资源简介

(共52张PPT)
第五单元 化学反应的定量关系
课题1 质量守恒定律
学习目标
- Learning objectives -
1.
通过实验探究认识质量守恒定律
2.
理解质量守恒的微观本质
3.
运用质量守恒定律解决实际问题
环节一、科学争论，引出质量问题
科学史话：一场跨越百年的“重量谜题”
波义耳
敞口容器中金属煅烧实验
罗蒙诺索夫
密闭容器中的金属煅烧实验
拉瓦锡
密闭容器中汞的煅烧和氧化汞分解实验
环节一、科学争论，引出质量问题
科学史话：一场跨越百年的“重量谜题”
环节一、科学争论，引出质量问题
拉瓦锡通过设计 “汞的煅烧” 与 “氧化汞分解” 两组精密定量实验，在密闭体系中精准测量反应前后物质总质量，最终证实了质量守恒定律，彻底推翻了 “燃素说”，确立了近代化学的定量研究基础。
接下来我们将通过几组探究实验来验证化学反应前后质量是否守恒
请同学们阅读教材P110-P111和视频，思考以下问题(3min)
1.锥形瓶内的现象以及气球怎么变化？
2反应前后物质的总质量是否发生改变？
环节二、实验活动，探究质量关系
【探究】
方案一：铜与氧气反应前后质量的测定
铜 + 氧气 氧化铜
(Cu) (O2) (CuO)
加热
红色
黑色
加热后冷却
用天平称量化学试剂时：
干燥的固体试剂应放在纸上或容器（如小烧杯、表面皿）中称量，易潮解的试剂应放在容器中称量。
实验原理：
认真观察以下几点：
1.锥形瓶内铜加热的现象；
2.气球的变化情况；
3.化学反应前后质量的变化情况。
实验视频：观察并记录实验现象。
实验现象：
①锥形瓶内，红色粉末逐渐变为黑色。
②气球先膨胀后缩小。
③m前=m后
144.9
144.9
实验分析：
锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球
反应前总质量
反应后总质量
锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球
（空气）
参加反应的铜粉
稀有气体等
参加反应的氧气
（剩余
空气）
反应生成的氧化铜
稀有气体等
未参加反应的铜粉
未参加反应的铜粉
氮气
未参加反应的氧气
未参加反应的氧气
氮气
实验结论：
参加反应的 和 的质量总和等于反应后生成的 的质量。
铜粉
氧气
氧化铜
m(Cu)
+
m(O2)
m(CuO)
参加反应的各物质的质量总和 = 生成的各物质的质量总和
形成密闭体系，气球平衡装置内外压强。
01
橡胶塞和小气球的作用是什么？
装置密封的目的：防止锥形瓶内外发生物质交换。
02
气球为什么先膨胀后缩小？
铜粉加热，锥形瓶内气体膨胀，气球变大；
反应消耗氧气，冷却后气压减小，气球变小。
03
实验结束后，为什么要冷却至室温再称量反应后的质量？
加热后冷却
加热后冷却
未冷却至室温，气球体积膨胀，存在向上的浮力，导致称得的质量偏小
请同学们阅读教材P111-P112和视频，思考以下问题(3min)
1.锥形瓶内有什么现象？
2反应前后物质的总质量是否发生改变？
方案二：铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
铁 + 硫酸铜 → 铜 + 硫酸亚铁
(Fe) (CuSO4) (Cu) (FeSO4)
红色
蓝色
浅绿色
铁丝：银白色
实验原理：
常见溶液的颜色：
大多数溶液无色，含有Cu2+的溶液显蓝色，含有Fe2+的溶液显浅绿色，含有Fe3+的溶液显黄色
注意观察：
1.锥形瓶内铁丝表面以及溶液的颜色变化；
2.化学反应前后质量的变化情况。
实验视频：观察并记录实验现象。
实验现象：
①银白色铁丝表面出现红色物质；
②溶液由蓝色变浅绿色；
③m前=m后
实验分析：
锥形瓶、橡胶塞、试管
反应前总质量
反应后总质量
锥形瓶、橡胶塞、试管
参加反应的铁丝
参加反应的硫酸铜
反应生成的硫酸亚铁
水
未参加反应的铁丝
未参加反应的铁丝
水
反应生成的铜
未参加反应的硫酸铜
未参加反应的硫酸铜
实验结论：
参加反应的 和 的质量总和等于反应后生成的 和 的质量。
铁
硫酸铜
铜
硫酸亚铁
参加反应的各物质的质量总和 = 生成的各物质的质量总和
m(Fe)
+
m(CuSO4)
m(Cu)
+
m(FeSO4)
环节二、实验活动，探究质量关系
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
关键词 ①化学反应
②参加
③质量
④总和
只强调“质量”，不包括“体积”
只适用于化学变化，不解释物理变化
不能漏掉气体物质和沉淀
化学反应
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
1.下列叙述完全符合质量守恒定律是（ ）
A.水结冰前后，质量保持不变，该变化遵守质量守恒定律
