【大单元教学】4.2 质量守恒定律 课件--科粤版（2024）化学九年级上册

(共37张PPT)
第四单元 化学式与化学方程式
课题2 质量守恒定律
（科粤版）九年级
上
01
教学目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
板书设计
教学目标
通过实验探究理解质量守恒定律，能解释化学反应中质量变化原因。
01
02
从原子角度认识质量守恒本质，明确反应前后原子“三不变”。
03
能用质量守恒定律分析化学反应中的质量关系，解决简单问题。
新知导入
本节聚焦
化合价；化学式的含义、写法及计算；宏观与微观；定性与定量。
问题探讨
新知导入
玻意耳（R. Boyle，1627—1691，英国）的实验结果是金属加热后质量增加了。而同样的实验，拉瓦锡的结果是反应前后物质总质量相等。在化学反应中，物质的种类发生了变化，那么物质的总质量究竟有没有变化呢？请你通过实验进行探究。
金属加热后质量增加了
玻意耳的实验
反应前后物质的总质量相等
拉瓦锡的实验
质量守恒定律
探究新知
物质发生化学变化的前后，参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和吗？
提出问题
01
参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和，并说出你的理由：化学反应的过程是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目和质量都不变。
形成假设
02
质量守恒定律
探究新知
设计与实施实验
【实验1】如图1装置，锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液（3%）的注射器针头插入胶塞，另将一支注射器的针头（无针筒）插入胶塞，使瓶内与大气相通。实验时，推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。
【实验2】如图2装置，锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL 的装有3mL过氧化氢溶液（3%）的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL 刻度处，观察实验现象，记录数据。
1.双氧水分解的敞口体系
2. 双氧水分解的密闭体系
质量守恒定律
探究新知
实验结果
实验序号 反应原理 实验现象 反应前称 量的数据 反应后称
量的数据
实验1 过氧化氢 水+氧气 () (O)() 锥形瓶内有气泡产生 ，天平示数减小 76 75.1
实验2 锥形瓶内有气泡产生 ，天平示数不变 76 76
二氧化锰
质量守恒定律
探究新知
设计与实施实验
【实验3】如图3装置，锥形瓶中装入5mL 硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞，再插入一支无针筒的针头（同实验1）。推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。
【实验4】如图4装置，锥形瓶中装入5mL 硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有 3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。
3.硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系
4.硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系
质量守恒定律
探究新知
实验结果
实验序号 反应原理 实验现象 反应前称 量的数据 反应后称
量的数据
实验3 氢氧化钠+ 硫酸铜 →硫酸钠+氢氧化铜 (NaOH) (CuS)( S) [Cu] 锥形瓶内有气泡产生 ，天平示数不变 76 76
实验4 锥形瓶内产生蓝色沉淀 ，天平示数不变 76 76
质量守恒定律
探究新知
讨论与交流
请大家比较上述实验得到的数据，并研讨三个问题：
1. 为什么 [ 实验 1 ] 和 [ 实验2 ] 发生的都是同一个反应，电子天平的示数前者减小而后者不变？
1. 原因分析
实验1是敞口体系，氧气逸散到空气中，导致体系内物质总质量减少;
实验2是密闭体系，反应产生的氧气被封闭在装置内，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变 ，所以电子天平示数不变。
质量守恒定律
探究新知
讨论与交流
2. 请你思考应当以哪些实验为依据来探究化学反应前后物质质量总和的关系，能从中得到什么结论。
2. 实验依据选择
应选择实验2、实验3、实验4这类密闭体系的实验来探究化学反应前后物质质量总和的关系。
