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课题1 质量守恒定律
一、学习目标
1．通过实验探究化学反应前后物质之间的质量关系，认识质量守恒定律；
2．通过分析和解释常见化学反应中的质量变化关系，理解质量守恒定律的内涵；
3．理解质量守恒定律的微观本质，初步形成定量认识物质变化的质量视角和守恒意识；
4. 了解科学探究的一般过程，初步形成基于证据进行推理的科学思维；
5. 感悟科学家严谨的科学态度和追求真理的科学精神，认识定量研究对化学科学发展的重
要作用。
二、学习重难点
重点：1.质量守恒定律的内涵和守恒观的建立；
2.质量守恒定律的应用。
难点：质量守恒定律的微观本质，质量守恒定律的应用。
三、学习过程
【课前任务】
1. 以电解水为例，说一说可以从哪些角度认识化学变化。
2.查阅资料或根据生活经验，判断化学反应前后物质的总质量是增大、减小还是不变，说明理由或举出相应事例。
【课堂探究】
知识点1 质量守恒定律
问题：当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？
预测：
你的预测：
实验：方案一 铜和氧气反应前后质量测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验方案 方案一
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
分析与结论：
（1）分析反应前后的总质量分别来源于哪些物质，并结合反应前后总质量的关系和物质的变化情况进行讨论。
（2）结论：
（3）想一想：气球的作用是什么？橡胶塞的作用是什么？如果没有它们，实验可能出现哪些结果？
实验：方案二 铁跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验方案 方案二
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
分析与结论：
（1）分析反应前后的总质量分别来源于哪些物质，并结合反应前后总质量的关系和物质的变化情况进行讨论。
（2）结论：
总结：
质量守恒定律：参加化学反应的 总和等于反应后生成的各物质的 。
关键词 ①质量 只强调“ ”，不包括“体积”
②化学反应 是一切化学反应必须遵守的定律，只适用于 变化
③参加 指真正参加反应的那一部分物质，反应物如果有剩余，剩余部分不能计算在内
④总和 不能漏掉气体物质
问题：是否存在违背质量守恒定律的化学反应呢？
实验5-1：盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验现象
实验结论 反应前烧杯中的总质量 反应后烧杯中的总质量
④思考与分析：实验装置为 ，反应后产生了 ，没有称到 的质量，所以天平不平衡。
实验5-2：镁条燃烧前后质量的测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验现象
实验结论 反应前固体的总质量 反应后固体的总质量
④思考与分析：实验装置为 ，有 参与反应，没有称到 的质量，坩埚钳上面残留了一部分固体，实验过程中随白烟跑走一部分 ，所以天平不平衡。
总结：
设计实验验证质量守恒定律时，应注意两点：
（1）实验中必须发生化学变化，而非物理变化。
（2）若反应中有气体参加或生成，必须在 体系中进行实验。
【对应训练1】下列叙述符合质量守恒定律的是（ ）
A.10g盐水蒸发后得到9g水和1g氯化钠
B.50mL水与50ml酒精混合不等于100mL
C.44g干冰（固态二氧化碳）升华后变成44g二氧化碳气体
D.1g硫在1g氧气中完全燃烧生成2g二氧化硫
【对应训练2】下列关于质量守恒定律说法正确的是（ ）
A.物质在空气中加热发生反应后，生成物的总质量必定等于参加反应的反应物总质量
B.细铁丝在氧气中燃烧后生成物的质量增大，不遵守质量守恒定律
C.蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律
D.冰融化成水，前后质量相等，说明这个变化遵守质量守恒定律
【对应训练3】下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( )
知识点2 质量守恒定律的微观本质
交流讨论：以氢气在氧气中燃烧生成水为例，分析化学反应前后分子、原子的种类、数目和质量的变化情况，从微观视角说明化学反应为什么遵守质量守恒定律？
从微观角度分析：化学反应的实质就是反应物的 分解成 ，原子又 成新的 ，在反应前后原子的 没变，原子的 没有增减，原子的 没有变化，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
总结：在化学反应前后哪些量肯定没有变化，哪些量一定发生变化，哪些量可能发生变化？
六不变：①宏观：物质 不变；元素 不变；元素 不变；微观：原子 不变；原子 不变；原子 不变；
②两个一定变：物质的 ；分子 ；
③两个可能变：分子 ；元素 ；
【对应训练4】化学反应前后，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物质的总质量 ⑤物质的种类
A .①④ B. ①③⑤ C .①③④ D. ①②③④⑤
【对应训练5】煤的汽化是提高煤的利用率、减少环境污染的有效措施之一。煤的汽化过程中发生了化学反应C+H2O=CO+X。请写出X的化学式 。
【对应训练6】某有机物与氧气充分反应，有机物+氧气→二氧化碳+水，则该有机物一定含有的元素是(　　)
A．C、O B．H、O
C．C、H D．C、H、O
【对应训练7】在一个密闭容器中放入甲、乙、丙丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，下列说法不正确的是（ ）
A．乙是反应物
B．反应后物质甲的质量为13g
C．物质丙可能是该反应的催化剂
D．参加反应的甲和丁的质量比为1：4
【对应训练8】在一定条件下甲和乙反应生成丙，反应的微观示意图如图所示（“ ” “ ”表示不同原子）。下列说法错误的是 (　　)
A．该反应是化合反应
B．丙可能是氧化物
C．参加反应的甲、乙的分子个数比为1:1
D．反应前后分子的种类发生了改变
【课后任务】
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
四、课堂练习
1.下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A. 湿衣服晾干 B. 铁钉生锈 C. 酒精挥发 D. 干冰升华
