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第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
导入新课
在一定条件下，反应物发生了化学反应生成新的物质，如镁条燃烧生成氧化镁，水电解产生氢气和氧气，那么反应物与生成物的质量之间究竟存在什么关系呢？化学家从很早便开始关注这个问题。
人教课本上册P92
图5-1 氧化汞受热分解
1744年，拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞的分解和合成反应中，各物质质量之间的变化关系。
氧化汞 汞 + 氧气
加热
45.0份 41.5份 3.5份
反应前后各物质的质量总和没有改变。这难道是巧合吗？
45.0 = 41.5 + 3.5
一、质量守恒定律
探究
反应前后物质的质量关系
当物质发生化学反应生成新物质时，反应物的质量总和与生成新物质的质量总和相比较，存在什么关系？
请你在实验中观察和探究以下问题，并结合实验条件思考和做出分析：
（1）反应物和生成物的状态及其他变化；
（2）实验中观察到的质量变化情况。
方案一 在底部铺有细沙的锥形瓶中，放一小堆干燥的红（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红磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡，记录所称的质量m1。然后，取下锥形瓶，将橡胶塞上的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，并将红磷引燃。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，记录所称的质量m2。
图5-2 红磷燃烧前后质量的测定
磷 + 氧气 五氧化二磷
P O2 P2O5
点燃
人教课本上册P92
人教课本上册P93
图5-2 红磷燃烧前后质量的测定
注意
在化学实验中天平的使用要注意：
①称量干燥的固体药品前，应在两个托盘上各放一张干净的大小相同的纸片，然后把药品放在纸上称量；
②易潮解的药品，必须放在玻璃器皿（烧杯、表面皿）里称量。
探究实验 1
白磷燃烧反应前后质量测定
方案一 白磷燃烧反应前后质量测定
现象：
白磷燃烧，产生大量白烟，放热，气球先变大（燃烧放热）后变小（冷却），最终天平平衡。
结论：在燃烧前后，物质总质量不变。
气球：调节气压。
细沙：降温，防止瓶底炸裂。
人教课本上册P93
五氧化二磷氧气磷白磷+氧气 五氧化二磷点燃=m1m2方案二 在锥形瓶中加入适量稀硫酸铜溶液，塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1。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m2。比较反应前后的质量。
铁 + 硫酸铜 铜 + 硫酸亚铁
Fe CuSO4 Cu FeSO4
人教课本上册P93
图5-3 铁钉与硫酸铜溶液反应
前后质量的测定
银白固 蓝液 红固 浅绿液
探究实验 2 铁跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
方案二 铁跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
现象：铁表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色，天平保持平衡。
结论：铁跟硫酸铜溶液反应前后，物质总质量不变。
图5-4 铁钉与硫酸铜溶液的反应
人教课本上册P93
讨论：分析两个方案的实验结果，你能得到什么结论？
人教课本上册P94
人教课本上册P94
课本概念
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。
方案三 盐酸和碳酸钠溶液反应前后质量的测定
文字表达式：
碳酸钠 + 盐酸 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳
Na2CO3 HCl NaCl H2O CO2
（白固） (气体)
你预计这个反应前后的称量结果是否会有变化？
图5-5 盐酸与碳酸钠粉末反应
前后质量的测定
人教课本上册P94
探究实验 3 盐酸和碳酸钠溶液反应前后质量的测定
现象：
结论：
白色粉末溶解，产生大量气泡 ，天平指针向右偏转。
碳酸钠和盐酸反应后产生的物质质量减小。（？）
图5-5 盐酸与碳酸钠粉末反应
前后质量的测定
分析：
反应生成了气体逸出，使物质总质量减小。
原因：
装置不密闭。
【思考】如何将装置进行改进，以便成功验证质量守恒定律？
产生气体，气压增大，橡胶塞容易冲出。
气球可以起到调节气压的作用，但是会产生浮力，使称量结果偏小。
①
②
③
④
容器密闭，注射器可以调节气压避免橡胶塞冲出。
容器密闭，NaOH溶液可以吸收产生的二氧化碳气体。
反思：有气体生成的化学变化，需要在密闭容器中验证质量守恒定律。
方案四 镁条燃烧反应前后质量的测定
实验5-2 取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录所称量的质量。在陶土网上方将镁条点燃，观察现象。
将镁条燃烧后的产物与陶土网一起放在托盘天平上称量，比较反应前后的质量。
想一想 你预计这个反应前后的称量结果会有什么变化？
O2
镁 + 氧气 → 氧化镁
点燃
Mg O2 MgO
（银白固） （白固）
人教课本上册P94