B.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。
C.在100g过氧化氢溶液中，含有30g过氧化氢和70g水
D.1.2g碳与3.2g氧气恰好完全反应可生成4.4g二氧化碳
D
2．a克木炭在b克氧气中完全燃烧，生成二氧化碳的质量是（ ）
A.大于（a+b）g B.等于（a+b）g
C.小于或等于（a+b）g D.小于（a+b）g
C
【解析】a克木炭和b克氧气恰好完全反应时，生成二氧化碳的质量等于（a+b）g，如果a克木炭和b克氧气不能恰好完全反应，则木炭或氧气有剩余，生成二氧化碳的质量小于（a+b）g，故选C。
波义耳
罗蒙诺索夫
拉瓦锡
敞口容器中金属煅烧实验
密闭容器中的金属煅烧实验
密闭容器中汞的煅烧和氧化汞分解实验
同样都是金属煅烧实验，为什么波义耳得出化学反应后物质的总质量增加？让我们听听波义耳本人怎么说的吧！
那在敞口容器中进行化学反应，是否遵守质量守恒呢？
环节三、知识升华，巩固质量守恒
探究：盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
实验原理：
盐酸 + 碳酸钠 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳
HCl Na2CO3 NaCl H2O CO2
想一想：你预测这个反应前后的称量结果是否会有变化
环节三、知识升华，巩固质量守恒
注意观察:
1、盐酸与碳酸钠相遇时的
现象；
2、化学反应前后质量的变化
情况。
实验视频：观察并记录实验现象。
环节三、知识升华，巩固质量守恒
实验现象：
①烧杯内产生大量气泡，白色粉末逐渐消失
②天平指针向右偏移
③m前 〉m后
环节三、知识升华，巩固质量守恒
实验分析：
盐酸 + 碳酸钠 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳
HCl Na2CO3 NaCl H2O CO2
敞口容器中
气体逸出
m前
m后
m前 = m后 + 生成CO2的质量
仍然遵循质量守恒定律
＞
生成二氧化碳质量=
130.0g-129.6g=0.4g
实验结论：
参加反应的 和 的质量总和等于反应后生成的 和 的质量,遵守质量守恒定律。
盐酸
碳酸钠
氯化钠和水
m(HCl)
+
m(Na2CO3)
m(NaCl)
+
m(H2O) +m(CO2)
环节三、知识升华，巩固质量守恒
二氧化碳
敞口容器中
但不能验证质量守恒定律！
环节三、知识升华，巩固质量守恒
想一想：你预测这个反应前后的称量结果是否会有变化
【实验5-2】
镁 + 氧气 氧化镁
Mg O2 MgO
点燃
探究：镁条燃烧前后质量的测定
实验原理：
银白色
白色固体
环节三、知识升华，巩固质量守恒
实验视频：观察并记录实验现象。
注意观察：
1.镁条燃烧的现象；
2.化学反应前后质量的变化情况。
环节三、知识升华，巩固质量守恒
实验现象：
①镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
②m前 〉m后
同样都是金属，都是在开放体系中煅烧，为什么波义耳测出来反应后质量增加，镁条燃烧后质量减小？
环节三、知识升华，巩固质量守恒
实验分析：
镁 + 氧气 氧化镁
Mg O2 MgO
点燃
气体参与
m前
m后
m前 + 参加反应的氧气质量 = m后
开放体系
仍然遵守质量守恒定律
<
理论上：
实际上m前>m后，是因为生成的白色固体氧化镁，一部分扩散到空气中，部分留在坩埚钳上
实验结论：
参加反应的 和 的质量总和等于反应后生成的 的质量,遵守质量守恒定律。
氧气
镁
氧化镁
m(Mg)
+
m(O2)
m(MgO)
环节三、知识升华，巩固质量守恒
但不能验证质量守恒定律！
开放体系
天平是否平衡与反应是否遵循质量守恒定律没有必然联系，无论天平是否平衡，一切化学反应都遵循质量守恒定律。
设计实验验证质量守恒定律：
（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，必须在密闭体系中进行实验。
1.下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( )
B
A B C D
O
O
H
H
O
H
H
O
H
H
H
H
O
O
H
H
H
H
水分子
氢原子
氧原子
氢分子
氧分子
分裂
结合
H2O H2 + O2
环节四、建构模型，认识守恒实质
为什么化学反应前后物质的总质量不变呢？
化学变化的实质是：
分子
分裂
原子
结合
新分子
水分子 氢原子 氧原子 氢分子 氧分子
也就是说化学变化前后 (选用“改变”或“不变”）
原子种类 ；
原子数目 ；
原子质量 。
元素种类 ；
元素质量 。
不变
不变
不变
不变
不变
分子种类 ；
物质种类 .