2.下列装置及实验能用来验证质量守恒定律的是（ ）
A. B.
C. D.
3.A和B反应生成C和D，若15g A跟6g B完全反应，生成5g C，则生成D的质量为( )。
A. 16g B. 8g C. 4g D. 6g
4.下图是某化学反应的微观模拟图，下列关于该反应前、后的说法正确的是( )
A. 均为混合物
B. 质量减少
C. 原子总数减少
D. 分子总数不变
5.将甲、乙、丙、丁四种物质置于一个完全密闭的容器中，在一定条件下反应，已知反应前后各物质的质量如下：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量
反应后的质量
下列有关说法正确的是（ ）
A. B. 发生反应的甲、乙质量比为：
C. 该反应是化合反应 D. 丙一定作催化剂
6.某反应的微观示意图如下图所示，其中“O"代表氢原子，“”代表氧原子，“"代表碳原子，下列说法错误的是（ ）
A.该反应属于化合反应
B.反应前后元素种类不变
C.乙为单质
D.反应前后分子种类不变
答案和解析
一、学习目标
1．通过实验探究化学反应前后物质之间的质量关系，认识质量守恒定律；
2．通过分析和解释常见化学反应中的质量变化关系，理解质量守恒定律的内涵；
3．理解质量守恒定律的微观本质，初步形成定量认识物质变化的质量视角和守恒意识；
4. 了解科学探究的一般过程，初步形成基于证据进行推理的科学思维；
5. 感悟科学家严谨的科学态度和追求真理的科学精神，认识定量研究对化学科学发展的重
要作用。
二、学习重难点
重点：1.质量守恒定律的内涵和守恒观的建立；
2.质量守恒定律的应用。
难点：质量守恒定律的微观本质，质量守恒定律的应用。
三、学习过程
【课前任务】
2. 以电解水为例，说一说可以从哪些角度认识化学变化。
【答案】水通电分解的过程中，反应现象是与正负极连接的试管中都有气泡产生，且生成气体的体积比为1∶2；发生的反应是水在通电的情况下生成氢气和氧气，属于分解反应；反应中电能转化为化学能；从微观角度分析，水分子分解为氢原子、氧原子，氢原子、氧原子又分别结合成氢分子和氧分子（合理即可）。
2.查阅资料或根据生活经验，判断化学反应前后物质的总质量是增大、减小还是不变，说明理由或举出相应事例。
【答案】如化学反应前后物质的总质量减小，蜡烛燃烧是化学变化，燃烧过程中蜡烛质量减小。（合理即可）。
【课堂探究】
知识点1 质量守恒定律
问题：当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？
预测：
你的预测：
【答案】①化学反应前物质总质量与化学反应后物质总质量相等；②化学反应前物质总质量与化学反应后物质总质量不相等。
实验：方案一 铜和氧气反应前后质量测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验方案 方案一
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
分析与结论：
（1）分析反应前后的总质量分别来源于哪些物质，并结合反应前后总质量的关系和物质的变化情况进行讨论。
（2）结论：
（3）想一想：气球的作用是什么？橡胶塞的作用是什么？如果没有它们，实验可能出现哪些结果？
【答案】；红色粉末逐渐变为黑色，小气球先变鼓后变瘪；如实记录；如实记录；反应前的总质量来源于锥形瓶、橡胶塞、气球、未参加反应的铜粉、参加反应的铜粉、空气（氧气、氮气、稀有气体等），反应后的总质量来源于锥形瓶、橡胶塞、气球、未参加反应的铜粉、反应生成的氧化铜、剩余气体（氮气、稀有气体等），反应前后总质量不变说明参加反应的铜粉和氧气的总质量等于反应生成的氧化铜的总质量；参加反应的物质总质量 = 反应后生成物总质量；调节装置内的压强；保证反应在密闭体系中进行；铜粉与氧气反应，锥形瓶内气体减少，外界空气会进入集气瓶，导致化学反应前后质量不相等。
实验：方案二 铁跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验方案 方案二
实验现象
反应前总质量（m1）
反应后总质量（m2）
分析与结论：
（1）分析反应前后的总质量分别来源于哪些物质，并结合反应前后总质量的关系和物质的变化情况进行讨论。
（2）结论：
【答案】铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁；铁丝表面有红色固体物质析出，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色；如实记录；如实记录；反应前的总质量来源于锥形瓶、橡胶塞、未参加反应的铁、参加反应的铁、硫酸铜、水，反应后的总质量来源于锥形瓶、橡胶塞、未参加反应的铁、反应生成的铜和硫酸亚铁、水，反应前后总质量不变说明参加反应的铁和硫酸铜的总质量等于反应生成的铜和硫酸亚铁的总质量；参加反应的物质总质量 = 反应后生成物总质量。
