化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系第1課時質(zhì)量守恒定律一、知識目標(biāo)1．認(rèn)識質(zhì)量守恒定律的含義，能從定量角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)。2．能用實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，掌握其內(nèi)容并理解其本質(zhì)。3．知道在有氣體參加或生成的化學(xué)變化中，驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律需在密閉容器中進(jìn)行。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1．宏觀辨識與微觀探析：宏觀上認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的變化，從微觀上理解質(zhì)量守恒定律的原因，即原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量不變。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，通過實(shí)驗(yàn)探究質(zhì)量守恒定律，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。3．科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：認(rèn)識定量研究對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重大作用，體會化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)1．質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容、理解及應(yīng)用。2．化學(xué)反應(yīng)前后的變與不變。二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)1．質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)探究。2．從微觀角度解釋質(zhì)量守恒定律。1．17世紀(jì)70年代，英國化學(xué)家波義耳在一個敞口的容器中加熱金屬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后容器中物質(zhì)的質(zhì)量增加了。2．18世紀(jì)70年代，法國化學(xué)家拉瓦錫用較精確的定量實(shí)驗(yàn)法，在密封容器中研究氧化汞的生成與分解的反應(yīng)中各物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系，得到的結(jié)論是：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。3．質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。4．化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)的過程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)的原子重新組合轉(zhuǎn)化成生成物的過程。一、新課導(dǎo)入問題思考1：觀察紙張燃燒后只余下少許灰燼，薄銅片在火焰上加熱表面變黑且質(zhì)量增大的現(xiàn)象，思考物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時，物質(zhì)的質(zhì)量到底會不會發(fā)生變化呢？有哪些可能的情況？答案：物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時，質(zhì)量可能像紙張燃燒那樣減少，可能像銅片加熱那樣增加，也可能存在其他規(guī)律。問題思考2：歷史上，17世紀(jì)70年代英國化學(xué)家波義耳在敞口容器中加熱金屬，反應(yīng)后容器中物質(zhì)的質(zhì)量增加；18世紀(jì)70年代法國化學(xué)家拉瓦錫在密閉容器中研究氧化汞的生成與分解時，化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量相等。為什么他們會得到不同的結(jié)果呢？答案：波義耳未考慮反應(yīng)物氧氣的質(zhì)量，增加的質(zhì)量其實(shí)是參與反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量；而拉瓦錫在密閉容器中的實(shí)驗(yàn)避免了外界物質(zhì)的干擾，更能準(zhǔn)確地反映化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系。從定量角度認(rèn)識化學(xué)變化活動一：化學(xué)家對化學(xué)反應(yīng)的定量研究問題思考：結(jié)合前面的問題，思考波義耳和拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)對我們探索質(zhì)量守恒定律有什么啟示？答案：啟示我們在研究化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系時，要考慮外界因素的影響，有氣體參與或生成的反應(yīng)最好在密閉容器中進(jìn)行，這樣才能更準(zhǔn)確地得出結(jié)論?