化学反应与质量守恒

第3节化学反应与质量守恒
教学目标：
了解化合反应和分解反应，了解化合反应与分解反应的区别。
通过对化学反应中反应物及生成物质量的实验测定，了解质量守恒定律，通过对化学反应的实质分析，认识在化学反应中各反应物质量总和与各生成物质量总和相等的原因，培养分析推理能力。
通过具体化学反应分析，了解化学方程式包含的意义。了解书写化学方程式要遵循的原则，初步学会化学方程式的书写和配平（最小公倍数法）。
在了解化学方程式意义的基础上，能根据化学方程式进行反应物质量和生成物质量之间的计算。通过有关化学方程式的计算练习，规范解题格式。
教学重点和难点：
重点：化合反应和分解反应的区别；质量守恒定律；
化学方程式的意义、书写和配平；化学方程式的计算练习。
难点：质量守恒定律；化学方程式的意义、书写和配平；化学方程式的计算练习。
三、教学用品：
过氧化氢、高锰酸钾制氧的装置和药品、天平、锥形瓶、PPT课件
四、教学过程：
双边活动
设计意图
过程反思
【新授】：（第1课时）
一、化合反应和分解反应
【例】硫＋氧气－－二氧化硫
铁＋氧气－－四氧化三铁
碳＋氧气－－二氧化碳
【特点】反应物两种或两种以上，生成物只有一种；
化合反应：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。
【例】过氧化氢－－水＋氧气
水－－氢气＋氧气
高锰酸钾－－锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
【特点】反应物只有一种，生成物有两种或两种以上
分解反应：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫做分解反应。
【讨论】把学过的化学反应写出来，分析哪些是分解反应，哪些是化合反应，哪些不是？
【过渡】：工业制氧采用分离液态空气法来获得，实验室则一般采用分解反应来制氧。
二、利用分解反应制氧气
1、实验室制取氧气的方法：分解过氧化氢
过氧化氢－－水＋氧气
A、关于过氧化氢俗名双氧水，能与水以任意比混合。过氧化氢溶液的质量分数一般以10％－15％为宜，以免反应剧烈而引起事故。
B、二氧化锰：作催化剂，加快反应的速度。
（1）实验装置和操作原理：
仪器：烧瓶、导管、集气瓶、水槽、铁架台、分液漏斗（－－用于分离不相溶的液体；装配气体发生器等反应装置，用于不断向烧瓶中添加液体试剂。
－－装配气体发生器，用活塞控制添加剂，加液后关闭活塞，可防止气体冲出漏斗。）
装置：发生装置(左边)：常温下进行，注意检查气密性（夹住导管，在分液漏斗中注水，看液面是否下降）；装入液体和固体试剂（用漏斗和药匙或纸槽）。
收集装置(右边）：收集方法的确定（用排水集气法－－凡是不易溶于水的气体适于此法）。
（2）催化剂：是在化学反应中能改变其它物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。工业上叫触媒。特点就是：一变二不变，即改变(不只是加快)反应速率，反应前后质量不变、化学性质不变。催化剂具有选择性，不是万能的，液不是唯一的。
2、工业上制取氧气：
A、分离空气法。
【问题】工业制氧是物理变化还是化学变化？为什么？
－－工业制氧是物理变化。因为这里只是利用各种成分的沸点不同，把空气中的氧气从液态空气中分离出来。
【讲述】氮气蒸发后，剩余的主要是液氧。国家规定储存氧气用的钢瓶一律漆成天蓝色。
B、利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有复集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的复集氧气。
【学生实验】（ 第2课时）
实验知识准备：1、装置的装配、连接及气密性的检查
2、固体试剂的取用
3、酒精灯的使用、加热方法
4、排水集气法的操作
实验注意点：1、在正式实验前要先练习一下有关的操作，如排水法收集气体、铁架台的使用等。
2、思考一些问题：见教参P61
三、质量守恒定律（第3课时）
【设问】溶液质量＝溶剂质量＋溶质质量，那么在氧化反应和其它化学反应中，反应前后物质的质量总和是否相等呢?