结论：在化学反应前后，参加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，即化学反应遵循质量守恒定律。
质量守恒定律
探究新知
讨论与交流
3. 如何从化学反应的微观角度进行解释？
+
过氧化氢
（ ）
氧气
（ ）
（ ）
（ O2 ）
二氧化锰
H2O2
水
H2O
物质发生化学反应时，只是反应物的原子重新组合，生成新物质，反应前后原子的种类和数目都没有改变。因此，化学反应前后各物质的质量总和必定相等。
质量守恒定律
探究新知
从微观的角度来解释质量守恒定律
宏观
元素种类
元素总质量
物质的总质量
微观
原子种类
原子数目
原子质量
不
变
物质的种类 改变 分子的种类
元素化合价 可能改变 分子的数目
质量守恒定律
探究新知
为什么参加化学反应的物质，反应前后质量总和会保持不变呢？
这可以从化学反应的微观角度解释：物质发生化学反应时，只是反应物的原子重新组合，生成新物质，反应前后原子的种类和数目都没有改变。因此，化学反应前后各物质的质量总和必定相等。
反应前质量
反应后质量
质量守恒定律
探究新知
反应物中有气体参加或生成物中有气体、烟、雾的反应，要在密闭容器中进行。
质量守恒定律
探究新知
在化学反应中，参加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，这就是质量守恒定律。
质量守恒的原因：
原子的种类
原子的数目
原子的质量
均不变
化学反应前后
质量守恒定律
探究新知
讨论与交流
请你运用质量守恒定律讨论化学实验过程中出现质量变化的问题。
为了验证质量守恒定律，某同学在电子天平上放一块陶土网，并在陶土网上放一段经过砂纸打磨过的镁条，称量。然后点燃镁条，将生成的白色固体全部收集在陶土网上，冷却后再称量，发现质量比实验前的质量增大了。如何解释反应前后质量不相等的现象？如果是你，如何设计用镁条燃烧实验来验证质量守恒定律？
质量守恒定律
探究新知
反应前后质量增大的原因
镁条燃烧时与空气中的氧气发生化学反应，生成氧化镁（MgO）。根据质量守恒定律，参加反应的镁（Mg）和氧气（）的质量总和等于生成的氧化镁的质量。实验中只称量了镁条的质量，未计入参与反应的氧气质量，因此生成的氧化镁质量必然大于原镁条的质量，导致称量结果“增重”。
设计镁条燃烧实验验证质量守恒定律的方案
实验原理：在密闭容器中进行镁条燃烧实验，确保反应前后所有物质（包括参与反应的氧气和生成的氧化镁）均被称量，从而验证质量守恒定律。
实验步骤
1. 准备器材：电子天平、带瓶塞的锥形瓶（或广口瓶）、砂纸、镁条、酒精灯、坩埚钳。
质量守恒定律
探究新知
2. 称量初始质量：
用砂纸打磨镁条，去除表面氧化膜，将镁条放入锥形瓶中，盖紧瓶塞。
将锥形瓶（含镁条和瓶塞）放在电子天平上，称量并记录总质量。
3. 点燃镁条：
取下瓶塞，用坩埚钳夹住镁条，在酒精灯上点燃，迅速将燃烧的镁条伸入锥形瓶中，立即盖紧瓶塞（避免空气逸出或进入）。
4. 称量反应后质量：
待镁条完全燃烧，冷却至室温后，再次称量锥形瓶（含瓶塞和生成的氧化镁）的总质量。
5. 对比数据：比较和，若二者相等（或在误差允许范围内接近），则验证质量守恒定律成立。
注意事项
容器密封性：瓶塞需紧密，避免燃烧时空气进入或生成的白烟（氧化镁粉末）逸出，导致称量误差。
安全操作：镁条燃烧时强光刺眼，需佩戴护目镜；使用坩埚钳夹取镁条，防止烫伤。
误差分析：若实验中瓶塞未及时盖紧，可能导致部分氧化镁逸出或额外空气进入，造成质量偏差，需多次重复实验减少误差。
质量守恒定律
探究新知
质量守恒定律
我们可以从定量视角认识化学变化。在化学反应中，参加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。
原因是化学变化中原子种类（元素）不变、原子数目不变、原子质量不变（“三不变”）。
长话短说
质量守恒定律
探究新知
质量守恒定律的使用条件
5g水汽化成5g水蒸气，符合质量守恒定律的说法正确吗
适用范围:一切化学反应。
质量守恒定律
探究新知
2L氢气和1L氧气反应后一定能生成体积为3L的水蒸气的说法正确吗
是“质量”守恒，不是体积或其他方面守恒。
有一反应A+B→C，有6gA和4gB反应，反应结束后还剩余1gA，B无剩余，则生成C的质量为10g。正确吗？
不参加反应的质量不计算在内。
例1、下列现象能用质量守恒定律解释的是（ ）
A. 5g水受热变成5g水蒸气
B. 纸燃烧后剩余灰烬质量小于纸的质量
C. 10g食盐溶于90g水中，溶液质量为100g
D. 衣柜里的樟脑丸逐渐变小
课堂典例
【答案】B
【解析】质量守恒定律适用于化学反应。纸燃烧是化学变化，纸张与氧气反应生成二氧化碳和水蒸气逸散，导致灰烬质量减小，但总质量（纸+氧气）等于灰烬+气体质量，符合定律；A、C、D为物理变化，不涉及化学变化，不能用该定律解释。故选B。
