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/ 让教学更有效 高效备课 | 化学学科
第一节 化学反应中的质量守恒
一、知识目标
1.理解质量守恒定律的定义，明确其仅适用于化学变化，掌握“质量”的准确含义及“总和”的涵盖范围。2.能通过实验探究，验证化学反应前后参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，并总结出相关规律。
3.从微观角度理解质量守恒定律的实质，掌握化学反应前后“五个不变”“两个一定改变”“两个可能改变”。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识实验室制取氧气的不同方法及现象，从微观角度理解化学反应的本质，如催化剂对反应速率的影响。
2.证据推理与模型认知：通过对制取氧气不同方法的实验探究，培养学生提出问题、设计实验、进行实验操作以及分析实验现象的能力，激发学生的创新思维，构建实验室制取气体的一般思路。
3.科学探究与创新意识：培养学生严谨的科学态度，让学生认识到化学实验操作规范的重要性，同时通过模拟救援任务，增强学生的社会责任感。
一、教学重点
1.实验室制取氧气的三种方法及相应的文字表达式。
2.实验室制取氧气的实验装置选择依据和操作要点。
3.催化剂的概念和作用。
二、教学难点
1.构建实验室制取气体的一般思路。
2.理解不同制取氧气方法的优缺点及适用场景。
一、实验探究质量守恒定律
1.你认为化学反应中，物质反应前后总质量可能会出现哪些变化情况？
化学反应中，物质反应前后总质量可能增大、减小或不变。
2.对于过氧化氢分解反应，写出其文字表达式，你认为分解的过氧化氢质量与生成的水和氧气的质量具有怎样的关系？为什么？
文字表达式：过氧化氢水 + 氧气。
分解的过氧化氢质量等于生成的水和氧气的质量之和。因为在化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类和数目不变。
3.回顾实验探究的一般步骤有哪些？思考在设计实验验证化学反应前后物质质量变化时，需要考虑哪些因素？
实验探究的一般步骤包括：提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价。
在设计实验验证化学反应前后物质质量变化时，需要考虑以下因素：确定一个容易发生的化学反应作为研究对象；考虑怎样测量反应前后的物质质量；考虑怎样使反应发生、在哪里发生，需要哪些仪器、药品等。
4.了解课本上三个探究实验的实验原理，并写出其文字表达式。
（1）硫酸铜+氢氧化钠氢氧化铜+硫酸钠
（2）碳酸钙+稀盐酸氯化钙+水+二氧化碳
（3）白磷+氧气五氧化二磷
5.查阅资料，了解质量守恒定律的发现历程。
（1）1673 年，化学家波义耳在容器中加热金属，发现反应后金属的质量增加了；
（2）1756 年，俄国化学家罗蒙诺索夫通过实验得出化学反应前后物质的总质量不变；
（3）1777 年，化学家拉瓦锡在容器中研究氧化汞的分解和合成时，进一步验证了化学反应前后物质的质量保持不变；
（4）1908 年德国化学家朗道尔特、1912 年英国化学家曼莱分别做了精确度极高的实验，反应前后的质量变化小于一千万分之一，使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。
二、质量守恒定律的微观实质
1.以电解水实验为例，发生化学反应的过程中，原子和分子发生了怎样的变化？
电解水的微观过程：水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子重新组合成氢分子，氧原子重新组合成氧分子。
2.化学反应前后，分子种类变了吗？原子种类、数目变了吗？化学反应过程的实质是什么？
化学反应前后，分子种类发生改变；原子种类、数目不发生改变。化学反应过程的实质是分子分解成原子，原子重新组合成新分子。
3.质量守恒定律的微观实质是什么？
在化学反应前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量没有变化。所以，反应生成的各物质的质量总和必然等于参加反应的各物质的质量总和。
一、新课引入
活动一：新课导入
问题探究：1673 年，化学家波义耳在容器中加热金属，发现反应后金属的质量增加了，于是他认为化学反应前后物质的质量是增加的；而 1777 年，化学家拉瓦锡在容器中研究氧化汞的分解和合成时，却发现化学反应前后物质的质量保持不变。你赞同谁的观点呢？化学反应中，物质反应前后总质量到底发不发生改变呢？
【答案】可能增大，可能减小，也可能不变。
二、实验探究质量守恒定律
活动一：推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
问题探究：化学反应的结果是反应物转化为生成物，那么在化学反应过程中，反应物和生成物的质量是如何变化的呢？比如木炭燃烧成为灰烬，质量如何变化？小树苗长成大树，质量如何变化？