总结：
质量守恒定律：参加化学反应的 总和等于反应后生成的各物质的 。
关键词 ①质量 只强调“ ”，不包括“体积”
②化学反应 是一切化学反应必须遵守的定律，只适用于 变化
③参加 指真正参加反应的那一部分物质，反应物如果有剩余，剩余部分不能计算在内
④总和 不能漏掉气体物质
【答案】各物质的质量总和；质量总和；质量；化学。
问题：是否存在违背质量守恒定律的化学反应呢？
实验5-1：盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验现象
实验结论 反应前烧杯中的总质量 反应后烧杯中的总质量
④思考与分析：实验装置为 ，反应后产生了 ，没有称到 的质量，所以天平不平衡。
实验5-2：镁条燃烧前后质量的测定
①实验装置：
②反应原理：
③实验记录：
实验现象
实验结论 反应前固体的总质量 反应后固体的总质量
④思考与分析：实验装置为 ，有 参与反应，没有称到 的质量，坩埚钳上面残留了一部分固体，实验过程中随白烟跑走一部分 ，所以天平不平衡。
总结：
设计实验验证质量守恒定律时，应注意两点：
（1）实验中必须发生化学变化，而非物理变化。
（2）若反应中有气体参加或生成，必须在 体系中进行实验。
【答案】碳酸钠+盐酸氯化钠+二氧化碳+水；固体粉末溶解，产生大量气泡，天平向右倾斜；＞；开放体系，二氧化碳气体，气体；；＜；开放体系，气体，气体；氧化镁固体；密闭。
【对应训练1】下列叙述符合质量守恒定律的是（ ）
A.10g盐水蒸发后得到9g水和1g氯化钠
B.50mL水与50ml酒精混合不等于100mL
C.44g干冰（固态二氧化碳）升华后变成44g二氧化碳气体
D.1g硫在1g氧气中完全燃烧生成2g二氧化硫
【答案】D
【对应训练2】下列关于质量守恒定律说法正确的是（ ）
A.物质在空气中加热发生反应后，生成物的总质量必定等于参加反应的反应物总质量
B.细铁丝在氧气中燃烧后生成物的质量增大，不遵守质量守恒定律
C.蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律
D.冰融化成水，前后质量相等，说明这个变化遵守质量守恒定律
【答案】A
【对应训练3】下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( )
【答案】A
知识点2 质量守恒定律的微观本质
交流讨论：以氢气在氧气中燃烧生成水为例，分析化学反应前后分子、原子的种类、数目和质量的变化情况，从微观视角说明化学反应为什么遵守质量守恒定律？
从微观角度分析：化学反应的实质就是反应物的 分解成 ，原子又 成新的 ，在反应前后原子的 没变，原子的 没有增减，原子的 没有变化，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
总结：在化学反应前后哪些量肯定没有变化，哪些量一定发生变化，哪些量可能发生变化？
六不变：①宏观：物质 不变；元素 不变；元素 不变；微观：原子 不变；原子 不变；原子 不变；
②两个一定变：物质的 ；分子 ；
③两个可能变：分子 ；元素 ；
【答案】分子；原子；重新组合；分子；种类；数目；质量；总质量；种类；质量；种类；数目；质量；种类；种类；数目；化合价。
【对应训练4】化学反应前后，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物质的总质量 ⑤物质的种类
A .①④ B. ①③⑤ C .①③④ D. ①②③④⑤
【答案】C
【对应训练5】煤的汽化是提高煤的利用率、减少环境污染的有效措施之一。煤的汽化过程中发生了化学反应C+H2O=CO+X。请写出X的化学式 。
【答案】H2
【对应训练6】某有机物与氧气充分反应，有机物+氧气→二氧化碳+水，则该有机物一定含有的元素是(　　)
A．C、O B．H、O
C．C、H D．C、H、O
【答案】C
【对应训练7】在一个密闭容器中放入甲、乙、丙丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，下列说法不正确的是（ ）
A．乙是反应物
B．反应后物质甲的质量为13g
C．物质丙可能是该反应的催化剂
D．参加反应的甲和丁的质量比为1：4
【答案】A
