(共26张PPT)
5.1 质量守恒定律(第1课时)
生日宴会中我们发现生日蜡烛会越烧越短。化学反应发生后物质的质量是不是变少了?
通过准确测量,发现金属生锈后质量变大了。化学反应发生后物质的质量是不是增加了?
学习目标
1.理解质量守恒定律以及守恒的原因。
2.能从微观角度解释质量守恒定律。
3.学会运用质量守恒定律解释和解决一些化学现象和问题。
4.通过对化学反应实质的分析及质量守恒的原因的分析,培养学生的研究问题能力和逻辑推理能力。
一、质量守恒定律
1774年,拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞的分解和合成反应中各物质质量之间的变化关系。反映前后各物质的质量总和没有改变。这难道是巧合吗?
拉瓦锡
一、质量守恒定律
1.确定一个化学反应作为研究对象。
2.选择实验所需的仪器、药品。
3.确定实验步骤。
(1)称量化学反应前反应物和反应容器的总质量。
(2)使反应发生。
(3)称量化学反应后生成物和反应容器的总质量。
【设计方案】
探究化学反应前后物质的总质量有何变化
【实验目的】
一、质量守恒定律
1.提出问题
化学反应前后各物质的质量总和是否会发生变化呢?
2.猜想与假设
(3)参加反应的各物质的质量之和小于生成的各物质的质量之和。
(1)参加反应的各物质的质量之和大于生成的各物质的质量之和。
(2)参加反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和。
一、质量守恒定律
3.设计实验
实验分两大组进行
(1)一组进行方案一
方案一:红磷燃烧前后质量总和如何变化?
(2)一组进行方案二。
方案二:铁与硫酸铜反应,生成物的质量总和与反应物的质量总和之间的关系。
一、质量守恒定律
方案一:白磷燃烧前后质量的测定
磷 + 氧气 五氧化二磷
P O2 P2O5
步骤:
①白磷放入有细砂的锥形瓶,塞瓶塞使玻璃管下端正与白磷接触,称量,使天平平衡。
②取下锥形瓶,将玻璃管灼烧,至红热,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,将白磷引燃。
③冷却后,重新放到托盘天平上,观察天平是否平衡。
一、质量守恒定律
化学反应前后的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和。
1. 白磷燃烧产生大量白烟,放出热量
2. 天平平衡
【现象】
【表达式】
【结论】
磷 + 氧气 五氧化二磷
点燃
P + O2 P2O5
点燃
m1
m2
=
一、质量守恒定律
讨论
1.锥形瓶内铺一层细沙,其目的——
2.气球的变化情况——
3.气球的作用——
防止锥形瓶受热不均匀而炸裂
先胀大,后变瘪
平衡压强,防止橡皮塞被冲开;
防止瓶内物质外逸。
思考:气球先变大后变小的原因:
开始红磷燃烧放热,使瓶内的压强增大,故气球膨胀;后来由于燃烧消耗了氧气,使瓶内气体减少,压强降低,故气球变小。
一、质量守恒定律
方案二:铁钉和硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验步骤:1.天平调节平衡;
2.取一烧杯放左盘,在100 mL烧杯中加入30 mL硫酸铜溶液,将铁钉用砂纸打磨干净;
3.反应前称量:硫酸铜溶液的烧杯和铁钉称得总质量m1;
4.把铁钉加入到装有硫酸铜溶液的烧杯中;
5.称得反应后的总质量为m2,比较m1和m2的大小。
【注意事项】
1. 铁钉在放入硫酸铜溶液之前,将硫酸铜溶液和未放入的铁钉一起称量,记下反应前物质的总质量m1。
2. 将铁钉放入溶液中,在托盘上直接观察,一段时间后溶液颜色、铁钉表面的变化,记下反应后物质的总质量m2。
一、质量守恒定律
方案二:铁钉和硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验名称 铁和硫酸铜溶液
实验现象
反应前后天平是否平衡
结论
化学反应前后的各物质质量总和,等
于反应后生成的各物质质量总和
天平平衡
铁钉表面有一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色
一、质量守恒定律
通过这两个实验我们看到,发生化学反应时反应物的质量总和与生成物的质量总和存在相等的关系。
总结
大量实验证明,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,这个规律就叫做质量守恒定律。
一、质量守恒定律
应用质量守恒定律要注意:
1. 只适用于解释化学变化 。
2. 是指质量守恒, 而不是体积、分子个数守恒 。
3.“总质量”,不能忽略气体、沉淀。
4. 参加化学反应的各物质的质量总和并不是各物质的任意质量之和,不参加反应的物质的质量不能计算在内。
一、质量守恒定律
到底是不是所有的化学反应都遵守质量守恒定律呢?
