子的数目 C. 原子的种类 D. 物质的种类
6. 下列说法错误的是( )
A. 原子是化学变化中的最小粒子
B. 化学反应前后原子数目不变
C. 化学反应中原子种类可能发生变化
D. 化学变化的本质是原子的重新组合
三、简答。
7. 为什么化学反应前后物质的总质量保持不变?请从原子的角度加以说明。
第三部分 实验验证
【知识点回顾】验证质量守恒通常采用密闭体系,比较反应前后天平是否平衡。典型实验有二:一是在密闭锥形瓶中点燃白磷,白磷燃烧生成五氧化二磷,反应前后天平保持平衡;二是将铁钉放入硫酸铜溶液中,铁钉表面析出红色固体(铜),溶液由蓝色逐渐变为浅绿色(生成硫酸亚铁),反应前后天平保持平衡。要注意:有气体参与或生成的反应必须在密闭容器中进行,否则气体逸出或进入会使天平失衡,造成“质量不守恒”的假象。
一、填空。
1. 验证质量守恒的实验,一般要选用____(填“密闭”或“敞口”)体系。
2. 白磷在密闭锥形瓶中燃烧,产生大量的____,反应前后天平保持____。
3. 铁钉放入硫酸铜溶液中,铁钉表面出现____色固体,溶液由____色逐渐变为____色。
4. 反应前后天平平衡,说明反应前后物质的总质量____。
二、选择。
5. 在密闭锥形瓶中点燃白磷验证质量守恒,下列说法正确的是( )
A. 白磷燃烧后固体质量变大,说明质量不守恒
B. 生成的白磷燃烧产物质量等于消耗的白磷与氧气质量之和
C. 反应后天平不再平衡
D. 该实验必须在敞口容器中进行
6. 铁钉放入硫酸铜溶液,能证明质量守恒的现象是( )
A. 铁钉表面变红 B. 溶液颜色改变 C. 反应前后天平平衡 D. 有气泡产生
三、简答。
7. 为什么验证有气体参加或生成的反应是否遵循质量守恒时,必须在密闭容器中进行?
第四部分 适用范围与注意事项
【知识点回顾】质量守恒定律适用于一切化学反应,但不适用于物理变化。运用时要注意:一是只有“参加反应”的物质才能计入质量,剩余物和催化剂不计入;二是所有参与反应的物质(包括气体)的质量都要考虑进去;三是定律说的是“质量”守恒,不是体积守恒,也不是分子个数守恒;四是要区分“参加反应的物质质量”和“反应后剩余的混合物质量”。
一、判断。
1. 质量守恒定律适用于所有化学反应,也适用于所有物理变化。
2. 催化剂的质量在化学反应前后不变,可以把催化剂的质量计入反应物质量来比较。
3. 质量守恒是指反应前后物质的质量相等,而不是体积或分子个数守恒。
4. 参加反应的白磷质量与消耗的氧气质量之和,等于生成的五氧化二磷质量。
二、选择。
5. 关于质量守恒定律,下列说法正确的是( )
A. 化学反应前后分子的数目一定不变
B. 化学反应前后原子的质量可能改变
C. 化学反应前后物质的质量总和保持不变
D. 只有气体反应才遵循质量守恒定律
6. 在敞口容器中加热某固体,固体质量减小,下列说法正确的是( )
A. 该反应不遵循质量守恒定律
B. 质量减小可能是因为生成了气体并逸出
C. 该固体一定发生了物理变化
D. 固体质量减小说明质量守恒定律不成立
三、简答。
7. 在敞口容器中加热某固体,剩余固体的质量为什么会减小?这一现象符合质量守恒定律吗?