【对应训练8】在一定条件下甲和乙反应生成丙，反应的微观示意图如图所示（“ ” “ ”表示不同原子）。下列说法错误的是 (　　)
A．该反应是化合反应
B．丙可能是氧化物
C．参加反应的甲、乙的分子个数比为1:1
D．反应前后分子的种类发生了改变
【答案】C
【课后任务】
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
四、课堂练习
1.下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A. 湿衣服晾干 B. 铁钉生锈 C. 酒精挥发 D. 干冰升华
【答案】B
【解析】质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化，湿衣服晾干、酒精挥发和干冰升华都没有产生新物质，都不是化学变化，都不能用质量守恒定律解释，故A、C、D选项错误，B选项铁钉生锈是化学变化，可以用质量守恒定律解释，故选B。
2.下列装置及实验能用来验证质量守恒定律的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】、白磷燃烧生成五氧化二磷，反应在密封装置中进行，能够验证质量守恒定律；
B、镁燃烧生成的氧化镁部分扩散到空气中，不能验证质量守恒定律；
C、稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳逸出装置，不能验证质量守恒定律；
D、过氧化氢分解生成的氧气逸出装置，不能验证质量守恒定律。
故选A。
3.A和B反应生成C和D，若15g A跟6g B完全反应，生成5g C，则生成D的质量为( )。
A. 16g B. 8g C. 4g D. 6g
【答案】
【解析】根据质量守恒定律，和质量之和等于反应生成和质量之和，所以生成D的质量为15g+6g-5g=16g，故选A。
4.下图是某化学反应的微观模拟图，下列关于该反应前、后的说法正确的是( )
A. 均为混合物
B. 质量减少
C. 原子总数减少
D. 分子总数不变
【答案】
【解析】A.由化学反应的微观模拟图可知，反应前有两种分子，反应后还是两种分子，均为混合物，故A正确；
B.根据质量守恒定律可知，化学反应前后质量不变，故B错误；
C.根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类和原子个数都不变，故C错误；
D.由化学反应的微观模拟图可知，反应物和生成物的分子个数之比为：，即每三个分子将会生成两个分子，分子总数减小，故D错误。
故选A。
5.将甲、乙、丙、丁四种物质置于一个完全密闭的容器中，在一定条件下反应，已知反应前后各物质的质量如下：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量
反应后的质量
下列有关说法正确的是（ ）
A. B. 发生反应的甲、乙质量比为：
C. 该反应是化合反应 D. 丙一定作催化剂
【答案】C
【解析】由表中数据分析可知，反应前后甲的质量减少了，故是反应物，参加反应的质量为；同理可以确定乙是反应物，参加反应的质量为；丁是生成物，生成的质量为；由质量守恒定律，丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应。
A、丙的质量不变，的数值为，故选项说法错误。
B、反应中甲、乙的质量比为：：，故选项说法错误。
C、该反应的反应物为甲和乙，生成物是丁，符合“多变一”的形式，属于化合反应，故选项说法正确。
D、丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法错误。
故选C。
6.某反应的微观示意图如下图所示，其中“O"代表氢原子，“”代表氧原子，“"代表碳原子，下列说法错误的是（ ）
A.该反应属于化合反应
B.反应前后元素种类不变
C.乙为单质
D.反应前后分子种类不变
【答案】D
【解析】A.由图可知，该反应符合“多变一”的特点， 属于化合反应，不符合题意；
B.该反应有新物质生成，属于化学变化,根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变,不符合题意；
C.乙为氢气，氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；
D.该反应有新物质生成，属于化学变化，反应前后分子种类一定发生了改变, 符合题意。
故选D。
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