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(共26张PPT)
第四章　认识化学反应
第2节　化学反应中的质量关系
预习清单
1.无数实验证明, 的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的 ,这个规律叫做质量守恒定律。
2.化学反应中,反应前后原子的 不变,因此所有化学反应都遵循 。
参加化学反应
质量总和
质量守恒定律
种类、数目和质量
导入
在我们的身边无时无刻不在发生物质变化,我们之前已经学习过许多化学变化,比如蜡烛燃烧、木炭燃烧等。随着燃烧反应的进行,我们会观察到蜡烛越来越短,木炭越来越小,那么是不是燃烧之后物质凭空消失了
？
任务一：从定量角度认识化学变化
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。
为什么不同的科学家同样做金属和氧气反应的实验,却得出了不同的结论？
任务一：从定量角度认识化学变化
提出问题：参加化学反应的各物质都发生了变化,并有新物质生成,那么,参加反应的各物质的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
猜想一:发生了变化,反应生成的各物质的质量总和大于参加反应的各物质的质量总和;
猜想二:发生了变化,反应生成的各物质的质量总和小于参加反应的各物质的质量总和;
猜想三:没有变化,反应生成的各物质的质量总和等于参与反应的各物质的质量总和。
任务一：从定量角度认识化学变化
实验探究1:氢氧化钠与硫酸铜溶液的反应。
操作步骤:往锥形瓶中倒入一定量的无色氢氧化钠溶液,用插有胶头滴管(内装有蓝色硫酸铜溶液)的橡胶塞小心塞进锥形瓶。将锥形瓶放到托盘天平的左盘中,在右盘中放入砝码调节托盘天平平衡。然后将胶头滴管中的硫酸铜溶液挤入锥形瓶中。观察实验现象。
任务一：从定量角度认识化学变化
实验探究1:氢氧化钠与硫酸铜溶液的反应。
反应的文字表达式:
硫酸铜+氢氧化钠 硫酸钠+氢氧化铜
CuSO4 NaOH Na2SO4 Cu(OH)2
锥形瓶中出现蓝色沉淀,托盘天平保持平衡。
任务一：从定量角度认识化学变化
实验探究2:碳酸钙与盐酸的反应。
操作步骤:向锥形瓶中倒入一定量的石灰石,塞紧插有注射器(内装有无色稀盐酸)的橡胶塞。将锥形瓶放到托盘天平的左盘中,在右盘中放入砝码调节托盘天平平衡。用注射器向锥形瓶中加入稀盐酸。观察实验现象。
任务一：从定量角度认识化学变化
实验探究2:碳酸钙与盐酸的反应。
反应的文字表达式:
碳酸钙+盐酸 氯化钙+二氧化碳+水
CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O
石灰石不断减少,表面有气泡产生,托盘天平保持平衡。
物质发生化学变化前后,其总质量不变。
任务一：从定量角度认识化学变化
无数实验证明,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。
质量守恒定律的研究对象是化学反应,研究的是参加反应的物质和生成的物质质量总和间的关系,不包括反应前后不变的物质。
任务二：从微观角度认识质量守恒定律
化学反应的微观实质是什么
参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合转化成生成物的过程。
结合氢气和氧气反应生成水的微观示意图,说一说这个反应的微观过程。
任务二：从微观角度认识质量守恒定律
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。
化学变化中,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。
任务二：从微观角度认识质量守恒定律
氢气 + 氧气 水
2H2 O2 2H2O
点燃
氢原子个数:4
氧原子个数:2
氢原子个数:4
氧原子个数:2
相对质量:2×2+32=36
相对质量:2×(2+16)=36
反应物
生成物
任务二：从微观角度认识质量守恒定律
化学反应中各种量的变化
项目 宏观 微观
六个不变 元素的种类 原子的种类
元素的质量 原子的数目
物质的总质量 原子的质量
两个一定改变 物质的种类 分子的种类
两个可能改变 元素的化合价 分子的总数
任务二：从微观角度认识质量守恒定律
质量守恒定律的应用：
解释有关现象,如解释煤燃烧后质量变小,是因为煤燃烧生成气体,逸散到空气中。
确定物质的组成元素及元素质量。
……
任务三：利用质量守恒定律解释化学反应
演示实验:盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定。
在小烧杯中加入碳酸钠,再小心地放入盛有盐酸的小试管,将装置放在天平上,记录所称的质量。取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯,观察现象。反应一段时间后再次称量。比较反应前后的称量结果。