【实验】
1、白磷燃烧前后质量的测定
实验现象：白磷燃烧，生成大量的白烟，前后质量没有变化－－天平保持平衡。
2、氢氧化钠与硫酸铜反应前后质量的测定
实验现象：两种溶液混合，反应生成蓝色氢氧化铜沉淀。前后质量不变－－天平保持平衡。
【结论】在化学反应中，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。这个规律就是质量守恒定律。
【讨论】能否设计一个实验，验证用过氧化氢制取氧气的反应前后质量守恒呢？－－关键是使产生的气体能被吸收、储存或反应掉。
【解释】质量守恒定律的微观解释：化学反应的过程，就是反应物分子的原子重新组合成生成物分子的过程。反应前后原子的种类和数目既没有改变也没有增减，原子的质量没有变化，所以，化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
【练习】用质量守恒定律解释下面两种现象：
1、镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了。
2、煤燃烧后留下的煤灰的质量，比煤的质量减少了。
四、化学方程式：
1、用化学式来表示化学反应的方程式，叫做化学方程式。
2、化学方程式的意义：
A、宏观上：表示什么物质参加反应，结果生成了说明物质。
B、表示反应在什么条件下进行。
C、微观上：表示各物质间原子和分子的个数比。
D、质量上：表示反应物、生成物各物质间的质量比。
【举例】3、化学方程式的书写原则：
A、以客观事实为依据
B、要遵守质量守恒定律，即在式子左、右两边各原子的种类与数目必须相等。
【例题讲解】说明书写化学方程式的具体步骤：
1、写出反应物和生成物的化学式：左边写出反应物的化学式，右边写出生成物的化学式，中间连一条短线。如果反应物或生成物不止一种，就用“＋”连接。
2、配平化学方程式：在化学式前面，配上适当的化学计量数，使得式子两边每一种元素的原子总数相同。
【介绍】用观察法或用最小公倍数法来确定化学计量数。
3、说明反应条件和生成物的状态。
“↑”“↓”号的使用范围：在反应物中无气态物质参加反应，如果生成物中有气体，则在气体物质的化学式右边要注“↑”号；在溶液中进行的化学反应，反应物无难溶性物质参加反应，如果生成物中有固体难溶性物质生成，在固体物质的化学式右边要注“↓”号。（强调要防止随意乱标）
反应条件常见的有：点燃、加热（△）、高温、催化剂等。
【口诀】左反应，右生成；化学式、须正确；
系数平，原子等；等号连，条件清；
四、根据化学方程式的计算（ 第4课时）
【讲述】前面学过质量守恒定律，根据该定律，利用物质的化学式表示化学反应，这种式子叫做化学方程式。
【提问】完成磷在氧气中燃烧的化学方程式，并算出反应中各物质间的质量比。（P—31、O—16）
师：在完成这个问题时，要特别注意化学方程式的配平和准确计算各物质的式量、式量和。 ?
请讲出该化学方程式表示的意义。
生：这个化学方程式表示磷在点燃时发生反应，生成五氧化二磷。还表示磷、氧气和五氧化二磷3种物质之间的质量比是124∶160∶284。
师：从这位同学的回答中，说明化学方程式（1）表示化学反应中的反应物和生成物，（2）表示各物质之间的质量关系（即各物质之间的质量比），（3）表明该反应进行的条件。
【引言】从提问中我们重温化学方程式可以表示化学反应前后物质的变化和质量关系。在生产和实验中常要涉及量的计算。例如，冶金工厂用氢气还原三氧化钨制取钨，要生产一定数量的金属钨，就要计算需要多少三氧化钨作原料。再如实验室里加热氯酸钾制取氧气，要会计算能产生多少氧气才能满足某实验的需要。这些都要以化学方程式为依据进行计算。这节课我们就要学习根据化学方程式的计算。
【板书】根据化学方程式的计算
【投影】例题1：加热分解5.8g氯酸钾，可以得到多少克氧气？
师：请同学们议论一下解题的根据是什么，应该找出哪些量的关系，列怎样的算式求解。
【板书】 一、解题步骤：1．设未知量。2．写出化学方程式。3．写出有关物质的式量（或式量和）和已知量、未知量。4．列比例式，求解。5．简明地写出答案。
答：加热分解5.8g氯酸钾，可制得氧气2.3g。
【讲述】现在黑板上出现的解题格式符合解题的步骤。今后我们在做计算题时，一定要严格按解题格式书写，并注意有关物质的量要左右对应，上下对齐，注明单位等项。
例题2：在实验室中用氢气还原氧化铜制取铜。制取10g铜，需要氧化铜多少克？（一位同学上讲台板书。其他学生做书面练习。）
例题3：工业上用电解水的方法制取氢气。电解4.5t水，能制得氢气多少吨？同时得到氧气多少吨？
【小结】根据化学方程式的计算，关键在于正确书写化学方程式，这里包括正确书写反应物、生成物的化学式，化学方程式的配平。解题时一定要认真审题，明确题意、解题思路和步骤，书写格式要规范，计算数据要准确。
【练习】1．根据化学方程式计算：加热分解5g氯酸钾和加热分解5g高锰酸钾，分别能制取氧气多少克？2．根据化学式的计算：5g氯酸钾和5g高锰酸钾，各含氧元素多少克？
比较1、2题的计算结果。你能从中得到什么启示？
通过实例的分析，让学生明确化合和分解是按化学反应的特点来对化学反应的一种分类方法。
通过工业制氧和实验室制氧的方法选择，说明各自的要求。
通过物理的变化对比来引导学生对化学变化过程中的质量变化进行合理的猜测再结合两个实验进行证明。
通过练习来加深学生对质量守恒定律的理解，由“不恒”到“恒”。
进行严格的化学方程式训练，力求规范化。
理解化学方程式的意义，为化学方程式的应用打基础。
规范根据化学方程式进行计算的步骤。
对于反应的类型,学生极易与氧化、化学变化、物理变化混淆。
实验习惯的培养非常重要。所以进行实验前应对学生进行常规的仪器操作要求的培训。
白磷燃烧的实验较难成功。
从微观上对质量守恒定律进行解释，学生较难接受，原因在于第一章知识的薄弱。
对于化学方程式的配平许多学生不清楚什么情况下使用什么方法是最合理最有效的。
根据化学方程式进行计算，但学生对于化学方程式的书写较困难，大多数学生较验独立书写完整的化学方程式，所以进行必要的化学方程记忆是应该进行的。
课
后
随
笔
化学方程式的书写因为基础知识的积淀不够，很难达到熟练程度。同样根据化学方程式的计算，学生缺乏应有的感性认识，理解有一定的难度。不过学生还是很愿意深入。
在教学中针对学生的认知积极性，在化学方程式的配平中介绍了“归一法”,在化学方程式计算中适当进行了过量计算、差量法、假设法、关系式法的介绍