探究实验 4 镁带燃烧前后质量的测定
现象：镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热，生成白色固体，天平不平衡。
结论：反应后物质质量增加。（？）
分析：未称量参加反应的氧气的质量
方案四 镁条燃烧反应前后质量的测定
改进：改为密闭容器。
人教课本上册P94
实验改进
讨论：这两个实验为什么会出现反应前后质量不相等的结果？
盐酸+碳酸钠→氯化钠+水+二氧化碳
镁 + 氧气 → 氧化镁
点燃
两个实验均有气体生成或参与，未在密闭容器中进行实验，所以未称量生成或参加反应的气体的质量。
再次验证：所有的化学反应均遵守质量守恒定律。
人教课本上册P95
特别提醒
（1）质量守恒定律是一切化学反应必须遵守的一个定律，但物理变化不属于此定律；
（2）质量守恒定律研究的仅是指“质量”，不能任意扩展到其他物理量；
（3）守恒的数量是“总质量”，不是部分反应物和生成物的质量。
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。
质量守恒定律的实质
为什么物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等呢？
化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。
人教课本上册P95
图5-7 氢气与氧气反应生成水的示意图
氢气 + 氧气 水
(H2) (O2) (H2O)
质量守恒定律的实质
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，原子的质量也没有改变。
人教课本上册P95
质量守恒的原因（实质）
氢气 + 氧气 水
(H2) (O2) (H2O)
化学变化中的变与不变
变
①物质种类
②分子种类
不变
②原子种类、数目、质量
③元素种类、质量
可能变：分子的数目、元素的化合价。
如：H2+O2 H2O
点燃
0 0
+1 -2
①物质总质量
例（中考·怀化）将一定质量的a，b，c，d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如表：
下列有关说法正确的是（ ）
A. a和b是反应物 B. x=3.2
C. 该反应属于分解反应 D. d一定是催化剂
C
质量守恒定律定律的表格分析题
素养考点 1
质量守恒定律的应用
+ + +
= 24.6
+ + +
= 18.2+x
即x=6.4
生成物
生成物
反应物
催/不反应
(d)
b + c a
化合反应
例（2018·聊城）将宏观、微观及化学符号联系在一起是化学学科的特点。某化学反应微观示意图如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A．反应前后各元素化合价不变
B．该化学变化中发生改变的微粒是原子
C．该反应不符合质量守恒定律
D．参加反应的CO2和H2分子个数比为1：3
质量守恒定律的微观图示题
素养考点 2
前后有相同的分子，说明没有参加化学反应，要划掉。
D
CO2 、 H2
C2H4 、 H2O
化学变化中，原子不变
0 +1
单质：0 化合物：不为零
化学变化，质量守恒
√ 2：6
质量守恒定律的应用——反应前后元素种类不变
素养考点 3
例. 某物质在氧气中恰好完全燃烧，生成 CO2和 H2O，下列说法正确的是(　　)
A. 该有机物只含碳、氢两种元素
B. 该有机物中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C. 该有机物中一定含有碳、氢、氧三种元素
D. 无法确定
B
某物质 + O2 CO2 + H2O
点燃
含有C、H （可能O）
依据：化学反应前后，元素种类不变
质量守恒定律的应用——反应前后元素种类、质量不变
素养考点 4
例. 某物质在9.6 g氧气中恰好完全燃烧，生成8.8 g CO2和5.4 g H2O，下列说法正确的是(　　)
A. 该有机物只含碳、氢两种元素
B. 该有机物中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C. 该有机物中一定含有碳、氢、氧三种元素
D. 无法确定
计算：
CO2中O元素质量：8.8g x（32 44）=6.4g，H2O中O元素质量：5.4g x（16 18）=4.8g，所以生成物质中氧元素总质量为6.4g+4.8g=11.2g，而反应物中O2质量为9.6g，11.2g＞9.6g，所以某物质中一定含有氧元素。
C
C、H
课堂小结
第五单元 课题1 质量守恒定律
1.红磷燃烧
①文字表达式、物质符号：
②现象：
③气球：
④细沙：
2.铁钉与硫酸铜反应
①文字表达式、物质符号：
②现象：
红（白）磷燃烧，产生大量白烟，放热，气球先变大后变小，最终天平平衡。
燃烧放热 冷却
铁表面出现红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色，天平保持平衡。
调节气压。
降温，防止瓶底炸裂。
3.碳酸钠与稀盐酸反应
①文字表达式、物质符号：
②现象：
③分析：
④原因：
4.镁条燃烧
①文字表达式、物质符号：
②现象：
③分析：
白色粉末溶解，产生大量气泡 ，天平指针向右偏转。
反应生成了气体逸出，使物质总质量减小。
装置不密闭。
镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热，生成白色固体，天平指针向左偏转。
未称量参加反应的氧气的质量
5.反思：
6.质量守恒定律：
7.质量守恒的本质：
8.