；顒佣嘿|(zhì)量守恒定律的探索問題思考1：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究前，如果化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量守恒，應(yīng)該如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？答案：可以選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，使用天平測量反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量等。問題思考2：觀察以下實(shí)驗(yàn)并完成表格：實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應(yīng)向盛有硫酸銅溶液的燒杯中滴入氫氧化鈉溶液，將燒杯放在天平上稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量。產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，天平仍然保持平衡。該反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)將碳酸鈣固體放入盛有鹽酸的錐形瓶中，用橡皮塞塞緊瓶口，放在天平上稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量。石灰石表面產(chǎn)生氣泡，天平仍然保持平衡。該反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律鹽酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)將鹽酸與碳酸鈉溶液分別放在小燒杯和試管中，一起放在大燒杯中，稱量總質(zhì)量，然后將試管中的鹽酸倒入小燒杯中，觀察現(xiàn)象并再次稱量質(zhì)量。燒杯內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，白色粉末逐漸消失，反應(yīng)后質(zhì)量減小。該反應(yīng)在開放體系中進(jìn)行，生成的二氧化碳?xì)怏w逸散到空氣中，導(dǎo)致反應(yīng)后質(zhì)量減小，若要驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，需在密閉容器中進(jìn)行?；顒尤旱淅v典例1：利用天平進(jìn)行定量研究，最早提出質(zhì)量守恒定律的科學(xué)家是（）A．門捷列夫B．拉瓦錫 C．張青蓮 D．道爾頓答案：B門捷列夫的主要貢獻(xiàn)是編制了元素周期表，揭示了元素性質(zhì)的周期性變化，與質(zhì)量守恒定律無關(guān)，A不符合題意；拉瓦錫通過精確的天平實(shí)驗(yàn)，最早提出并驗(yàn)證了質(zhì)量守恒定律，強(qiáng)調(diào)反應(yīng)前后總質(zhì)量不變，B符合題意；張青蓮的貢獻(xiàn)在于測定和修正了多種元素的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)，屬于現(xiàn)代化學(xué)領(lǐng)域，與質(zhì)量守恒定律無關(guān)，C不符合題意；道爾頓提出了原子論，奠定了近代化學(xué)基礎(chǔ)，但未直接提出質(zhì)量守恒定律，D不符合題意。故選B。典例2：實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們用下圖所示的裝置進(jìn)行質(zhì)量守恒定律的驗(yàn)證。以下說法正確的是（）A．反應(yīng)過程中沒有出現(xiàn)明顯現(xiàn)象 B．稱量反應(yīng)前的質(zhì)量比反應(yīng)后的質(zhì)量小C．應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng) D．該反應(yīng)不遵守質(zhì)量守恒定律答案：C碳酸鈉（Na2CO3）與稀鹽酸反應(yīng)會生成氯化鈉、水和二氧化碳?xì)怏w，能觀察到有氣泡產(chǎn)生，并非沒有明顯現(xiàn)象，該選項(xiàng)錯誤；由于反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w逸散到空氣中，會使反應(yīng)后剩余物質(zhì)質(zhì)量減小，所以稱量反應(yīng)前的質(zhì)量比反應(yīng)后的質(zhì)量大，該選項(xiàng)錯誤；因?yàn)橛袣怏w生成，為防止氣體逸散影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，這樣才能準(zhǔn)確驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，該選項(xiàng)正確；一切化學(xué)反應(yīng)都遵守質(zhì)量守恒定律，該反應(yīng)中只是因?yàn)闅怏w逸出導(dǎo)致天平不平衡，但實(shí)際上反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量是相等的，遵守質(zhì)量守恒定律，該選項(xiàng)錯誤。故選C。質(zhì)量守恒定律活動一：質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容與理解問題思考1：請根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析，總結(jié)質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容。答案：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。問題思考2：對質(zhì)量守恒定律內(nèi)容中“參加”“各物質(zhì)”“守恒”分別該如何理解？