第五部分 综合应用与推断
【知识点回顾】质量守恒定律的主要应用:一是解释化学反应中质量变化的现象;二是推断物质的元素组成——根据反应前后元素种类不变,可以判断某物质中一定含有或可能含有哪些元素;三是根据反应前后质量关系,推断反应物或生成物的质量,判断某物质是反应物还是生成物。
一、选择。
1. 某物质在空气中燃烧生成二氧化碳和水,则该物质中( )
A. 一定含有碳、氢、氧三种元素
B. 一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素
C. 只含有碳、氢元素
D. 只含有氧元素
2. 反应物甲、乙的质量分别为10克和12克,充分反应后生成的丙、丁中测得丙为8克,则丁的质量为( )
A. 22克 B. 14克 C. 12克 D. 无法确定
3. 密闭容器内某化学反应前后,各物质的质量为:甲由18克变为10克,乙始终为2克,丙由0克变为6克,丁由0克变为4克。下列说法正确的是( )
A. 甲是生成物 B. 乙是反应物 C. 乙可能是催化剂 D. 丙是反应物
二、简答。
4. 蜡烛燃烧后质量变小,能不能说明蜡烛燃烧不遵循质量守恒定律?为什么?
5. 将一定质量的白磷在密闭容器中完全燃烧,反应前后容器内物质的总质量不变。请说明原因。
6. 某物质在氧气中充分燃烧,只生成二氧化碳和水。据此判断,该物质中一定含有什么元素?是否一定含有氧元素?请说明理由。
五、参考答案
第一部分
一、判断
1. 错。铁丝燃烧后生成物包含铁和氧元素组成的氧化物,生成物质量大于铁丝质量,但生成物质量等于参加反应的铁与氧气的质量之和,遵循质量守恒定律。
2. 错。冰熔化是物理变化,质量守恒定律只适用于化学变化。
3. 对。密闭容器中无物质进出,反应前后总质量不变。
4. 对。这正是质量守恒定律的内容。
二、选择
5. C
6. C
三、简答
7. 因为冰熔化只是物质状态的变化,没有生成新物质,属于物理变化;质量守恒定律只适用于化学变化,所以不能用它解释。
第二部分
一、填空
1. 分裂;组合
2. 种类;数目;质量
3. 元素;元素
4. 分子(物质);分子
二、选择
5. C
6. C
三、简答
7. 化学反应的实质是分子分裂成原子,原子重新组合成新的分子;在反应前后原子的种类、数目、质量都不改变,原子的总质量不变,所以反应前后物质的总质量保持不变。
第三部分
一、填空
1. 密闭
2. 白烟(大量烟雾);平衡
3. 红;蓝;浅绿
4. 保持不变(相等)
二、选择
5. B
6. C
三、简答
7. 因为若有气体参加或生成,在敞口容器中气体会逸出或进入,导致测量到的质量不完整,无法反映反应前后各物质质量的真实关系,容易误认为质量不守恒;只有在密闭容器中,所有物质(包括气体)都留在容器内,才能正确验证质量守恒。
第四部分
一、判断
1. 错。质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。
2. 错。催化剂只是改变化学反应速率,本身不参加反应,其质量不能计入反应物质量。
3. 对。定律说的是质量守恒,不是体积或分子个数守恒。
4. 对。生成的五氧化二磷质量等于参加反应的白磷与氧气的质量之和。
二、选择
5. C
6. B
三、简答
7. 因为在敞口容器中加热,固体分解放出的气体逸散到空气中,未被称量,所以剩余固体质量减小;若把逸出的气体质量也计入,总质量仍保持不变,符合质量守恒定律。
第五部分
一、选择
1. B
2. D
3. C
二、简答
4. 不能。蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,未被称量,所以看起来质量变小;若把生成的气体也计入,蜡烛与消耗的氧气质量之和等于生成的二氧化碳和水质量之和,遵循质量守恒定律。
5. 白磷在密闭容器中燃烧,参加反应的白磷与氧气质量之和等于生成的五氧化二磷质量;由于容器密闭,没有物质进出,反应前后容器内物质的总质量保持不变。
6. 反应生成二氧化碳和水,说明生成物中含有碳、氢、氧元素;根据反应前后元素种类不变,该物质中一定含有碳、氢两种元素。至于氧元素,既可能来自该物质本身,也可能全部来自氧气,因此不能确定该物质中一定含有氧元素,只能说可能含有。
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