【答案】木炭燃烧成为灰烬，质量减小；小树苗长成大树，质量增大。
问题探究：过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气，那么分解的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有怎样的关系呢？
【答案】分解的过氧化氢的质量等于生成的水和氧气的质量之和。
问题探究：小明猜想在过氧化氢分解反应中，分解的过氧化氢质量会大于生成的水和氧气质量之和，你认为他的猜想合理吗？
【答案】不合理。因为化学反应的实质是分子分解成原子，原子重新组合成新分子，由分子构成的物质发生化学变化时，分子改变了，而原子没有改变，所以分解的过氧化氢的质量等于生成的水和氧气的质量之和。
归纳总结：化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子，由分子构成的物质发生化学变化时，分子改变了，而原子没有改变。
活动二：设计实验探究化学反应前后物质的质量有无变化
问题探究：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？请提出你的猜想与假设。
【答案】猜想与假设：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；或参加反应的各物质的质量总和大于生成的各物质的质量总和；或参加反应的各物质的质量总和小于生成的各物质的质量总和。
问题探究：实验设计需要考虑哪些因素？
【答案】首先要确定一个容易发生的化学反应作为研究对象，其次要考虑怎样测量反应前后的物质质量，同时还要考虑怎样使反应发生、在哪里发生，需要哪些仪器、药品等。
活动三：实验探究 1：氢氧化钠和硫酸铜反应
问题探究：请描述你设计的该实验的步骤。
【答案】在烧杯中倒入一定量的氢氧化钠溶液，在小试管中加入一定量硫酸铜溶液，将小试管放入烧杯中，用天平称量整套装置的质量，记录实验数据。将小试管中的硫酸铜溶液倒入烧杯中，反应结束后，观察实验现象及天平是否平衡，并得出实验结论。
问题探究：该实验的现象是什么？该实验的结论是什么？
【答案】生成蓝色絮状沉淀。参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和，即质量守恒。
活动四：实验探究 2：盐酸与大理石反应
问题探究：请描述你设计的该实验的步骤。
【答案】称量反应前装置及其中碳酸钙和盐酸的总质量，记录数据。然后，使碳酸钙与盐酸在装置中充分反应，观察实验现象。反应结束后，观察天平是否平衡，并根据实验现象进行分析。
问题探究：该实验的现象是什么？天平为什么不平衡？
【答案】现象是产生大量气泡，天平不平衡，指针偏右。原因是敞口装置导致生成的二氧化碳逸出，所以反应前后质量减小了。
问题探究：如何改进该实验装置？
【答案】将敞口装置改为密闭装置，但考虑到产生气体导致锥形瓶内压强增大，容器可能炸裂，所以可以使用锥形瓶做反应容器，固体药品放置于气球中，既实现了固液分离，又可以缓冲气压。
活动五：实验探究 3：白磷在空气中燃烧
问题探究：请描述你设计的该实验的步骤。
【答案】用镊子取黄豆大小白磷放入锥形瓶，单孔塞套紧连有气球的玻璃导管（气球排空），塞紧瓶塞，将装置放天平左盘，调平记录数据。用酒精灯灼烧导管后迅速插入锥形瓶，观察实验现象。反应结束后，观察天平是否平衡，并得出实验结论。
问题探究：该实验的现象是什么？该实验的结论是什么？
【答案】白磷燃烧，产生大量白烟，小气球鼓起，冷却后，小气球变得更瘪。参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和，即质量守恒。
活动六：总结实验结论与质量守恒定律
问题探究：探究质量守恒定律的实验中，有气体参与或生成的反应需要注意些什么？
【答案】有气体参与或生成的反应，需要在密闭装置中进行。
问题探究：实验三中的导管有什么作用？需要满足什么要求？
【答案】实验三中的导管起到导气和引燃白磷的作用，所以长度需能碰触到锥形瓶底端。
问题探究：从以上三个实验你能得到什么结论？
【答案】化学反应前后参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
问题探究：质量守恒定律的定义是什么？
【答案】化学反应后生成的各物质的质量总和，等于参加化学反应的各物质的质量总和。
问题探究：10 克水加热后沸腾，变成 10 克水蒸气，此变化符合质量守恒定律。这句话对么？为什么？ 【答案】不对。质量守恒定律中的“质量”必须是真正参加化学反应的物质质量，不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中；总和应当包括各种物质，要考虑空气中的物质是否参加反应或生成物中（如气体）有无遗漏；质量守恒定律仅适用于化学变化。水加热变成水蒸气是物理变化，所以不符合质量守恒定律。
