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4.2 化学反应中的质量关系
1.能认识质量守恒定律的含义；
2.能用实验证据证明质量守恒，并从微观角度进行解释；
3.能运用质量守恒定律解释或解决一些简单的化学问题。
我们学过了很多化学反应，知道在化学反应前后，物质的种类发生了变化，如：
物质在发生化学变化时，反应物和生成物的质量之间存在着什么关系呢？
红磷燃烧生成五氧化二磷
电解水产生氢气和氧气
一、从定量角度认识化学变化
纸张燃烧后只余下少许灰烬，在这一化学变化
中发生反应的物质的总质量变小了吗？
薄铜片在火焰上加热，表面变黑，质量增大，
在这一化学变化中发生反应的物质的总质量变大了吗？
科学探究：化学反应前后各物质间存在的质量关系
从定量的角度认识和研究化学变化，揭示化学反应的规律。
化学家很早就对化学反应进行定量研究。17世纪70年代，英国化学家波义耳在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了。18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用较精确的定量实验法，在密封容器中研究氧化汞的生成与分解的反应中各物质质量之间的关系，得到的结论是：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。读了上述资料后你有什么想法？
查阅资料
反应前后物质的总质量相等
波义耳的实验
拉
瓦
锡
的
实
验
金属加热后质量增加了
实验探究
提出问题
加反应的各物质质量总和与反应生成的各物质质量总和相比较，是否发生了变化？
猜想与假设
猜想1：化学反应前的总质量 反应后物质的总质量
猜想2：化学反应前的总质量 反应后物质的总质量
猜想3：化学反应前的总质量 反应后物质的总质量
大于
小于
等于
实验探究
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应
实验现象：
生成蓝色沉淀，天平仍然平衡
反应生成的各物质的质量总和等于参加反应的各物质的质量总和。
实验结论：
实验探究
碳酸钙与盐酸反应
实验现象：
石灰石表面有气泡冒出，天平仍然平衡
反应生成的各物质的质量总和等于参加反应的各物质的质量总和。
实验结论：
反思：
1．实验中要注意哪些问题？_______________________________________
________________________________________________________________
2.从化学变化的本质如何解释得到的结论？___________________________
_________________________________________________________________
实验反应器皿应密封，防止气体或固体扩散。
反应完毕后，待恢复室温再进行测量，避免温度对实验结果的影响。
在化学变化中构成物质的原子的种类、数目和质量在反应前后均保持不变，只是原子重新组合成新物质。
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，这个规律叫做质量守恒定律。
二、质量守恒定律
例:10 g冰融化成10 g水，符合质量守恒定律。
（×）
化学反应
只适用于化学变化，不解释物理变化
化学反应
只适用于化学变化，不解释物理变化
二、质量守恒定律
例:已知10g硫与10g氧气恰好完全反应，现将10g硫与15g氧气点燃充分反应后生成二氧化硫的质量为25g。
（×）
例:在H2O2的分解反应中，10gH2O2和1gMnO2充分反应，求生成的水和氧气的质量。
10g
参 加
反应物剩余、催化剂质量除外
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，这个规律叫做质量守恒定律。
化学反应
只适用于化学变化，不解释物理变化
二、质量守恒定律
参 加
反应物剩余、催化剂质量除外
质 量
只强调“质量” 不包括“体积”
例:2 L氢气和1 L氧气点燃后,可生成3 L水。（ ）
×
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，这个规律叫做质量守恒定律。
化学反应
只适用于化学变化，不解释物理变化
二、质量守恒定律
参 加
反应物剩余、催化剂质量除外
质 量
只强调“质量” 不包括“体积”
总 和
各种状态的反应物和生成物都计算在内，如沉淀、气体等物质
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，这个规律叫做质量守恒定律。
1．某同学定量研究化学反应，发现木炭燃烧后质量减小了；氯酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量小；铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比铁丝的质量大。这些现象与质量守恒定律有矛盾吗？说一说你的理由。
这些现象与质量守恒定律并不矛盾。
对于木炭燃烧后质量减小的情况，这是因为木炭在燃烧过程中与空气中的氧气发生了化学反应，生成了二氧化碳气体。由于二氧化碳气体逸出到空气中，因此导致剩余固体的质量减小。然而，如果我们把逸出的二氧化碳气体的质量也考虑进去，那么反应前后的总质量仍然是相等的，符合质量守恒定律。
交流讨论
1．某同学定量研究化学反应，发现木炭燃烧后质量减小了；氯酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量小；铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比铁丝的质量大。这些现象与质量守恒定律有矛盾吗？说一说你的理由。
交流讨论
同样地，氯酸钾受热分解后剩余固体的质量比原反应物的质量小，也是因为氯酸钾在分解过程中产生了氧气并逸出。如果我们把逸出的氧气的质量也加进去，那么反应前后的总质量仍然是相等的。
至于铁丝在氧气中燃烧后生成物的质量比铁丝的质量大的情况，这是因为铁丝在燃烧过程中与氧气发生了化学反应，生成了四氧化三铁。由于四氧化三铁中包含了铁和氧两种元素的质量，因此其质量自然会比原来的铁丝要大。这也符合质量守恒定律，因为反应前后的总质量（包括铁丝和参加反应的氧气的质量）是相等的。
2.为什么“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和”呢？你能根据构成物质的微观粒子在化学反应中的变化，对质量守恒定律作出解释吗？以氢气和氧气的反应为例，与同学进行讨论。
氢气在氧气中燃烧生成水的过程中，每两个氢分子和一个氧分子发生反应，生成了两个水分子。
H2 O2 H2O
氢气 + 氧气 水
点燃
反应物 生成物
相对质量:2×(2+16)=36
氢原子个数:4
氢原子个数:4
氧原子个数:2
氧原子个数:2
相对质量:2×2+32= 36
原子的种类、
数目不变
原子的质量不变
H2 O2 H2O
氢气 + 氧气 水
点燃
反应物 生成物
二、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，这个规律叫做质量守恒定律。
反应前后原子的种类、数目和质量不变。
因此，所有化学反应都遵循质量守恒定律。
观念构建
质量守恒定律的本质
物质由元素组成，目前已知的有限的元素组成了世界上数千万种不同的物质。化学变化的本质，从微观角度来看是原子的重新组合，化学变化前后分子的种类会发生改变，但原子的种类、数目和质量不变；从宏观角度来看物质的化学变化中，物质的种类发生了变化，但元素的种类没有改变，只是重新组成不同的物质。所以化学变化前后质量守恒。
1.在化学反应前后可能发生改变的是（　　）
A. 元素种类
B. 分子种类
C. 原子总数
D. 分子总数
D
2.下列变化遵循质量守恒定律的是（　　）
A. 石墨制成金刚石
B. 5g食盐溶解在95g水中，形成了100g食盐水溶液
C. 液氧变成固态氧
D. 冰转化成干冰
A
3.铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比铁丝的质量增加，这是因为（　　）
A. 增加了铁的质量
B. 增加了四氧化三铁的质量
C. 增加了氧元素的质量
D. 增加了空气的质量
C
4.下列物质均可用作燃料，在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是（　　）
A．CH4
B．H2
C．木炭
D．CO
B
质量守恒的原因
质量守恒定律
4.2 化学反应中的质量关系
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。
反应前后原子的种类、数目和质量不变。

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