改变
改变
两个一定改变
六个一定不变
微观
宏观
环节四、建构模型，认识守恒实质
可能改变
可能改变
两个可能改变
分子数改变
分子数不变
分子的数目 ；
元素的化合价 ；
环节四、建构模型，认识守恒实质
化学变化中各种量的变化“622” 宏观 微观
6个不变 元素的种类 原子的_______
元素的质量 原子的_______
物质的总质量 原子的_______
2个一定改变 物质的种类 _______的种类
2个可能变 元素的化合价 分子的个数
种类
数目
质量
分子
O
O
H
H
O
H
H
O
H
H
H
H
O
O
H
H
H
H
水分子
氢原子
氧原子
氢分子
氧分子
分裂
结合
（1）在化学反应前后，肯定不会变化的是( )
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类
④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①④⑥ B.①③⑤⑥ C.①②⑥ D.②③⑤
B
点石成金
化学反应前后元素的种类不变。（不遵守质量守恒定律）
2.请用质量守恒定律揭穿这些骗局。
变水为油
1、把一定质量的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,测得反应后各物质的质量如下：
物质 a b c d
反应前物质质量(g) 7.4 4.2 5.0 3.8
反应后物质质量(g) 6.2 x 8.2 3.8
变化(参加) ↓1.2 ↓ 2 ↑3.2 0
（1）x的值 =_______
（2）该反应的表达式为____________________
（3）d_______（一定/可能）是反应的催化剂
（4）参加反应的各物质的质量比为_____________________
1.反应物的总质量等于生成物的总质量（先求x）
1.2：2：3.2 (3：5：8)
2.2
a+b c
可能
2.反应物减少的质量等于生成物增加的质量。
3.质量比等于反应前后质量变化之比（参加）
=2.2
对质量守恒定律的理解
环节五、解决问题，彰显定律价值
2、在一个密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，经过反应一段时间后，测得反应前后各物质的质量如下表所示，以下说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 34 2 5 5
反应后质量/g 0 x 5 21
A.该反应可表示为：乙+丁=甲 B.x的值为18
C.该反应是分解反应 D.丙一定是催化剂
C
环节五、解决问题，彰显定律价值
3、某化学反应A+B→C+D，现有10gA和6gB发生化学反应，10gA完全反应生成8gC和4gD,则参加反应的A与B的质量比是: 。
5：1
易错提醒：质量比是指参加反应的物质质量比，不包括未参加反应的物质或反应剩余物的质量。
环节五、解决问题，彰显定律价值
4、现有化学反应A+B=C，已知A、B、两种物质各12克，加热进行反应，当A已完全反应后，测得生成C16克，则参加反应后的A和B的质量比是（ ）
A.4：1 B.5：1 C.3：1 D.3：2
C
环节五、解决问题，彰显定律价值
5、某反应的微观过程示意图，说法正确的是( )
代表A分子， 代表B分子， 代表C分子
A.反应物与生成物均为单质
B.该反应中A、B、C的分子个数比为1:2:3
C.反应后，反应物A有剩余
D.反应前后，原子的种类和数量发生了改变
C
环节五、解决问题，彰显定律价值
6、下列有关质量守恒定律的理解正确的是（ ）
A.100ml水和100mL酒精混合后，体积是200mL
B.将5gA和5gB混合发生化合反应，一定能生成10gC
C.木炭燃烧后质量减少了，这个化学反应不遵守质量守恒定律
D.铁丝燃烧后生成物的质量增加，是因为有氧气参加了反应
D
环节五、解决问题，彰显定律价值
7.AgNO3固体见光或受热易分解，其分解时产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是（ ）
A. SO2 B. NH3 C. N2 D. NO2
D
环节五、解决问题，彰显定律价值
一、质量守恒定律：参加__________的各物质的质量____，等于反应后生成的各物质的质量 。
二、理解
1.反应物的总质量等于 ；
2.反应物_______的质量等于_________增加的质量；
3.质量比等于反应前后 之比。
二、质量守恒的原因
化学反应前后，原子的 、 、 都没有改变，所以，化学反应前后各物质的质量总和相等。
化学反应
总和
总和
种类
数目
质量
减少
生成物
生成物的总质量
质量变化
1.下列试剂一般不能制得氧气的物质是（ ）
A．高锰酸钾 B．水 C．氯化钠 D．过氧化氢
2.下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ）
A.石蜡熔化前后，其质量不变
B.铁钉和硫酸铜溶液反应，反应前后物质的总质量不变
C.木材在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比木材的质量减小
D.铜丝在空气中加热，生成物的质量比原来铜丝的质量增大
C
A
3.镁带在密封容器中（内含氧气）加热，下图能正确表示容器里所盛的物质总质量变化的是（ ）
A. B. C. D.
C
5.如图是某反应的微观示意图，以下正确的是（ ）
A.该反应有单质生成
B.如图表示的微观变化过程中共有三种分子
C.分子是化学变化中最小粒子
D.参加反应的“ ”分子与“ ”分子的个数比为1：3
B

展开更多......

收起↑