典例1：下列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．12g镁在8g氧气中完全燃烧后生成20g氧化镁
C．木柴在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比原木柴的质量小
D．在空气中加热铜粉，生成物的质量比原铜粉的质量大
【答案】A
【详解】A. 石蜡熔化是物理变化，质量守恒定律是化学变化普遍遵守的规律，此选项符合题意；
B. 根据质量守恒定律，12g镁在8g氧气中完全燃烧后生成20g氧化镁，此选项不符合题意；
C. 木柴在空气中燃烧生成的二氧化碳气体扩散到空气中，木柴燃烧后化为灰烬，根据质量守恒定律，灰烬的质量比原木柴的质量小，此选项不符合题意；
D. 在空气中加热铜粉，铜粉与氧气反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，生成物的质量比原铜粉的质量大，此选项不符合题意。
故选A。
典例2：在化学实验课上，同学们通过改进实验装置，完成了对稀盐酸和碳酸钠粉末反应前后质量的测定，下列说法正确的是
A．化学反应中产生白色沉淀
B．化学反应前后物质的总质量不变
C．化学反应过程中气球的形状一直保持不变
D．化学反应中生成了新的物质，整个装置的质量会增加
【答案】B
【详解】A、碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，该反应没有白色沉淀生成，说法错误；
B、该装置为密闭装置，故根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，说法正确；
C、该反应生成二氧化碳，使瓶内气压升高，气球膨胀，说法错误；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，故整个装置的质量不会改变，说法错误。
故选B。
三、质量守恒定律的微观实质
活动七：思考与讨论
问题探究：为什么化学反应前后的物质的质量总和相等？其本质原因是什么？你能从微观角度思考一下么？以电解水实验为例，发生化学反应的过程中，原子和分子发生了怎样的变化？
【答案】化学反应前后，分子种类发生改变；化学反应前后，原子种类、数目不发生改变；化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子。所以化学反应前后物质的质量总和相等。
问题探究：化学反应前后，分子种类变了吗？原子种类、数目变了吗？化学反应过程的实质是什么？
【答案】化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类、数目不发生改变，化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子。
活动八：微观实质总结
问题探究：请总结质量守恒定律的微观实质。
【答案】化学反应前后，原子种类不变、原子质量不变、原子数目不变，元素种类不变，反应物和生成物的总质量不变。
问题探究：汉·刘向《列仙传》中记载：“许逊，南昌人。晋初为旌（jīng）阳令，点石化金，以足逋赋。”你觉得点石成金是真的么？如何论证你的观点？
【答案】点石成金不是真的。质量守恒定律明确：化学反应前后，物质的总质量不变，且元素种类不增不减。石头的主要成分是碳酸钙、二氧化硅等，含有的元素多为钙、硅、氧、碳；而金是由金元素构成的单质。若要“点石化金”，需在石头中凭空创造出金元素，这既违背了“元素种类不变”的核心原则——化学反应无法生成新元素，也打破了“总质量守恒”的规律——金元素无中生有，会导致物质总质量凭空增加。因此，从科学角度来看，“点石化金”仅为传说，无法在现实中发生。
问题探究：请归纳质量守恒定律的核心要点，包括五个不变、两个一定改变、两个可能改变。
【答案】五个不变：宏观上元素种类不变，物质质量总和不变；微观上原子种类不变，原子数目不变，原子质量不变。两个一定改变：宏观上物质种类改变；微观上构成物质的粒子改变。两个可能改变：宏观上元素的化合价可能改变；微观上分子的总数可能改变。
典例1：下图是某物质在一定条件下变化的微观示意图。下列说法不正确的是
A．变化Ⅰ为物理变化，变化Ⅱ为化学变化
B．变化Ⅰ和变化Ⅱ的本质区别是分子是否发生了改变
C．变化Ⅰ说明分子间有间隔且间隔可能受温度影响
D．变化Ⅰ和Ⅱ都遵循了质量守恒定律
【答案】D
【详解】A、变化Ⅰ没有新物质生成为物理变化，变化Ⅱ生成了新物质为化学变化，此选项正确；
B、由微粒的变化可知，变化Ⅰ是物理变化，变化Ⅱ是化学变化，本质区别是分子是否发生了改变，此选项正确；
C、变化Ⅰ分子间隔变小，说明分子间有间隔且间隔变化可能受温度影响，此选项正确；
D、质量守恒定律适用于化学反应，变化Ⅰ是物理变化，此选项错误。
故选D。
典例2：工业生产硫酸的过程中，二氧化硫催化氧化的微观反应示意图如图。下列说法正确的是
A．该反应前后原子不发生改变 B．反应前后硫、氧元素化合价均不变
C．该反应中有三种氧化物 D．参加反应的两种分子个数比是1：1