我们再来进行下面的活动与探究,验证一下质量守恒定律是否正确。
碳酸钠+盐酸 氯化钠+二氧化碳+水
步骤:
①有盐酸的试管放入盛碳酸钠粉的烧杯中,放天平上,平衡。
②取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸和碳酸钠反应。
③一段时间后,把烧杯放在天平上,观察天平指针的变化。
探究实验3:盐酸和碳酸钠溶液反应前后质量的测定
一、质量守恒定律
实验现象:
1. 固体粉末溶解,有大量的气泡产生;
2. 天平指针向右倾斜(变轻)
碳酸钠+盐酸 氯化钠+水+二氧化碳
反应原理:
Na2CO3 + HCl NaCl+ H2O + CO2
m1
m2
质量变小:反应生成的CO2气体逸散到空气中了
(如何改进实验装置?)
一、质量守恒定律
镁 + 氧气 氧化镁
点燃
步骤:
①取一根用砂纸打磨干净的镁条和一个石棉网,将它们一起放在天平上称量,记录所称的质量。
②在石棉网上方点燃镁条,观察反应现象。
③将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在天平上称量,比较反应前后的质量。
探究实验4:镁带燃烧前后的质量测定
一、质量守恒定律
实验名称 镁在空气中燃烧
实验现象
反应前后天平是否平衡
结论
化学反应前后的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和
天平不平衡
发出耀眼的白光,生成白色的固体
1.没有称到氧气的质量。2.坩埚钳上残留一部分氧化镁。3.实验过程中随白烟跑走一部分氧化镁。
一、质量守恒定律
小结:
最好选择没有气体参加反应或有气体生成的反应,在有气体参加或生成的化学变化中,验证质量守恒定律时候,必须在密闭容器中进行。
思考:
根据上面实验,在验证质量守恒定律的时候要注意什么?
一、质量守恒定律
氢气与氧气反应生成水的微观示意图
分 子
破裂
原 子
聚集成
新物质
新分子
重新组合
质量守恒定律的本质:化学反应前后原子的种类、数目和质量没有改变。
一、质量守恒定律
一、质量守恒定律
化学反应前后
一定不变:
原子的种类
原子的数目
原子的质量
微观
元素的种类
元素的质量
宏观
结果:
物质总质量不变。
课堂练习
1. 下列叙述完全符合质量守恒定律的是( )
A. 水结成冰前后,质量保持不变
B. 50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL
C. 在100 g过氧化氢溶液中,含有30 g过氧化氢和70 g水
D. 1.2 g碳与3.2 g氧气恰好完全反应可生成4.4 g二氧化碳
2. 铜能与浓硝酸反应,反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2X↑+2H2O,则X的化学式是( )
A. N2O4 B. NO2 C. NO D. N2O
D
B
课堂练习
3. 甲、乙、丙、丁四种物质混合后,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如下表所示。说法正确的是( )
A. 丁一定是这个反应的催化剂
B. 参加反应的甲和乙的质量之和一定等于生成的丙的质量
C. 甲一定是化合物,乙一定是单质
D. 该反应可能是分解反应
B
课堂练习
4.如右图所示,它是通过测定白磷燃烧前后质量的变化情况来验证质量守恒定律的实验。请回答:
(1)白磷燃烧时可以观察到 ;
(2)左盘锥形瓶在微热前后均要用瓶塞塞紧,原因
是 ;
(3)反应完成后,天平的指
针 (选填“偏右”或“在分度盘中央”)。
生成大量白烟
防止空气进入锥形瓶,
也防止锥形瓶中物质逸出
在分度盘中央
课堂小结
质量守恒定律
参加化学反应的各种物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和
实质:五个不变
原子的种类不变
原子的数目不变
原子的质量不变
元素的种类不变
元素的质量不变
反应物和生成物的总质量不变
两个一定改变
物质种类一定改变
分子的种类一定改变
分子总数可能改变
一个可能改变——
定义: