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第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律(两课时)
教学目标
1.知识与技能
(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增减。
2.过程与方法
(1)增加学生探究性实验,充分调动学生的积极性,通过操作、观察,组织讨论,总结规律。
(2)加强实验中的各个环节的教学,从而拓展学生的思路。
3.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,帮助学生认识永恒运动和变化着的物质,既不能凭空产生也不能凭空消失的道理,进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。
教学重点
1.质量守恒定律的含义及应用。
2.化学方程式的意义。
教学难点
1.质量守恒定律的理解。
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增减。
教学方法
提出问题→进行假设→实验探究→得出结论→解释应用→加深理解。
教具准备
1.教师用具:投影仪、托盘天平(带砝码)、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。
2.学生用具:
(1)托盘天平,烧杯、锥形瓶(塞子)、玻璃棒、气球、玻璃片、石棉网、坩埚钳、火柴;
(2)白磷(火柴头大小)、硫酸铜溶液、铁钉、蜡烛、镁带、细沙、砂纸。
课时安排
第一课时:质量守恒定律。
教学过程
第一课时
[创设问题情境]从前面的学习中我们知道,在一定的条件下,反应物之间发生化学反应可以生成新物质。如磷燃烧,表示为:P+O2P2O5。那么,大家猜想一下,在此反应中反应前后各物质的质量总和有什么变化呢
[学生猜想、讨论]
[回答]
学生甲:生成物的质量总和会大于反应物的质量总和。
学生乙:生成物的质量总和会小于反应物的质量总和。
学生丙:生成物的质量总和会等于反应物的质量总和。
[教师]同学们提出了三种猜想,这很好,那么反应物的质量总和与生成物的质量总和到底是一种什么关系呢 大于、等于,还是小于 我们来进行下面的活动与探究,通过实验去验证一下反应物的质量和生成物的质量的关系。要称物质的质量需要什么仪器?
[实验一]
1.白磷燃烧前后质量总和如何变化
[注意事项]
1.称量时天平应注意调平;
2.白磷燃烧时,锥形瓶底部应预先装一部分沙子;
3.白磷燃烧这个实验中,玻璃棒烧红后往锥形瓶中塞时动作要快,塞子要塞紧,不能漏气;
[现象] 在白磷燃烧这个实验中看到白磷燃烧产生大量白烟,生成一种白色固体,气球先膨胀后缩小,反应前后物质的质量总和没有发生改变。
[设疑] 这是一种巧合吗?再来看实验,铁和硫酸铜反应。
[实验二] 在铁与硫酸铜反应这个实验中,铁钉在放入硫酸铜溶液之前,要用砂纸打磨干净。
[现象]一会儿看到铁钉表面有一层红色的铜析出;同时溶液的颜色也略有改变,由蓝色溶液变为浅绿色溶液;用天平称量,发现反应前后物质的质量总和没有发生改变。
[教师总结] 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。其实不仅仅这两个实验如此,无数的实验证明,反应前后反应物和生成物的质量总和相等,这个规律叫做质量守恒定律。
[板书] 第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
[设问] 有了前面的实验作基础,我们该如何去描述质量守恒定律的内容呢
[板书]一、质量守恒定律
[学生回答](可分别叫多个学生进行陈述)
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。
[总结并板书]1.内容: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。
【关键词语】:
参加、化学反应、各物质(固、液、气)、质量总和、反应后生成
[思考] 现有一反应A+B→C,有10gA和5gB反应,反应结束后还剩余3gA,B无剩余,
则生成C的质量为多少克
[学生思考并讨论]
[答案]生成C的质量为12g,因为A还剩余3g,可见参见反应的A的质量为7g,B无剩余,可见5gB全部参加反应,根据质量守恒守恒定律,生成C的质量为7+5=12g。
[强调]质量守恒定律指的是参加反应的各物质的质量总和,而不是有多少反应物,一定注意“参加”二字的真正含义。
(例子:1克氢气与8克氧气生成9克水)
反应物质质量总和的减少,等于生成物质量总和的增加。
[介绍]质量守恒定律是十八世纪的重要发现之一,它把对化学的学习由生成何种物质(即质的研究)引向生成多少物质(即量的研究),具有非常重要的意义。那么质量守恒定律是谁发现的,又是如何发现的呢 请阅读课本P90资料。
[学生阅读]