【答案】A
【详解】
A、原子是化学反应的基本微粒，反应前后不会变化，由图也可知，原子种类未发生变化，故A选项正确；
B、在化合物中，各元素的正、负化合价的代数和为0，氧元素一般显－2价，所以反应物中硫元素显＋4价，生成物中硫元素显＋6价，因此反应前后硫元素的化合价从＋4价变成＋6价，故B选项错误；
C、氧化物是指由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物，该反应中反应物为、，生成物为、其中、为氧化物，是单质，共2种氧化物，故C选项错误；
D、由分析可知，参加反应的反应物的分子个数比是2:1，故D选项错误；
故选A。
一、经典实验对比分析表
实验项目 文字表达式 实验装置 实验现象 实验结论
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 硫酸铜+氢氧化钠氢氧化铜+硫酸钠 敞口烧杯（内放盛有硫酸铜溶液的试管） 混合后生成蓝色絮状沉淀 2. 反应前后天平平衡 参加反应的氢氧化钠和硫酸铜质量总和 = 生成的氢氧化铜和硫酸钠质量总和
盐酸与大理石反应 盐酸 + 碳酸钙 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 1. 改进前：敞口锥形瓶2. 改进后：带气球的密闭锥形瓶（气球装碳酸钙） 1. 改进前：产生大量气泡，天平指针偏右2. 改进后：产生大量气泡，气球膨胀，天平平衡 改进后排除气体逸散干扰，验证质量守恒定律
白磷燃烧 白磷+氧气五氧化二磷 带气球导管的密闭锥形瓶（导管触瓶底） 白磷燃烧，产生大量白烟 2. 气球先膨胀（放热气体膨胀）后变瘪（冷却后压强减小）3. 反应前后天平平衡 参加反应的磷和氧气质量总和 = 生成的五氧化二磷质量
宏观与微观规律总结
五个不变 微观 原子种类不变
原子数目不变
原子质量不变
宏观 反应物和生成物的总质量不变
元素种类不变
两个一定改变 微观 构成物质的粒子改变
宏观 物质种类改变
两个可能改变 微观 分子的总数可能改变
宏观 元素的化合价可能改变
典型应用与易错点辨析
应用类型 题目示例 正确解答 易错解答 易错原因分析
解释现象 为什么铁钉生锈后质量会增加？ 铁钉生锈是铁与空气中的氧气、水反应生成铁锈，铁锈质量 = 铁的质量 + 参加反应的氧气和水的质量，因此质量增加，符合质量守恒定律 认为铁生锈质量增加违背质量守恒定律 忽略了参加反应的氧气和水的质量，只关注铁钉本身质量
判断可行性 “用石墨制取金刚石” 是否可行？ 可行。石墨和金刚石都是由碳元素组成的，化学反应中元素种类不变，可通过原子重新排列将石墨转化为金刚石 不可行，认为是两种不同物质，无法转化 不理解化学反应中元素种类不变，只要元素相同，可通过原子重新组合转化
质量计算 3g 碳与 8g 氧气充分反应，生成二氧化碳的质量是多少？ 碳与氧气反应的相对质量比为3:8，3g 碳与 8g 氧气恰好完全反应，生成 11g 二氧化碳 生成 11g 或 10g（错误认为 3+8=11 或 3+7=10） 1. 若未考虑反应质量比，可能直接相加；2. 若记错反应式（如生成 CO），会计算错误
辨析正误 判断 “10g 食盐溶解在 90g 水中，得到 100g 食盐水，符合质量守恒定律” 是否正确 错误。食盐溶解是物理变化，质量守恒定律仅适用于化学变化 正确，认为质量总和不变就符合定律 混淆物理变化和化学变化，不清楚定律的适用范围
1．用电子秤进行如图所示的两个称量实验：经过一段时间后，两个电子秤示数都变小。下列有关说法正确的是
A．实验①表明酒精不具有可燃性
B．实验②中，蜡烛的热能转化为化学能
C．实验①可说明构成物质的微粒在不停运动
D．实验②减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量
【答案】C
【详解】A、实验①电子秤示数变小，说明酒精具有挥发性，故选项说法不正确；
B、实验②中，蜡烛燃烧的过程中化学能转化为热能，故选项说法不正确；
C、实验①量筒内的酒精会减少，这是因为分子在不断运动，故选项说法正确；
D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，根据质量守恒定律，蜡烛减少的质量与参加反应的氧气质量之和等于生成的二氧化碳和水的质量和，故选项说法不正确。
故选C。
2．下列理解不正确的是
A．过程I表明化学变化中分子可拆分成原子
B．过程I、II表明反应前后原子的种类和数目均不变
C．过程III表明化学变化前后分子种类发生了改变
D．该示意图说明水是由氢分子和氧分子构成的
【答案】D
【详解】A.过程I水分子可分成氢原子和氧原子，表明化学变化中分子可拆分成原子，故A正确；
B.由微观示意图可知，过程I、Ⅱ反应前后原子的种类和数目均不变，故B正确；
C.过程Ⅲ化学变化前是水分子，反应后有氧分子和氢分子，表明化学变化前后分子种类发生了改变，故C正确；
D.由图可知，说明水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，故D不正确。