任务三：利用质量守恒定律解释化学反应
演示实验:盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定。
盐酸倒入烧杯后,剧烈反应,有大量气泡生成,白色粉末逐渐减少,反应前后质量不相等。
为什么这个实验中反应前后测得的质量不相等
反应过程中有气体生成。
任务三：利用质量守恒定律解释化学反应
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
木炭燃烧是木炭和氧气反应生成二氧化碳
氯酸钾分解后生成的氯化钾和氧气的质量等于氯酸钾的质量
铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
不矛盾。
任务三：利用质量守恒定律解释化学反应
所有的化学变化都可以用质量守恒定律解释,但如果要用于验证质量守恒定律,对于有气体参加或生成以及有物质逸散的反应,则需要注意在密闭体系中完成。
任务三：利用质量守恒定律解释化学反应
应用质量守恒定律时的注意事项：
(1)质量守恒定律的适用范围是化学变化,不适用于物理变化。
(2)参加反应的各物质是指反应中消耗掉的物质的质量,不包括催化剂和未反应的物质的质量,如有的反应需要使用催化剂,不能将催化剂视为反应物;有的物质没有全部参加反应,在利用该定律计算生成物的总质量时,不能将未反应的物质的质量计入反应物的质量总和当中。
(3)质量总和包括反应掉的物质和生成的物质的各种状态。
(4)强调的是“质量”守恒,不是体积、密度等其他方面的守恒。
核心总结
1.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。
2.质量守恒定律的微观解释:化学变化中,反应前后原子的种类、数目和质量不变。
3.化学反应前后各种量的变化
项目 宏观 微观
六个不变 元素的种类 原子的种类
元素的质量 原子的数目
物质的总质量 原子的质量
两个一定改变 物质的种类 分子的种类
两个可能改变 元素的化合价 分子的总数
课堂评价
1.在化学反应前后,下列各项中肯定没有变化的是( )
①原子数目 ②分子数目 ③元素的种类 ④物质的总质量
⑤物质的种类 ⑥原子的种类
A.①④⑥ B.①③⑤ C.①③④⑥ D.①③④⑤⑥
C
课堂评价
2.下列叙述正确的是( )
A.10克冰融化后得到10克水,符合质量守恒定律
B.镁条燃烧后生成物的总质量比镁条质量大,不符合质量守恒定律
C.铁制品生锈后质量会增加,符合质量守恒定律
D.高锰酸钾加热完全分解后,残留固体的质量小于反应物的质量,不符合质量守恒定律
C
点拨：冰融化生成水是物理变化,而质量守恒定律的适用范围是化学变化,A错误;镁条燃烧是镁与氧气反应生成氧化镁,参加反应的镁与氧气的质量之和等于氧化镁的质量,所以生成物的质量比镁条的质量大是符合质量守恒定律的,B错误;铁生锈是铁与氧气、水等物质反应生成铁锈,所以铁锈的质量比铁的大是符合质量守恒定律的,C正确;高锰酸钾的质量等于残留固体的质量加上生成的氧气的质量,所以残留固体的质量小于反应物的质量是符合质量守恒定律的,D错误。
课堂评价
3.在一个密闭容器中放入 A、B、C、D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,下列关于此反应的认识正确的是( )
A.物质C一定是该反应的催化剂
B.待测值为15
C.参加反应的B、D的质量比为5∶4
D.该反应一定是分解反应
C
物质 A B C D
反应前质量/g 18 1 3 32
反应后质量/g 待测 26 3 12
点拨:根据表格中C的质量在反应前后不变可知,C可能为催化剂,也可能是未参加反应的杂质,A错误。根据表格中的数据可知,待测值=18+1+32-(26+12)=13,B错误。A反应后质量减少,A为反应物;B反应后质量增加,B为生成物;D反应后质量减少,D为反应物;故该反应可表示为 A+D→B,为化合反应,D错误。
课堂评价
4.如图所示是汽车尾气中有毒气体转变为无毒气体的微观示意图,图中不同的圆球代表不同原子。下列说法错误的是( )
A.反应前后原子的种类、数目均无变化
B.此反应属于置换反应
C.反应中有单质生成
D.参加反应的两种分子的个数比为1∶1
B
点拨:由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目均无变化,A正确;由反应的微观示意图可以看出,反应物的分子都是由不同种元素的原子构成，都属于化合物,因此该反应不属于置换反应,B错误;反应后有一个“ ”分子剩余,则参加反应的两种分子的个数比为1∶1,D正确;反应后生成的“ ”分子是由同种元素的原子构成的,是一种单质分子,C正确。
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