答案：“參加”指沒有參加反應(yīng)的剩余部分的質(zhì)量不應(yīng)計算在內(nèi)（化學(xué)反應(yīng)是按一定比例關(guān)系進(jìn)行的）；“各物質(zhì)”指的是所有參加反應(yīng)的反應(yīng)物和所有的生成物；“守恒”指的是“質(zhì)量”守恒，其它不一定守恒（不能任意擴(kuò)展到其他物理量），質(zhì)量守恒定律僅適用于化學(xué)變化?；顒佣嘿|(zhì)量守恒定律成立的原因及化學(xué)反應(yīng)前后的變和不變問題思考：以氫氣和氧氣反應(yīng)生成水為例，從微觀角度分析反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量有什么變化？答案：反應(yīng)前后氫原子和氧原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量都不變。歸納總結(jié)：總結(jié)化學(xué)反應(yīng)前后的變和不變：類別不變量可能變量一定改變量微觀原子數(shù)目、原子質(zhì)量、原子種類分子數(shù)目分子的種類宏觀元素質(zhì)量、元素種類、物質(zhì)總質(zhì)量元素化合價物質(zhì)的種類活動三：典例精講典例1：O2通過臭氧發(fā)生器轉(zhuǎn)化為O3，反應(yīng)前后發(fā)生變化的是（）A．原子總數(shù) B．分子種類C．元素種類D．物質(zhì)的總質(zhì)量答案：B化學(xué)反應(yīng)前后原子總數(shù)、元素種類、物質(zhì)的總質(zhì)量都不變，而O2轉(zhuǎn)化為O3，分子種類發(fā)生了改變，所以選B。典例2：化學(xué)反應(yīng)前后一定發(fā)生改變的是（）A．原子的質(zhì)量 B．元素種類 C．物質(zhì)的種類D．物質(zhì)的總質(zhì)量答案：C化學(xué)反應(yīng)前后原子的質(zhì)量、元素種類、物質(zhì)的總質(zhì)量都不變，而物質(zhì)的種類一定發(fā)生改變，所以選C。下列事實(shí)不能用質(zhì)量守恒定律解釋的是（）A．銅粉在空氣中加熱后質(zhì)量增大B．木炭燃燒后灰燼的質(zhì)量比原來木炭的質(zhì)量小C．高錳酸鉀固體受熱后質(zhì)量減小D．20mL酒精與20mL水混合后總體積小于40mL【答案】D【解析】質(zhì)量守恒定律適用于化學(xué)變化。A選項(xiàng)，銅粉在空氣中加熱，銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，質(zhì)量增大，是化學(xué)變化，能用質(zhì)量守恒定律解釋；B選項(xiàng)，木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w逸散到空氣中，所以灰燼質(zhì)量比原來木炭質(zhì)量小，是化學(xué)變化，能用質(zhì)量守恒定律解釋；C選項(xiàng)，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，氧氣逸出導(dǎo)致質(zhì)量減小，是化學(xué)變化，能用質(zhì)量守恒定律解釋；D選項(xiàng)，酒精與水混合是物理變化，不能用質(zhì)量守恒定律解釋。2．下列關(guān)于質(zhì)量守恒定律的解釋正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類改變，原子數(shù)目沒有增減B．化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類沒有改變，但原子數(shù)目有增減C．化學(xué)反應(yīng)前后，反應(yīng)物和生成物的分子數(shù)目不變D．化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類沒有改變，原子數(shù)目沒有增減【答案】D【解析】質(zhì)量守恒定律的微觀解釋是化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類沒有改變，原子數(shù)目沒有增減，原子質(zhì)量也不變。A選項(xiàng)原子種類改變錯誤；B選項(xiàng)原子數(shù)目有增減錯誤；C選項(xiàng)分子數(shù)目可能改變，不一定不變，該選項(xiàng)錯誤。所以選D。3．天然氣的主要成分甲烷完全燃燒的反應(yīng)的微觀示意圖如圖，則方框中需補(bǔ)充（）A．B．C．D．【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律實(shí)質(zhì)中：化學(xué)反應(yīng)前后，原子種類和原子個數(shù)不變的原則可得，反應(yīng)前，現(xiàn)有1個碳原子、4個氫原子和4個氧原子，反應(yīng)后，有1個碳原子和2個氧原子，反應(yīng)后，缺少4個氫原子和2個氧原子，而兩個氫原子和1個氧原子構(gòu)成一個水分子，故方框中需要補(bǔ)充的是兩個水分子，B選項(xiàng)符合題意。4．某有機(jī)物與氧氣充分反應(yīng)，有機(jī)物+氧氣→二氧化碳+水，則該有機(jī)物一定含有的元素是（）A．C、OB．H、OC．C、HD．C、H、O【答案】C【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變。生成物二氧化碳中含有碳元素和氧元素，水中含有氫元素和氧元素，反應(yīng)物中有氧氣提供氧元素，所以該有機(jī)物一定含有碳元素和氫元素，可能含有氧元素。所以選C。5．在實(shí)驗(yàn)室中，把10g高錳酸鉀放在試管中加熱，冷卻后，稱得試管中殘留物的質(zhì)量是9.2g。反應(yīng)中放出的氧氣的質(zhì)量是（）A．0.8g B．0.6gC．0.4g D．