综上，故选D。
考点1实验探究质量守恒定律
1.下列事实中，能用质量守恒定律解释的是
A．使用酒精后未盖瓶塞，质量减小
B．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变
C．衣服被雨水淋湿后，质量增加
D．蜡烛燃烧后质量减小
【答案】D
【详解】A、使用酒精后未盖瓶塞，质量减小，是因为酒精挥发到了空气中，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意；
B、一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，氢气和氧气混合，无新物质生成，不属于化学变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意；
C、衣服被雨水淋湿后，质量增加，是因为水被吸附或渗透，无新物质生成，不属于化学变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意；
D、蜡烛燃烧后质量减小，是因为蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，符合题意。
故选D。
2．同学们用如图所示实验探究质量守恒定律。下列有关说法错误的是
A．实验过程中，观察到气球先变瘪后膨胀
B．气球有密封和缓冲气压的作用
C．铜粉不足也能验证质量守恒定律
D．反应结束后称量，电子天平读数不变
【答案】A
【详解】A、该实验中，铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，加热过程中，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球变小，故气球先膨胀后变瘪，故A符合题意；
B、该实验中氧气参与了反应，需要在密封环境中进行，故气球可以起到密封的作用，同时加热过程中，装置内压强增大，气球可以起到缓冲气压的作用，故B不符合题意；
C、质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，故铜粉不足也能验证质量守恒定律，故C不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，故反应结束后称量，电子天平读数不变，故D不符合题意。
故选A。
3．小明设计以下实验验证“质量守恒定律”，请回答：
(1)根据实验目的，应该测量的数据是 (填“只有反应前”、“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置的质量。
(2)当反应结束时，小明发现A装置中气球完全鼓起，天平指针偏右，请解释出现上述现象的原因 。
(3)分别叙述B、C实验能否达到目的 、 。
【答案】(1)反应前、后
(2)气球膨胀导致浮力增大
(3) 否，因为生成的二氧化碳气体逸出，导致反应后质量减小 否，因为铜粉与水未发生化学反应，而质量守恒定律是化学反应普遍遵守的规律
【详解】（1）根据实验目的，应该测量的数据是反应前、后整个反应装置的质量。
（2）当反应结束时，小明发现A装置中气球完全鼓起，天平指针偏右，请解释出现上述现象的原因：空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果。
（3）B实验：否，因为生成的二氧化碳气体逸出，导致反应后质量减小。
C实验：否，因为铜粉与水未发生化学反应，而质量守恒定律是化学反应普遍遵守的规律。
考点2 质量守恒定律的微观实质
4．下图是某个化学反应的微观模拟示意图，从图中获得的信息不正确的是
A．该反应不满足质量守恒定律
B．化学反应前后元素的种类不变
C．该反应是化合反应
D．化学反应前后分子种类改变、原子种类不变
【答案】A
【详解】A、所有的化学反应都满足质量守恒定律，该反应也不例外，A错误。
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，B正确。
C、观察可知，反应前有两种物质，反应后生成了一种物质，符合化合反应“多变一”的特征，C正确。
D、由微观示意图可知，反应前是两种不同的分子，反应后生成了新的分子，分子种类改变；根据质量守恒定律，反应前后原子的种类不变，D正确。
故选A。
5．已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下，则下列说法中正确的是
（说明：一种小球代表一种元素的原子）
A．图中的反应物都是化合物 B．反应中反应物和生成物的各分子个数比1:1:1:1
C．该反应属于分解反应 D．该反应不符合质量守恒定律
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和个数不变，该微观示意图已配平。
