资源简介

4.2 质量守恒定律
素养目标
1.通过实验探究理解质量守恒定律，了解常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
3.通过学生探究性实验，充分调动学生的积极性，使学生初步学会运用观察、实验方法获取信息，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。
4. 通过实验探究，使学生体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
5.培养学生严谨求实的科学态度。
6.通过对化学反应的定量研究、推理，帮助学生认识永恒运动和变化着的物质，既不能凭空产生也不能凭空消失的道理，进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。
教学重点
质量守恒定律的含义及应用。
教学难点
1．提高学生的实验设计能力和质疑精神,培养创新精神。
2．从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
教学工具
1.教师用具：投影仪、托盘天平（带砝码）、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。
2.学生用具：（1）托盘天平、烧杯、锥形瓶（塞子）、玻璃棒、气球、玻璃片、陶土网、坩埚钳、火柴； （2）红磷（火柴头大小）、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠粉末、稀盐酸、镁带、细沙、砂纸。
教学课时
一课时
教学过程
[新课导入]波义耳在空气中加热汞的实验结果是金属加热后质量增加了。而同样的实验，拉瓦锡的结果是反应前后物质总质量相等。在化学反应中，物质的种类发生了变化，那么物质的总质量究竟有没有变化呢？这就是我们这节课研究的内容。
[复习回顾]从前面的学习中我们知道，在一定的条件下，反应物之间发生化学反应可以生成新物质。如磷燃烧生成五氧化二磷，表示为：P＋O2P2O5；铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，表示为：Fe＋CuSO4→Cu＋FeSO4。这些物质在质上发生了变化。
[提出问题]物质发生化学变化的前后，参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和吗
[讨论交流]组织学生分组讨论，形成假设,，并给出对应理由。
[形成假设]参加反应的各物质的质量总和会等于(填 “大于”“等于”或“小于”)生成的各物质的质量总和，并说出你的理由: 化学变化的实质是分子的分解成原子，原子重新结合成新的分子，此过程中原子的种类、数目和质量均不改变 。
[学生实验]教师分发实验用品，并指导学生按照课本P127【实验4-1、2、3、4】内容完成实验，并记录填写在P127对应表格中。
［交流讨论］由学生陈述实验结果，不同意见进行补充。
[实验结果]
实验序号 反应原理 实验现象 反应前称量的数据 反应后称量的数据
【实验4-1】 产生气泡 m1 小于m1
【实验4-2】 产生气泡，注射器活塞向上移动 m2 m2
【实验4-3】 产生蓝色絮状沉淀 m3 m3
【实验4-4】 m4 m4
[交流讨论]为什么【实验4-1】和【实验4-2】发生的都是同一个反应，电子天平的示数前者减小而后者不变？
[分析解释]【实验4-1】中反应生成的气体逸散到空气中,导致反应后各物质的质量总和减小；【实验4-2】装置密闭，反应生成的气体仍在装置中，反应前后各物质的质量总和不变。
[结 论]物质发生化学变化的前后，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。
［教师讲解］通过这两个实验我们看到，发生化学反应时反应物的质量总和与生成物的质量总和存在相等的关系。其实不仅仅这两个实验如此，无数的实验证明，反应前后反应物和生成物的质量总和相等，这个规律叫做质量守恒定律。
[思 考]以上四个实验中，应当以哪些实验为依据来探究化学反应前后物质质量总和的关系。
[学生回答]应当以【实验4-2】和【实验4-4】为依据进行探究。
[教师总结]参加化学反应的物质，反应前后质量总和保持不变，在探究化学反应前后物质质量总和的关系时，若有气体参加或生成，则实验应在密闭装置中进行。
[过 渡]有了前面的实验作基础，我们该如何去描述质量守恒定律的内容呢？
[教师讲解]在化学反应中，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，这就是质量守恒定律。质量守恒定律是经许多事实证明了的基本规律。
[提出问题]为什么参加化学反应的物质，反应前后质量总和会保持不变呢？请从化学反应的微观角度进行解释。
[学生回答]物质发生化学反应时，只是反应物的原子重新组合，生成新物质，反应前后原子的种类和数目都没有改变。因此，化学反应前后各物质的质量总和必定相等。
［学生练习］现有一反应A＋B→C，有10 g A和5 g B反应，反应结束后还剩余3 g A，B无剩余，则生成C的质量为多少克？
［答案］生成C的质量为12 g，因为A还剩余3 g，可见参加反应的A的质量为7 g，B无剩余，可见5 g B全部参加反应，根据质量守恒定律，生成C的质量为7＋5=12 g。
［小结］理解和应用质量守恒定律应注意的事项：
（1）运用范围：解释化学变化而不是物理变化。
（2）强调“质量”守恒，不包括其他方面的守恒，如气体体积。
（3）强调“参加反应的”各物质的质量总和，是指真正参加反应的那一部分质量，反应物中可能有一部分没有参与反应（有剩余）。
［过 渡］到底是不是所有的化学反应都遵守质量守恒定律呢？我们再来进行下面的活动与探究，验证一下质量守恒定律是否正确。
［学生实验］组织学生分组进行“镁条燃烧”实验，验证质量守恒定律。（教师注意边巡视，边指导学生实验操作。交流讨论实验现象和结论。）
步骤：在电子天平上放一块陶土网，并在陶土网上放一段经过砂纸打磨过的镁条，称量。然后点燃镁条，将生成的白色固体全部收集在陶土网上，冷却后再称量，比较实验前后物质质量的变化。
现象：镁带燃烧，发出耀眼白光，陶土网上有白色粉末，并升起少量白烟。
结论：实验前后质量不相等。
[交流讨论]组织学生分小组对实验现象与结论进行讨论。
[提出问题]为什么会出现生成物的质量大于或小于反应物的质量这些情况？
［学生回答］在镁带燃烧这个实验中，因为反应物有空气中的氧气参加，而我们反应前所称量的仅仅是镁带的质量，且反应后少量白烟逸散，只称取部分生成物的质量，故实验前后称量的质量不相等。
［思考］这个反应是否遵守质量守恒定律呢？
［教师讲解］所有化学反应都遵守质量守恒定律。只要改进实验装置，使实验在密闭装置中进行，就会出现正确的结论。
［思考］了解了质量守恒定律的内容和它的发现，我们再从微观方面来研究一下为什么在化学反应中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？
［课件演示］展示铁与硫酸铜反应的微观过程动画，从分子、原子角度进行分析。
［思考］根据所展示的动画，从分子和原子的角度思考为什么化学反应都遵守质量守恒定律？
［交流讨论］从铁与硫酸铜溶液反应的实验的微观过程可知：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变，所以反应前后各物质的质量总和相等，即所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
［小结］所有化学反应都遵守质量守恒定律的原因：
①从微观交流考虑：化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变，所以反应前后各物质的质量总和相等。
②从宏观角度考虑：化学反应前后，元素的种类、质量不变，所以反应前后各物质的质量总和相等。
（2）质量守恒定律可理解为“六个不变”，“两个一定改变”，“两个可能改变”。
[例题讲解]例 在一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应，测得反应过程中各物质的质量如下表所示，下列说法错误的是（ ）
A．该反应是化合反应，d可能是催化剂
B．a、b两种物质中元素种类一定与c物质中元素种类相同
C．b物质可能是单质
D．反应后a物质的质量为3g
【解析】反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物。c反应后增加11g，是生成物，d的质量不变，可能是催化剂，也可能是未反应的杂质，b反应后减少了8g，是反应物，由质量守恒定律可推知反应物的质量少3g，所以反应后a的质量=10g-3g=7g。该反应是a+b→c，是化合反应，a、b有可以是单质，也有可能是化合物，c一定为化合物。
【答案】D
[教学板书]
4.2 质量守恒定律
1.质量守恒定律
（1）内容：在化学反应中，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，这就是质量守恒定律。
（2）原因：
（3）注意事项：
①运用范围：解释化学变化而不是物理变化。
②强调“质量”守恒，不包括其他方面的守恒，如气体体积。
③强调“参加反应的”各物质的质量总和，是指真正参加反应的那一部分质量，反应物中可能有一部分没有参与反应（有剩余）。
（4）质量守恒的验证实验：所有化学反应都遵守质量守恒实验，有气体参加或生成的实验应在密闭容器中进行。
课后作业
完成练习册本课时课后练习。

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