有气体参加或生成的化学变化，需要在密闭容器中进行实验。
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。
化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变。
二、化学方程式
学习化学，常常需要描述各种物质之间的反应，如何简便地表示化学反应呢？
碳 + 氧气 二氧化碳
点燃
“和” 反应条件 “生成”
反应物
生成物
人教课本上册P96
用化学式来表示反应物和生成物，不仅可以清楚看出物质的组成，还能通过相对分子（或原子）质量表示个物质之间的质量关系，即质量比。
C + O2 CO2
点燃
反应物
生成物
反应条件
人教课本上册P96
C + O2 CO2
点燃
人教课本上册P96
1.定义：这种用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。
化学式与化学方程式的区别：
【化学式】 【化学方程式】
C、O2、CO2
C + O2 CO2
点燃
人教课本上册P96
C + O2 CO2
点燃
相对原子质量：C-12 O-16
各物质的质量比：
12 ：32 ： 44
表示每12份质量的C与32份的质量的O2完全反应生成44份质量的CO2。
而不是： 12 ：12 ： 24
√
×
归纳
化学方程式的意义：
1. 质的意义：反应物、生成物、反应条件
C + O2 CO2
点燃
2. 量的意义：反应物与生成物之间的质量关系
3. 微观意义：反应物与生成物的各微粒数量关系
各物质的质量比：
12 ：32 ： 44
各微粒数量：
1 ： 1 ： 1
（即系数）
相对原子质量：C-12 O-16
C + O2 CO2
点燃
反应物是C和O2，反应条件是点燃，生成物是CO2。
相对原子质量：C-12 O-16
每12份质量的C与32份的质量的O2完全反应生成44份质量的CO2。
1.质的意义：
2.量的意义：
3.微观意义：
C、O2、CO2的微粒个数比是1：1：1。
【练习】
S + O2 SO2
点燃
反应物是S和O2，反应条件是点燃，生成物是SO2。
相对原子质量：S-32 O-16
每32份质量的S与32份的质量的O2完全反应生成64份质量的CO2。
1.质的意义：
2.量的意义：
3.微观意义：
S、O2、SO2的微粒个数比是1：1：1。
C
【课堂检测】
Sb2O5是一种重要的阻燃剂，工业制取该物质的化学方程式为Sb2O3＋2X===Sb2O5＋2H2O。则X的化学式为 (　　)
A．H2　 B．O2　 C．H2O2 D．H3SbO4
2Sb
2Sb
3O
7O
4H
做题依据：化学反应前后，原子的种类、数目不变。
即2X含有,排序H4O4，提2，即,2X=2(H2O2)
课堂小结
9. 化学方程式：
10.化学方程式的意义：
①质的意义：
②量的意义：
③微观意义：
反应物是S和O2，反应条件是点燃，生成物是SO2。
每32份质量的S与32份的质量的O2完全反应生成64份质量的CO2。
S、O2、SO2的微粒个数比是1：1：1。
用化学式来表示化学反应的式子。

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