【详解】A、反应物中，是由同种原子构成的分子，属于单质，不是化合物，A 错误；
B、从微观示意图看，反应中反应物和生成物的各分子个数比是1∶1∶1∶1，B 正确；
C、分解反应是一种物质生成多种物质，根据微观示意图，该反应是两种物质反应生成两种物质，不属于分解反应，C 错误；
D、所有化学反应都符合质量守恒定律，D 错误。
故选B。
6．在“宏观—微观—符号”之间建立联系并进行合理的分析、总结是学习化学特有的思维方式。请结合图示回答问题：
(1)图1是水变成水蒸气的微观示意图，在此变化前后分子 ，是物理变化；图2是水在通电条件下分解的微观示意图，此变化前后分子种类发生了改变，是化学变化。由两个图示对比分析可知由分子构成的物质，分子是保持物质 的最小粒子。
(2)根据质量守恒定律，应在丙中补充________（填字母序号）。
A．1个 B．1个
(3)请写出甲、乙、丙物质的化学式 （如果相同，写一个即可）。
【答案】(1) 种类没有发生改变 化学性质
(2)A
(3)
【详解】（1）水变成水蒸气时，分子种类不变，没有新物质生成，是物理变化；水通电生成氢气和氧气，发生化学变化时，分子分成原子，原子通过重新结合形成新的物质的分子，此变化前后分子种类发生了改变，由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类个数不变，反应后，丁+戊一共有4个H原子、2个O原子，故需在丙中补充一个由1个O和2个H构成的分子，故选A；
（3）由微观示意图可知，甲、乙、丙均为水分子，化学式为：H2O。
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第一节 化学反应中的质量守恒
一、知识目标
1.理解质量守恒定律的定义，明确其仅适用于化学变化，掌握“质量”的准确含义及“总和”的涵盖范围。2.能通过实验探究，验证化学反应前后参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，并总结出相关规律。
3.从微观角度理解质量守恒定律的实质，掌握化学反应前后“五个不变”“两个一定改变”“两个可能改变”。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识实验室制取氧气的不同方法及现象，从微观角度理解化学反应的本质，如催化剂对反应速率的影响。
2.证据推理与模型认知：通过对制取氧气不同方法的实验探究，培养学生提出问题、设计实验、进行实验操作以及分析实验现象的能力，激发学生的创新思维，构建实验室制取气体的一般思路。
3.科学探究与创新意识：培养学生严谨的科学态度，让学生认识到化学实验操作规范的重要性，同时通过模拟救援任务，增强学生的社会责任感。
一、教学重点
1.实验室制取氧气的三种方法及相应的文字表达式。
2.实验室制取氧气的实验装置选择依据和操作要点。
3.催化剂的概念和作用。
二、教学难点
1.构建实验室制取气体的一般思路。
2.理解不同制取氧气方法的优缺点及适用场景。
一、实验探究质量守恒定律
1.你认为化学反应中，物质反应前后总质量可能会出现哪些变化情况？
化学反应中，物质反应前后总质量可能增大、减小或 。
2.对于过氧化氢分解反应，写出其文字表达式，你认为分解的过氧化氢质量与生成的水和氧气的质量具有怎样的关系？为什么？
文字表达式： 。
分解的过氧化氢质量 生成的水和氧气的质量之和。因为在化学反应前后， 发生改变， 和
不变。
3.回顾实验探究的一般步骤有哪些？思考在设计实验验证化学反应前后物质质量变化时，需要考虑哪些因素？
实验探究的一般步骤包括：提出问题、 、设计实验、进行实验、 、解释与结论、 。
在设计实验验证化学反应前后物质质量变化时，需要考虑以下因素：确定一个 作为研究对象；考虑怎样测量反应前后的 ；考虑怎样使反应发生、在哪里发生，需要哪些仪器、药品等。
4.了解课本上三个探究实验的实验原理，并写出其文字表达式。
（1） 。
（2） 。
（3） 。
5.查阅资料，了解质量守恒定律的发现历程。
（1）1673 年，化学家 在容器中加热金属，发现反应后金属的质量增加了；
（2）1756 年，俄国化学家罗蒙诺索夫通过实验得出化学反应前后物质的总质量不变；
（3）1777 年，化学家 在容器中研究 的分解和合成时，进一步验证了化学反应前后物质的质量 ；
（4）1908 年德国化学家 、1912 年英国化学家 分别做了精确度极高的实验，反应前后的质量变化小于一千万分之一，使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。
二、质量守恒定律的微观实质
1.以电解水实验为例，发生化学反应的过程中，原子和分子发生了怎样的变化？
电解水的微观过程：水分子分解成 和 ，氢原子重新组合成 ，氧原子重新组合成 。
2.化学反应前后，分子种类变了吗？原子种类、数目变了吗？化学反应过程的实质是什么？
化学反应前后，分子种类 ；原子 、 不发生改变。化学反应过程的实质是分子分解成 ，原子重新组合成 。
