5.1化学反应中的质量守恒
教学目标
【知识与能力】
1.通过实验探究理解质量守恒定律，了解常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有变化。
【过程与方法】
1.学习科学研究和科学实验的方法，练习观察、记录、分析实验现象。
2.通过运用质量守恒定律对生活和生产中化学现象进行解释，提高分析解决实际问题的能力。www..中考资源网
【情感态度与价值观】
1.培养学生定量研究和分析推理的能力及解决问题的能力。
2.通过对化学反应的定量研究、推理，使学生认识到物质是永恒运动和变化着的，既不能凭空产生也不能凭空消失，渗透辩证唯物主义观点。
教学重难点
【教学重点】
质量守恒定律的内容。
【教学难点】
1.理解质量守恒定律。
2.从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有变化。
课前准备
多媒体、托盘天平、烧杯、试管、胶头滴管、锥形瓶、酒精灯、橡皮塞、导管、试管夹、玻璃棒、塑料袋（或气球）、细线、细沙、放大镜、火柴；盐酸、大理石、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、白磷等。
教学过程
一、情景创设
【情境引入】举出生活中常见的一些自然现象：给煤炉换炭，取出的煤渣与加入的煤相比，煤渣的质量明显变轻了；一瓶液化气很重，使用一段时间后，质量明显变轻了；铁生锈后质量变重了；酒精燃烧连灰烬都没有留下。这是为什么呢？
【教师引导】在前面的学习中我们已经知道了通过化学反应不仅能实现物质的转化，也能实现能量的转化。请同学们思考，在化学反应过程中，反应物和生成物的质量如何变化呢？今天我们就来研究化学反应中物质的质量是否会发生变化。
二、授课过程
（一）推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
【活动天地】课本第100页
提问：1.这个反应前后都有哪些分子和原子？
2.分解了的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有什么关系呢？
学生答案：1.过氧化氢分解了，分子变了，质量也变了。
2.在化学反应中，分子虽然变了，但是原子没有改变，质量应该不会改变。
【过渡】同学们的这两个观点都是从微观的角度去分析的，但理由好像并不是很充分，下面是小丽同学用图示表示过氧化氢分解生成水和氧气的反应。你认为哪个图示是正确的？为什么？
【讲解】丙除了反映出反应物和生成物的分子结构，还能反映出原子的种类和数目是不变的。因此，分解了的过氧化氢的质量与生成水和氧气的质量是相等的。我们推测其他的化学反应前后的物质的总质量也可能是不变的。
（二）探究化学反应前后物质的质量有无变化
【实验探究】氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应
分析：反应前物质的总质量可以分为：①反应容器的质量，②参加反应物质的质量，③未参加反应物质的质量。
反应后物质的总质量可以分为：①反应容器的质量，②反应后生成物质的质量，③未参加反应物。
实验步骤和方法 实验现象和结论
称量反应前反应物和反应容器的总质量
在蓝色的硫酸铜溶液中，倒入无色氢氧化钠溶液后 锥形瓶中产生蓝色沉淀
称量反应后生成物和反应容器的总质量 天平保持平衡
【结论】参加反应物质的质量=反应后生成的物质的质量。
（三）质量守恒定律
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。
【过渡】为什么“质量守恒定律”能够成立？你能根据化学反应的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因吗？
2.质量守恒的原因
质量守恒定律成立的原因：化学变化的过程实质上就是反应物原子重新组合转变为生成物的过程。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，参加反应的各物质的质量总和必然等于反应生成的各物质的质量总和。
三、板书
（一）推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
（二）探究化学反应前后物质的质量有无变化
（三）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
四、课堂习题
1.下列说法正确的是( )
A．纸张燃烧后变为灰烬质量减轻，不符合质量守恒定律
B．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，由此可推知，该物质中一定含有碳、氢、氧三种元素
C．催化剂可以改变其他物质的化学反应速率，有催化剂参加的反应也遵守质量守恒定律
D．因为在化学反应中原子的种类、数目不变，而分子是由原子构成的，故分子的种类、数目也不变
2. a g木炭在b g氧气中燃烧，生成二氧化碳的质量( )
A．大于(a＋b)g B．小于(a＋b)g
C．等于(a＋b)g D．小于或等于(a＋b)g
3.小青和同学们一起完成了氢气燃烧的实验，并绘制了该反应的微观示意图。
请你和她讨论下列问题。
(1)图中①的微观实质是__________________，②的微观实质是___________________。