[补充介绍]质量守恒定律的发现经过了非常漫长的过程,很多科学家曾经致力于这方面的研究,拉瓦锡是其中之一。他在前人研究的基础上,做了同样的实验,得到了同样的结论,这一定律才获得公认。
[教师设疑]了解了质量守恒定律的内容和它的发现,请大家思考一下为什么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。请看投影。
[投影]展示电解水的微观过程,从分子、原子角度进行分析。
[思考]从投影所展示的分子和原子的角度思考为什么化学反应都遵守质量守恒定律
[学生思考、讨论]
[回答]从刚才投影所展示的电解水的微观过程,可知:在化学反应前后原子的种类没有变化,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以说所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
[教师总结]大家回答得很好。从微观过程以及前面所学的分子、原子知识可知,化学反应的过程,事实上是旧的分子破裂,原子和原子重新组合成新分子的过程。在这个过程中,原子的种类没有变化,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以反应物的质量总和会等于生成物的质量总和。
[板书]2.微观解释:在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量没有改变。
[教师]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。
[活动与探究]
1.盐酸与碳酸钠的反应是否遵守质量守恒定律
2.镁带在空气中燃烧,其反应物的质量之和与生成物的质量之和是否相等
[学生实验]……
[陈述实验结果]
1.盐酸与碳酸钠的反应前后不遵守质量守恒定律,生成物的质量小于反应物的质量。
2.镁带在空气中燃烧也不遵守质量守恒定律,生成物的质量大于反应物的质量。
[教师]讨论一下这是为什么呢 为什么会出现生成物的质量大于或小于反应物的质量这些情况
[学生讨论]……
[回答]1.在盐酸与碳酸钠的反应中,生成物二氧化碳是气体,挥发到了空气中,所以会出现生成物的质量小于反应物的质量这种情况。
2.在镁带燃烧这个实验中,因为反应物有空气中的氧气参加,而我们反应前所称量的仅仅是镁带的质量,所以会出现生成物的质量大于反应物的质量这种情况。
[追问]这两个反应到底遵守不遵守质量守恒定律呢
[回答]遵守。只要改进实验装置,就会出现正确的结果。
[追问]如何改进实验装置呢 ----密闭容器中
[注意]各物质(固、液、气)
[思考]在白磷燃烧那个实验中,若玻璃管上端没有系小气球,将会出现什么结果
[学生思考、讨论]
[回答]如果玻璃管上端没有系小气球,则会出现生成物的质量总和小于反应物的质量总和,因为有一部分白烟会从玻璃管口进入空气中,从而引起生成物质量的减小。
[解释]1、铁钉生锈这个反应是否遵守质量守恒定律。
2、木炭燃烧后质量减小。
[小结]本节课我们学习了质量守恒定律,知道了在一切化学反应中,反应物的质量总和等于生成物的质量总和;而且从微观角度理解了为什么所有的反应都遵守质量守恒定律,从而把我们对化学的学习从质的研究引向量的研究。
练习
.无数实验证明,参加化学反应的各物质的 等于反应后生成的各物质的 。这个规律叫做质量守恒定律。这是因为在一切化学反应中,原子的 不变,原子的 不变,原子的 不变。
.在化学变化中肯定发生改变的是( )
A.分子的种类 B.原子的种类
C.分子的数目 D.原子的数目
.已知A物质与B物质反应生成C物质。现有12 g A与32 g B恰好完全反应,则生成C物质的质量是( )
A.44 g B.32 g C.22 g D.12 g
.双氧水和二氧化锰的混合物共a g,完全反应后得到b g氧气和c g水,则混合物中二氧化锰的质量为( )
A.(a+b-c)g B.(a-b-c)g
C.(a+b+c)g D.(a-c)g
.在4X+5Y2===2Z的反应中,Z的化学式用X、Y表示为 ( )
A.X4Y5 B.X2Y5 C.XY2 D.X4Y10
※.将A、B、C、D四种物质放在密闭容器中加热,化学反应前后四种物质的质量关系如下列所示:
A B C D
反应前/g 4 16 111 4
反应后/g x 20 0 89
则:(1)该反应的反应物是 ,生成物是 ;
(2)表中“X”值为 ;
(3)该反应属于 反应(填“化合”、“分解”)。
7、物质R 4.6g在空气燃烧后,能够生成8.8gCO2和5.4gH2O,请你分析该物质的元素组成。
【分析】:我们可以用化学式表示该反应:R+O2→CO2+H2O,生成物中含有碳、氢、氧三种元素,所以根据质量守恒原理,反应物中的碳、氢、氧元素质量应该和生成物中的质量分别相等。首先能够判断在反应物R中,一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。我们就要根据质量来算了:m(C)=m(CO2)×ω(C)=2.4g;m(H)=m(H2O)×ω(H)=0.6g故,氢元素与碳元素质量总和只有3g,而R中有4.6g,所以在该物质中氧元素就要占1.6g。