3.质量守恒定律的微观实质是什么？
在化学反应前后，原子的 没有改变，原子的 没有增减，原子的 没有变化。所以，反应生成的各物质的质量总和必然 参加反应的各物质的质量总和。
一、新课引入
活动一：新课导入
问题探究：1673 年，化学家波义耳在容器中加热金属，发现反应后金属的质量增加了，于是他认为化学反应前后物质的质量是增加的；而 1777 年，化学家拉瓦锡在容器中研究氧化汞的分解和合成时，却发现化学反应前后物质的质量保持不变。你赞同谁的观点呢？化学反应中，物质反应前后总质量到底发不发生改变呢？
二、实验探究质量守恒定律
活动一：推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
问题探究：化学反应的结果是反应物转化为生成物，那么在化学反应过程中，反应物和生成物的质量是如何变化的呢？比如木炭燃烧成为灰烬，质量如何变化？小树苗长成大树，质量如何变化？
问题探究：过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气，那么分解的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有怎样的关系呢？
问题探究：小明猜想在过氧化氢分解反应中，分解的过氧化氢质量会大于生成的水和氧气质量之和，你认为他的猜想合理吗？
归纳总结：化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子，由分子构成的物质发生化学变化时，分子改变了，而原子没有改变。
活动二：设计实验探究化学反应前后物质的质量有无变化
问题探究：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？请提出你的猜想与假设。
问题探究：实验设计需要考虑哪些因素？
活动三：实验探究 1：氢氧化钠和硫酸铜反应
问题探究：请描述你设计的该实验的步骤。
问题探究：该实验的现象是什么？该实验的结论是什么？
活动四：实验探究 2：盐酸与大理石反应
问题探究：请描述你设计的该实验的步骤。
问题探究：该实验的现象是什么？天平为什么不平衡？
问题探究：如何改进该实验装置？
活动五：实验探究 3：白磷在空气中燃烧
问题探究：请描述你设计的该实验的步骤。
问题探究：该实验的现象是什么？该实验的结论是什么？
活动六：总结实验结论与质量守恒定律
问题探究：探究质量守恒定律的实验中，有气体参与或生成的反应需要注意些什么？
问题探究：实验三中的导管有什么作用？需要满足什么要求？
问题探究：从以上三个实验你能得到什么结论？
问题探究：质量守恒定律的定义是什么？
问题探究：10 克水加热后沸腾，变成 10 克水蒸气，此变化符合质量守恒定律。这句话对么？为什么？
典例1：下列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．12g镁在8g氧气中完全燃烧后生成20g氧化镁
C．木柴在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比原木柴的质量小
D．在空气中加热铜粉，生成物的质量比原铜粉的质量大
典例2：在化学实验课上，同学们通过改进实验装置，完成了对稀盐酸和碳酸钠粉末反应前后质量的测定，下列说法正确的是
A．化学反应中产生白色沉淀
B．化学反应前后物质的总质量不变
C．化学反应过程中气球的形状一直保持不变
D．化学反应中生成了新的物质，整个装置的质量会增加
三、质量守恒定律的微观实质
活动七：思考与讨论
问题探究：为什么化学反应前后的物质的质量总和相等？其本质原因是什么？你能从微观角度思考一下么？以电解水实验为例，发生化学反应的过程中，原子和分子发生了怎样的变化？
问题探究：化学反应前后，分子种类变了吗？原子种类、数目变了吗？化学反应过程的实质是什么？
活动八：微观实质总结
问题探究：请总结质量守恒定律的微观实质。
问题探究：汉·刘向《列仙传》中记载：“许逊，南昌人。晋初为旌（jīng）阳令，点石化金，以足逋赋。”你觉得点石成金是真的么？如何论证你的观点？
问题探究：请归纳质量守恒定律的核心要点，包括五个不变、两个一定改变、两个可能改变。
典例1：下图是某物质在一定条件下变化的微观示意图。下列说法不正确的是
A．变化Ⅰ为物理变化，变化Ⅱ为化学变化
B．变化Ⅰ和变化Ⅱ的本质区别是分子是否发生了改变
C．变化Ⅰ说明分子间有间隔且间隔可能受温度影响
D．变化Ⅰ和Ⅱ都遵循了质量守恒定律
典例2：工业生产硫酸的过程中，二氧化硫催化氧化的微观反应示意图如图。下列说法正确的是
A．该反应前后原子不发生改变 B．反应前后硫、氧元素化合价均不变
C．该反应中有三种氧化物 D．参加反应的两种分子个数比是1：1
一、经典实验对比分析表
实验项目 文字表达式 实验装置 实验现象 实验结论
氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 敞口烧杯（内放盛有硫酸铜溶液的试管） 混合后生成 絮状沉淀 2. 反应前后天平平衡 参加反应的氢氧化钠和硫酸铜质量总和 生成的氢氧化铜和硫酸钠质量总和