(2)图中方框内表示纯净物的是________(填字母序号)。
- 1 -5.2化学反应的表示
教学目标
【知识与能力】
1.了解化学反应中原子的种类和数目不会改变，理解化学反应的实质。
2.通过探究化学反应前后物质的质量有无变化，理解质量守恒定律及其微观实质。通过运用质量守恒定律对生产和生活中的化学现象进行解释，提高分析解决实际问题的能力。
3.通过分析化学反应的表示方法，理解化学方程式的意义，并能够说出具体的化学方程式所表示的意义。
4.通过尝试用化学方程式描述化学反应，掌握正确书写和配平化学方程式的方法，能从定量的角度进一步认识化学反应的实质，了解化学反应式中反应物和生成物之间的关系。
【过程与方法】
1.认识书写化学方程式的依据，理解内容和形式的辨证关系。
2.通过对具体的化学反应的讨论、分析和解决，使学生的思维能力得到锻炼。
【情感态度价值观】
培养学生思维的有序性和严密性。通过对化学方程式书写原则和配平方法的讨论，对学生进行尊重客观事实，遵从客观规律的辩证唯物主义观点的教育。
教学重难点
【教学重点】
1.理解化学方程式的意义。
2.正确书写化学方程式。
【教学难点】
化学方程式的配平。
课前准备
多媒体课件。
教学过程
【情景引入】前面我们学习了质量守恒定律，质量守恒定律的内容是什么？为什么反应前后各物质的质量总和必然相等？化学上有没有一种式子，既能表示反应物和生成物，又能反映质量守恒这一特点呢？
一、化学方程式及其意义
1.化学方程式
用化学式表示化学反应的式子叫作化学方程式，如木炭在空气中燃烧：C+O2点燃CO2。
【提问】根据化学方程式2H2+O2点燃2H2O，回答下列问题：
（1）你能说出这个反应的反应物，生成物及反应条件吗？
（2）化学反应遵循质量守恒定律，那么反应物、生成物各物质间一定存在着质量关系，各物质间存在什么质量关系呢？
2.化学方程式的意义
（1）物质及条件方面：表明反应物、生成物和反应条件。
以2H2+O2点燃2H2O为例：
反应物是碳和氧气，生成物是二氧化碳，反应条件是点燃。
（2）量的方面：
①表示反应物、生成物之间的粒子个数比(即化学方程式中每种物质前面的化学计量数之比)。
②表示反应物、生成物之间的质量比［各物质间的质量比=相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比］。
以2H2+O2点燃2H2O为例：
2H2+O2点燃2H2O
质量比： 4 ︰ 32 ︰ 36
粒子个数比：2 ︰ 1 ︰ 2
二、化学方程式的书写
【活动天地】化学方程式的书写原则、化学方程式的书写步骤。
1.书写化学方程式应遵守两个原则
（1）以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应；
（2）必须遵循质量守恒定律，要使反应前后各原子的种类和数目保持不变。
2.书写步骤（以铁与氧气的反应为例）
（1）写：根据反应事实写出反应物和生成物的化学式。
Fe+O2——Fe3O4
（2）配：根据质量守恒定律，在相应的化学式前配上适当的数字，使反应前后各种元素的原子个数相等。
3Fe+2O2==Fe3O4
（3）注：注明化学反应发生的条件并标明“↑”“↓”。
3Fe+2O2点燃Fe3O4
注意：a.注明条件：点燃、加热（Δ）、催化剂、通电和光照等。条件只有一个时，一般写在“等号”上方；如果有多个，通常分别写在“等号”上方和下方。
b.注明生成物的状态：（无中生有时才标）
如果反应物中有气体放出，在该气体的化学式右边标注“↑”；如果在溶液中有沉淀生成，则在该沉淀物化学式右边标注“↓”。
如果反应物中有气体，气体生成物不再标注“↑”；同样，在溶液中进行的反应，若反应物有不溶性固体时，固体生成物也不需标注“↓”。
【过渡】我们已经学习了化学方程式的概念和书写原则，也初步学会了书写简单的化学方程式，那么对于一些较为复杂的化学方程式，我们该如何配平呢？
3.配平的方法
（1）最小公倍数法
这种方法适合常见的难度不大的化学方程式。例如，P＋O2——P2O5，在这个反应式中右边氧原子个数为5，左边为2，则最小公倍数是10。因此，O2前化学计量数应配5，P2O5前配2，式子变为4P+5O2——2P2O5，由于右边磷原子数变为4个，则P前应配化学计量数4，短线改为等号，写明条件即可：4P+5O2点燃2P2O5。
（2）观察配平法
①利用化学式中较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数。
②根据求得的化学式的化学计量数，再找出其他化学式的化学计量数，这样即可配平。
例如，Fe2O3＋CO — Fe＋CO2，观察可知，Fe2O3要转化为Fe，CO要转化为CO2。所以，1 Fe2O3应将3个“O”分别给3个CO，使其转变为3个CO2，即Fe2O3+3CO——Fe+3CO2。再观察上式，左边有2个Fe原子，所以右边Fe的化学计量数应为2，即Fe2O3+3CO——2Fe+3CO2。
这样就得到配平的化学方程式了，把短线改为等号，写明条件即可：Fe2O3＋3CO==2Fe＋3CO2。
【总结】在日常生活和工农业生产中，人们经常需要研究化学变化中物质之间的质量关系，以便更好地认识、控制和应用化学反应。依据化学方程式可以定量认识化学反应中物质之间的质量关系。
三、板书
（一）化学方程式及其意义