例2、某化学反应为2A + B = 2C，若12g A与6g B恰好完全反应，生成C的质量为（ ）
A. 6g
B. 12g
C. 18g
D. 24g
课堂典例
【答案】C
【解析】 根据质量守恒定律，化学反应中反应物总质量等于生成物总质量。12g A与6g B完全反应，反应物总质量为18g，故生成C的质量为18g，与化学计量数无关，直接利用质量守恒计算。本题答案为：C。
例3、化学反应前后，一定不变的是（ ）
①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
A. ①③⑤
B. ②④⑥
C. ①②③
D. ④⑤⑥
课堂典例
【答案】A
【解析】化学反应的本质是原子重组，原子种类、数目及元素种类在反应前后必然不变；而分子种类和物质种类因生成新物质一定改变；分子数目可能改变（如2+=2O中分子数减少），也可能不变（如+=2HCl），属于可能改变的量。故本题答案为：A。
例4、镁条在空气中燃烧后，生成物质量比镁条大，原因是（ ）
A. 反应后固体密度增大
B. 空气中的氮气参与反应
C. 空气中的氧气参与反应
D. 镁条蒸发了部分质量
课堂典例
【答案】C
【解析】镁条燃烧的化学方程式为2Mg+点燃2MgO，反应物包括镁和空气中的氧气，生成物氧化镁的质量等于镁与参与反应的氧气质量之和，因此固体质量增大。氮气在该反应中通常不参与，镁燃烧是化合反应，而非蒸发。所故答案为：C。
例5、某物质在氧气中燃烧生成CO 和H O，则该物质一定含有的元素是（ ）
A. C、H
B. C、O
C. H、O
D. C、H、O
课堂典例
【答案】A
【解析】生成物CO 和H O中含C、H、O元素，燃烧反应的反应物之一是氧气（提供O元素），根据质量守恒定律，元素种类反应前后不变，故该物质一定含C、H元素，O元素可能来自氧气，也可能由该物质提供，需通过质量计算确定，但题目问“一定含有”，则为C、H。 故选：A。
例6、反应A+B=C+D中，20g A与10g B完全反应生成5g C，生成D的质量为（ ）
A. 5g
B. 15g
C. 20g
D. 25g
课堂典例
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律，反应物总质量等于生成物总质量。20g A与10g B反应，反应物总质量为30g，生成5g C，则D的质量为30g-5g=25g，无需考虑化学方程式的系数，直接利用质量守恒计算。故本题答案为：D。
课堂总结
课堂总结
一、定律探究——实验验证
1. 实验设计
敞口体系（如分解、CuS与NaOH反应）：
现象：分解有气泡，敞口称量质量减小；CuS+NaOH生成蓝色沉淀，敞口质量不变。
密闭体系（同上实验密封装置）：
现象：分解后密封称量质量不变；CuS+NaOH反应后质量不变。
2. 结论：
敞口体系误差原因：有气体逸出（如分解生成）时质量减少，无气体时质量不变。
定律内容：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。
二、定律本质——微观解释
1. 原子角度（“三不变”）
原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变。
2. 宏观体现：
元素种类不变、物质总质量不变（反应物与生成物质量总和相等）。
质量守恒定律
练习与实践
1、能直接验证质量守恒定律的实验是（ ）
A. 铁与硫酸铜溶液反应（敞口）
B. 水蒸发（敞口）
C. 石灰石与盐酸反应（敞口）
D. 酒精与水混合（敞口）
课堂典例
【答案】 A
【解析】A中Fe+CuSO =FeSO +Cu，无气体生成或参与，敞口装置中反应前后总质量不变，可验证；B、D为物理变化，不适用定律；C中反应生成CO 气体逸散，敞口时无法称量气体质量，导致总质量减小，不能验证，需在密闭容器中进行。故本题答案为：A。
2、化学反应前后可能改变的是（ ）
A. 原子数目
B. 分子数目
C. 元素种类
D. 物质总质量
【答案】B
【解析】原子数目、元素种类、物质总质量在化学反应中一定不变（质量守恒定律本质）；分子数目可能改变，例如2H +O =2H O中分子数由3变为2，而H +Cl =2HCl中分子数不变，因此分子数目是“可能改变”的量。B正确。
分层作业
3、某化合物燃烧生成SO 和H O，该化合物一定含（ ）
A. S、H
B. S、O
C. H、O
D. S、H、O
课堂典例
【答案】 A
【解析】 生成物SO 含S、O元素，H O含H、O元素，燃烧反应有氧气参与（提供O元素），根据元素守恒，该化合物一定含S、H元素（来自生成物中的S、H），O元素可能来自氧气，也可能由化合物提供，但题目要求“一定含有”，故不含O元素（需通过质量计算确认是否含O，但此处仅推导元素种类存在性）。故选A。
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