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第五单元 化学反应的定量关系
课 题 1 质 量 守 恒 定 律
素养目标
1．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。
2．理解质量守恒定律的微观本质；能利用质量守恒定律解决问题。
3．能遵循科学探究脉络理性思考问题，提升判断能力，培养“科学思维”的核心素养。
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任务一　质量守恒定律的探究
1．质量守恒定律的实验验证(立足教材)
实验方案 方案一：铜粉与氧气反应 方案二：铁丝与硫酸铜溶液反应 方案三：盐酸与碳酸钠反应 方案四：镁条燃烧
原理 Cu＋O2CuO Fe＋CuSO4―→FeSO4＋Cu　 Na2CO3＋HCl―→NaCl＋H2O＋CO2 Mg＋O2MgO　
装置 INCLUDEPICTURE"C146.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C146.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C146.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C146.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"C147.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C147.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C147.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C147.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"C148.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C148.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C148.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C148.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"CH111.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\CH111.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\CH111.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\CH111.tif" \* MERGEFORMATINET
现象 ①铜粉由红色变为______②气球先______，冷却后________③m前＝m后 ①铁丝表面有____________生成，溶液由蓝色变为浅绿色②m前＝m后 ①固体减少，同时产生________②m前________m后 ①发出耀眼的白光，生成______②m前________m后
结论 — — 由于生成的二氧化碳气体逸散到空气中，反应前后称量的质量不相等 由于空气中的氧气参与反应，导致反应前后称量的质量不相等
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
温馨提示　　　气球的作用：一是调节锥形瓶内的压强，起缓冲作用；二是起密封作用，防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换。
2．反思评价(点亮思维)
(1)所选的化学反应，反应现象要明显。
(2)任何化学反应都遵守质量守恒定律，实验中造成反应前后称量的质量不相等的原因：
①有的反应物或生成物的质量未计算在内(如气体的质量)；
②有气体参与的反应，由于装置气密性不好，造成部分物质进入反应装置或生成物逸出反应装置。
3．实验创新——方案三的改进(素养提升)
(1)若不改变装置，可将试剂换成反应后没有气体生成的物质，如硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液。
(2)若不改变试剂，可采用下图的改进装置。(提示：氢氧化钠溶液能吸收生成的二氧化碳)
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INCLUDEPICTURE"L1.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L1.tif" \* MERGEFORMATINET 2024北京海淀区期末用如图实验研究质量守恒定律。
INCLUDEPICTURE"C150.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C150.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C150.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C150.tif" \* MERGEFORMATINET
(1)实验1中，将铁钉放入盛有硫酸铜溶液的锥形瓶中，能够证明质量守恒定律成立的现象是__________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)实验2中，发现铜片在空气中灼烧后表面生成黑色固体(CuO)，则固体质量________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验3中，观察到反应后天平不平衡，从物质变化的视角解释原因： ______________________________________________________________。
任务二　质量守恒定律及其应用
1．内容：参加____________的各物质的____________，等于反应后生成的各物质的____________。
2．质量守恒定律的理解
(1)适用范围：适用于所有的化学反应，不适用于物理变化。
(2)各物质：指所有参与反应的反应物和生成物，包括呈固态、液态、气态的所有的物质。
(3)质量守恒：是指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒。
3．应用
INCLUDEPICTURE"C151.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C151.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C151.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C151.tif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE"L2.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L2.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L2.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L2.tif" \* MERGEFORMATINET 下列变化能用质量守恒定律解释的是(　　)
A．高锰酸钾加热后剩余固体质量比反应前减少
B．水变成水蒸气前后的质量相等
C．1 g食盐溶解到10 g水中得到11 g食盐水
D．1 L植物油倒入1 L水后的体积为2 L
INCLUDEPICTURE"L3.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L3.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L3.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L3.tif" \* MERGEFORMATINET 2023湖南怀化中考改编一定条件下，下列物质在密闭容器内反应一段时间，测得反应前后各物质的质量关系如下表：
物质 X Y Z W
反应前质量/g 5 2．2 16．2 0．9
反应后质量/g a 4．4 8．1 1．8
根据上表信息判断，下列说法中不正确的是(　　)
A．a＝10　　　　　　　　　　　
B．该反应属于化合反应
C．Z为化合物
D．反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22?9
变式12023四川乐山中考已知物质R由一种或多种物质组成。取一定质量的R在足量的氧气中完全燃烧，生成4．4 g二氧化碳和3．6 g水，下列分析不正确的是(　　)
A．参加反应的R和氧气的质量总和一定等于8．0 g
B．所取R质量的最小值为1．6 g
C．R可能是酒精(C2H5OH)
D．若R为CO和H2的混合物，则CO和H2的分子个数比为1∶2
变式22023山东滨州中考密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"C152.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C152.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C152.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C152.tif" \* MERGEFORMATINET
A．物质甲是生成物
B．反应后物质乙的质量分数是18%
C．该化学反应中甲、乙两物质的质量比是14?3
D．物质丁一定是该反应的催化剂
任务三　质量守恒定律的微观本质
1．化学反应的实质
化学反应的过程，就是参加反应的________的原子重新组合而生成________的过程。可表示如下：
INCLUDEPICTURE"C153.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C153.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C153.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C153.tif" \* MERGEFORMATINET
2．微观解释
在化学反应中，反应前后原子的________和________不变，各原子的________也没有改变，所以反应前后的质量总和必然相等。
巧思妙计　　化学反应前后的“变”与“不变”
INCLUDEPICTURE"C154.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C154.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C154.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C154.tif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE"L4.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L4.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L4.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\L4.tif" \* MERGEFORMATINET 2024邯郸期末某化学反应的微观示意图如图所示(“INCLUDEPICTURE"C155白.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155白.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155白.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155白.tif" \* MERGEFORMATINET ”和“INCLUDEPICTURE"C155黑.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155黑.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155黑.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155黑.tif" \* MERGEFORMATINET ”表示两种不同的原子)，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"C155.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C155.tif" \* MERGEFORMATINET
A．该反应不遵守质量守恒定律
B．该反应是分解反应
C．该反应前后原子种类、数目不守恒
D．反应生成的两种物质的分子个数比为4?1
变式3科学家发现，利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛(化学式为HCHO，有毒)，其反应微观示意图如图。下列有关该反应的说法错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"C156.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C156.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C156.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\C156.tif" \* MERGEFORMATINET
A．该反应可解决甲醛带来的室内空气污染问题
B．甲醛属于氧化物
C．该反应过程中原子种类没有发生改变
D．该反应的生成物是水和二氧化碳
第五单元　化学反应的定量关系
课题1 质量守恒定律
任务一　质量守恒定律的探究
1．黑色；鼓起；变瘪；红色物质；大量气泡；>；白色固体；<
例1　(1)铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，反应后天平平衡　(2)变大　(3)生成物中有二氧化碳气体，逸散到空气中
点拨：(2)铜与氧气反应生成氧化铜，固体中增加了参加反应的氧气的质量，则固体质量变大。(3)生成物中有二氧化碳气体，逸散到空气中，因此观察到反应后天平不平衡。
任务二　质量守恒定律及其应用
1．化学反应；质量总和；质量总和
例2　A
例3　B　点拨： 根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则5 g＋2.2 g＋16.2 g＋0.9 g＝a g＋4.4 g＋8.1 g＋1.8 g，a＝10，A正确；反应后，X、Y、W的质量增加，是生成物，Z的质量减小，是反应物，符合“一变多”的特点，属于分解反应，B错误；该反应中，Z是分解反应的反应物，则Z一定是化合物，C正确；反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为(4.4 g－2.2 g)?(1.8 g－0.9 g)＝22?9，D正确。
变式1　C　点拨：根据质量守恒定律，反应后的二氧化碳和水一共为4.4 g＋3.6 g＝8.0 g，故反应前参加反应的R和氧气的质量总和也为8.0 g，A正确；反应后的二氧化碳中碳元素的质量为4.4 g×＝1.2 g，水中氢元素的质量为3.6 g×＝0.4 g，根据反应前后元素的种类和质量保持不变，反应前R中的碳元素和氢元素分别为1.2 g和0.4 g，因R至少由C、H两种元素组成，R质量的最小值为1.2 g＋0.4 g＝1.6 g，B正确；由B可知R中C、H元素质量比为1.2 g∶0.4 g＝3∶1，而酒精(C2H5OH)中C、H元素质量比为(2×12)∶(6×1)＝4∶1，C错误；由上述分析知，B中C、H原子个数比为(1.2 g÷12)∶(0.4 g÷1)＝1∶4，若R为CO和H2的混合物，因一个H2分子由两个氢原子构成，故CO和H2的分子个数比为1∶＝1∶2，D正确。
变式2　C　点拨：反应后甲的质量分数减少了70%－42%＝28%，故甲是反应物；反应后乙的质量分数为1－42%－40%－10%＝8%，则乙的质量分数减少了14%－8%＝6%，故乙是反应物；丙是生成物，反应后增加的质量分数为40%－6%＝34%；丁的质量分数不变。由上述分析知，物质甲是反应物，A错误；反应后乙的质量分数为8%，B错误；该化学反应中甲、乙两物质的质量比是28%?6%＝14?3，C正确；丁反应前后质量分数不变，可能是该反应的催化剂或不参与反应的物质，D错误。
任务三　质量守恒定律的微观本质
1．各物质(反应物)；新物质(生成物)
2．种类；数目；质量
例4　B　点拨：任何化学反应都遵守质量守恒定律，A错误；由图可知，有一个“INCLUDEPICTURE"D+3.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上册，北京\\D+3.tif" \* MERGEFORMATINET ”分子没有参与化学反应，前后抵消掉这个分子，故反应生成的两种物质的分子个数比为3?1，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，B正确，D错误；化学反应前后原子的种类、数目不变，C错误。
变式3　B　点拨：该反应是甲醛和氧气在催化条件下反应生成二氧化碳和水。该反应将HCHO转化为CO2和H2O，可解决甲醛带来的室内空气污染问题，A正确；甲醛中含有三种元素，不属于氧化物，B不正确；由质量守恒定律可知，在化学反应前后，原子的种类不变，C正确；由上述分析可知，该反应的生成物是水和二氧化碳，D正确。

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