（二）化学方程式的书写
写、配、注
四、课堂练习
1.下列化学方程式中有错误的是（）
A. Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
B. 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
C. H2CO3==H2O+CO2↑
D. S+O2==SO2
2.如图形象地表示某反应前后反应物与生成物分子及其数目的变化，其中“”“”“”分别表示A、B、C三种不同的分子，该反应的化学方程式中A、B、C前的化学计量数之比为（）
A. 4∶1∶3 B. 3∶1∶2 C. 4∶1∶2 D. 3∶1∶3
3.电解水的化学方程式可表示为2H2O通电2H2↑+O2↑，对该反应的理解不正确的是（ ）
A. 水通电时，分解为氢气和氧气
B. 水通电时，每2个水分子可分解为2个氢分子和1个氧分子
C. 在电解水的化学反应中，反应物和生成物的质量比为水︰氢气︰氧气=2︰2︰1
D. 水分子中，氢原子和氧原子的个数比为2︰1
4.能根据化学方程式计算是因为（ ）
A. 化学方程式表示了一种化学反应的过程
B. 化学方程式表示了反应物和生成物各是什么
C. 化学方程式不但表示了反应物和生成物是什么，还表示了它们之间的质量比
D. 化学方程式反映了质量守恒定律
- 1 -5.3化学反应中的有关计算
教学目标
【知识与能力】
1.通过对具体化学反应的定量计算，理解根据化学方程式计算的解题步骤和思路。
2.了解化学反应中各物质的质量关系，初步学会根据化学方程式进行简单的计算，初步认识定量研究化学反应对社会生产和生活的重要意义。
【过程与方法】
通过化学方程式的计算，培养学生的审题能力、分析问题和解决问题的能力。
【情感态度价值观】
通过有关化学方程式的计算，培养学生学以致用、联系实际的学风，同时培养学生定性和定量研究物质及其变化规律是相辅相成、质和量是辨证统一的观点。
教学重难点
【教学重点】
依据化学方程式进行相关的计算。
【教学难点】
依据化学方程式进行相关的计算。
课前准备
多媒体课件。
教学过程
【情景创设】之前我们已经学过根据物质的化学式来确定有关组成元素之间的质量关系，那么既然能根据化学式进行计算，我们为什么还要引入化学方程式的计算？
【教师引导】在涉及物质的化学变化时，化学方程式直观地表示了物质的变化，同时还揭示了反应前后各物质之间的质量关系，可根据其中一种反应物或生成物的质量，求出其他的反应物或生成物的质量。而根据化学式对物质的组成进行分析时，则因涉及组成与变化间的不同，在进行化学变化计算时可能会有一些不便。
一、根据化学方程式的计算的依据
1.理论依据：质量守恒定律。
2.基本依据
化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比。
二、化学方程式的计算过程和解答格式
[例题] 碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳：CaCO3 +2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。若需制备二氧化碳8.8 g，至少需要碳酸钙多少克？
分析过程解答格式
（1）设：按题意设未知量；解：设需碳酸钙的质量为x。
（2）写：写出题中反应的化学方程式； CaCO3 +2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
（3）标：找出反应物和生成物的质量关系，
并将与之成比例的已知量和未知量写
在相应的位置上； 100 44
x8.8g
（4）列：列出比例式，求解未知量；100 ︰44 = x︰ 8.8g
x = 20g
（5）答：简明地写出答案。答：至少需碳酸钙20 g。
特别提醒：根据化学方程式计算应该注意的事项：
①正确书写化学方程式，准确列出有关反应物或生成物的质量比；
②列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确；
③反应物、生成物都必须是纯净物。如果是混合物，应该将不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量；
④解题的过程要完整，规范；
⑤设未知量是要指明物理量，不要带单位。
三、板书
（一）根据化学方程式的计算的依据
质量守恒定律
（二）化学方程式的计算过程和解答格式
解答格式：设、写、标、列、答
四、课堂练习
1.利用化学方程式计算的依据是（）
A.化学方程式表示了一种化学反应过程
B.化学方程式表示了反应物、生成物和反应条件
C.化学方程式表示了反应前后反应物和生成物的质量关系
D.化学方程式表示了各反应物质量比等于各生成物质量比
2.在2H2O通电2H2↑+O2↑的反应中，各反应物及生成物的质量比为（）
A.2︰2︰1 B.17︰2︰6 C.36︰4︰32 D.1︰8︰9
3. 氮化铝（AlN）被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应制得：Al2O3＋N2＋3C==2AlN＋3CO，现欲制备13.3吨氮化铝，需要参加反应的氮气质量多少？
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