盐酸与大理石反应 1. 改进前：敞口锥形瓶2. 改进后：带气球的密闭锥形瓶（气球装碳酸钙） 1. 改进前：产生大量 ，天平指针偏右2. 改进后：产生大量气泡，气球膨胀，天平平衡 改进后排除气体 干扰，验证质量守恒定律
白磷燃烧 带气球导管的密闭锥形瓶（导管触瓶底） 白磷燃烧，产生大量白烟 2. 气球先膨胀（放热气体膨胀）后变瘪（冷却后压强减小）3. 反应前后天平平衡 参加反应的磷和氧气质量总和 生成的五氧化二磷质量
宏观与微观规律总结
五个不变 微观 原子 不变
原子 不变
原子 不变
宏观 反应物和生成物的 不变
元素 不变
两个一定改变 微观 构成物质的粒子改变
宏观 改变
两个可能改变 微观 分子的总数可能改变
宏观 元素的 可能改变
典型应用与易错点辨析
应用类型 题目示例 正确解答 易错解答 易错原因分析
解释现象 为什么铁钉生锈后质量会增加？ 铁钉生锈是铁与空气中的氧气、水反应生成铁锈，铁锈质量 = 铁的质量 + 参加反应的 和 的质量，因此质量增加，符合质量守恒定律 认为铁生锈质量增加违背质量守恒定律 忽略了参加反应的氧气和水的质量，只关注铁钉本身质量
判断可行性 “用石墨制取金刚石” 是否可行？ 可行。石墨和金刚石都是由 组成的，化学反应中 不变，可通过原子重新排列将石墨转化为金刚石 不可行，认为是两种不同物质，无法转化 不理解化学反应中元素种类不变，只要元素相同，可通过原子重新组合转化
质量计算 3g 碳与 8g 氧气充分反应，生成二氧化碳的质量是多少？ 碳与氧气反应的相对质量比为3:8，3g 碳与 8g 氧气恰好完全反应，生成 二氧化碳 生成 11g 或 10g（错误认为 3+8=11 或 3+7=10） 1. 若未考虑反应质量比，可能直接相加；2. 若记错反应式（如生成 CO），会计算错误
辨析正误 判断 “10g 食盐溶解在 90g 水中，得到 100g 食盐水，符合质量守恒定律” 是否正确 错误。食盐溶解是 ，质量守恒定律仅适用于 变化 正确，认为质量总和不变就符合定律 混淆物理变化和化学变化，不清楚定律的适用范围
1．用电子秤进行如图所示的两个称量实验：经过一段时间后，两个电子秤示数都变小。下列有关说法正确的是
A．实验①表明酒精不具有可燃性
B．实验②中，蜡烛的热能转化为化学能
C．实验①可说明构成物质的微粒在不停运动
D．实验②减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量
2．下列理解不正确的是
A．过程I表明化学变化中分子可拆分成原子
B．过程I、II表明反应前后原子的种类和数目均不变
C．过程III表明化学变化前后分子种类发生了改变
D．该示意图说明水是由氢分子和氧分子构成的
考点1实验探究质量守恒定律
1.下列事实中，能用质量守恒定律解释的是
A．使用酒精后未盖瓶塞，质量减小
B．一定质量的氢气和氧气混合后质量不变
C．衣服被雨水淋湿后，质量增加
D．蜡烛燃烧后质量减小
2．同学们用如图所示实验探究质量守恒定律。下列有关说法错误的是
A．实验过程中，观察到气球先变瘪后膨胀
B．气球有密封和缓冲气压的作用
C．铜粉不足也能验证质量守恒定律
D．反应结束后称量，电子天平读数不变
3．小明设计以下实验验证“质量守恒定律”，请回答：
(1)根据实验目的，应该测量的数据是 (填“只有反应前”、“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置的质量。
(2)当反应结束时，小明发现A装置中气球完全鼓起，天平指针偏右，请解释出现上述现象的原因 。
(3)分别叙述B、C实验能否达到目的 、 。
考点2 质量守恒定律的微观实质
4．下图是某个化学反应的微观模拟示意图，从图中获得的信息不正确的是
A．该反应不满足质量守恒定律
B．化学反应前后元素的种类不变
C．该反应是化合反应
D．化学反应前后分子种类改变、原子种类不变
5．已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下，则下列说法中正确的是
（说明：一种小球代表一种元素的原子）
A．图中的反应物都是化合物 B．反应中反应物和生成物的各分子个数比1:1:1:1
C．该反应属于分解反应 D．该反应不符合质量守恒定律
6．在“宏观—微观—符号”之间建立联系并进行合理的分析、总结是学习化学特有的思维方式。请结合图示回答问题：
(1)图1是水变成水蒸气的微观示意图，在此变化前后分子 ，是物理变化；图2是水在通电条件下分解的微观示意图，此变化前后分子种类发生了改变，是化学变化。由两个图示对比分析可知由分子构成的物质，分子是保持物质 的最小粒子。
(2)根据质量守恒定律，应在丙中补充________（填字母序号）。
A．1个 B．1个
(3)请写出甲、乙、丙物质的化学式 （如果相同，写一个即可）。
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