無法確定【答案】A【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的高錳酸鉀的質(zhì)量等于反應(yīng)后生成的錳酸鉀、二氧化錳和氧氣的質(zhì)量總和。所以反應(yīng)中放出氧氣的質(zhì)量=反應(yīng)前高錳酸鉀的質(zhì)量-反應(yīng)后殘留物的質(zhì)量=10g-9.2g=0.8g。所以選A。1．質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。2．質(zhì)量守恒定律的微觀解釋（1）化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)的過程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)的原子重新組合轉(zhuǎn)化成生成物的過程。（2）質(zhì)量守恒的原因：在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量不變。所以，反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然相等。3．化學(xué)反應(yīng)前后存在“六個不變，兩個一定改變，兩個可能改變”：（1）六個不變：（宏觀）反應(yīng)物和生成物的總質(zhì)量、元素的種類、元素的質(zhì)量（微觀）原子的種類、原子的數(shù)目、原子的質(zhì)量（2）兩個一定改變：（宏觀）物質(zhì)的種類（微觀）分子的種類（3）兩個可能改變：（宏觀）元素的化合價（微觀）分子的總數(shù)考點(diǎn)1質(zhì)量守恒定律的探究1．用下列實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律（托盤天平未畫出），能達(dá)到目的的是（）A．干冰升華 B．C． D．【答案】D【解析】A、干冰升華只是狀態(tài)的改變，沒有新物質(zhì)生成，發(fā)生的是物理變化，不能驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，故錯誤；B、稀鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水，生成物中有氣體生成，裝置不是密閉容器，生成的二氧化碳?xì)怏w逸出裝置，導(dǎo)致天平失衡，不能驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，故錯誤；C、鎂帶在空氣中燃燒生成氧化鎂，因?yàn)橛醒鯕鈪⒓?，該裝置不是在密閉容器中進(jìn)行，不能驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，故錯誤；D、鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅與硫酸亞鐵，反應(yīng)物中沒有氣體參加生成物中也沒有氣體生成，裝置可不密閉，可以驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，故正確；故選D。2．小明設(shè)計如圖所示4個實(shí)驗(yàn)用來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后實(shí)驗(yàn)①天平不平衡，其余均平衡，下列有關(guān)說法正確的是（）A．能直接驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的是②③④B．實(shí)驗(yàn)②中氣球的作用是減緩瓶內(nèi)氣壓、防止橡膠塞被沖開C．實(shí)驗(yàn)①不遵守質(zhì)量守恒定律D．實(shí)驗(yàn)②中的白磷必須為足量【答案】B【解析】A、質(zhì)量守恒定律反映的是化學(xué)變化中的質(zhì)量關(guān)系，酒精溶于水，屬于物理變化，故③不能用于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，選項(xiàng)錯誤；B、白磷燃燒放熱，使氣體受熱膨脹，氣球的作用是減緩瓶內(nèi)氣壓、防止橡膠塞被沖開，選項(xiàng)正確；C、任何化學(xué)變化都遵循質(zhì)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)①天平不平衡是因?yàn)殒V燃燒生成的氧化鎂質(zhì)量等于鎂與參加氧氣的質(zhì)量和，選項(xiàng)錯誤；D、實(shí)驗(yàn)②中白磷是否足量不影響裝置內(nèi)的總質(zhì)量，所以不需足量，選項(xiàng)錯誤；故選B?？键c(diǎn)2質(zhì)量守恒定律與微觀示意圖分析1．化學(xué)反應(yīng)前后肯定沒有變化的是（）①原子數(shù)目

②分子數(shù)目

③元素種類

④物質(zhì)種類

⑤原子種類

⑥物質(zhì)的總質(zhì)量A．①③④⑥ B．①③⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．②③⑤⑥【答案】B【解析】化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、質(zhì)量和個數(shù)不變，元素的種類、質(zhì)量不變，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，物質(zhì)的種類、分子的種類肯定改變，分子的數(shù)目可能改變，故①③⑤⑥，故選B。2．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的說法，錯誤的是（）A．化學(xué)反應(yīng)前后，分子種類發(fā)生改變，原子種類不變B．化學(xué)反應(yīng)前后，分子數(shù)目發(fā)生改變，原子數(shù)目不變C．化學(xué)反應(yīng)前后，物質(zhì)種類發(fā)生改變，元素種類不變D．