[布置作业]习题1、2、3、4
思考题:,大家亲自实验进行验证,两周后将结果告诉我。
板书设计
第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
一、质量守恒定律
1. 内容: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。
2. 微观解释:在化学反应中,反应前后存在3个不变,即
①原子的种类没有改变;
②原子的数目没有增减;
③原子的质量没有改变。
课题1 质量守恒定律(两课时)
第二课时
[复习提问]
1.小测验:用符号表达出下列化学反应(由两名学生板演,为讲课作准备)。
(1)碳在氧气中燃烧
(2)磷在氧气中燃烧
(3)电解水
(4)过氧化氢分解
(5)加热高锰酸钾
2.口答什么是质量守恒定律 用分子、原子的知识解释质量守恒的原因。
[学生回答]
1.(1)C+O2CO2
(2)P+O2P2O5
(3)H2OH2+O2
(4)H2O2H2O+O2
(5)KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
2.质量守恒定律指的是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。
因为在化学反应前后存在三个不变,即①原子的种类没有改变;②原子的数目没有增减;③原子的质量没有改变。所以所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
[思考]刚才同学们上黑板表示的5个反应遵守质量守恒定律吗
[回答]①遵守。(因为反应前后原子的种类和数目都没有改变)
②不遵守。(因为原子的数目发生了变化)
③不遵守。(因为原子的数目发生了变化)
④不遵守。(因为原子的数目发生了变化)
⑤不遵守。(因为原子的数目发生了变化)
[设问]化学上有没有一种式子,既能表示反应物、生成物和反应条件,又能反映质量守恒定律的特点呢
[回答]有。
[追问]这种式子叫什么
[回答]化学方程式。
[引入新课]前面我们学过原子和元素可以用元素符号来表示,分子可以用化学式来表示,今天我们又知道化学反应可以用化学方程式来表示,那么什么是化学方程式 它又具有哪些意义呢 这节课我们就来学习有关化学方程式的知识。
[板书]二、化学方程式
[设问]什么叫化学方程式 请大家阅读课本P92寻找化学方程式的概念。
[学生阅读]
[回答]用化学式表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
[总结]化学方程式指的是用化学式来表示化学反应的式子。如木炭在氧气中燃烧的化学方程式可表示为:C+O2CO2;
[板书]1.定义:用化学式表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
[回答]用化学方程式来表示化学反应具有哪些优点呢
[学生思考、讨论]
[回答]1.表示出了各反应物和生成物的组成。
2.表示出了反应进行所需要的条件。
3.表示出了质量守恒定律,很明显地看到原子的种类和数目没有发生变化。
[总结]化学方程式具有如此多的优点,它把“质”和“量”有机地结合在一起,既表示出了反应物和生成物是什么,又表示出了各反应物和生成物量上的关系,以后我们再表示一个化学反应时就要用它的化学方程式。
[设问]化学方程式具有哪些意义呢 请同学们阅读课本P92进行总结(以木炭燃烧为例)。
[学生阅读]
[回答]化学方程式具有两点意义。
1.表示出了反应物、生成物以及反应条件。如:C+O2CO2反应物为C和O2,生成物为CO2,反应条件为“点燃”。
2.表示出了反应物与生成物间的质量比。(相对分子质量乘以各物质前面的化学计量数)
如:C + O2 CO2
12 :16×2 : 12+16×2
12 :32 : 44
即每12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳。
3.表示出了反应物与生成物间的微粒个数比1:1:1。
[总结]由刚才同学们的阅读和回答可知化学方程式具有两点意义。(1)表示出了反应物,生成物和反应条件。(2)表示出了反应物与生成物间的质量比。(3)表示出了反应物与生成物间的微粒个数比。
[板书]2.意义:
(1)表示反应物、生成物、反应条件;
(2)表示反应物与生成物间的质量比。
(3)表示出了反应物与生成物间的微粒个数比。
强调:量方面的意义中“每”字不能省略。
[思考]对于2H2O2H2+O2这个反应,反应物与生成物间的质量比如何表示
[学生思考]
[答案]计算过程如下:
2H2O 2H2 + O2
2×(1×2+16) : 2×1×2 :16×2
36 : 4 : 32
[讲解]计算反应物与生成物之间的质量比时,应将反应物与生成物的相对分子质量乘以各物质前面的化学计量数,这样的计算才遵守质量守恒定律。如32+4=36。
练习 (1)4P+5O22P2O5 (2)2H2+O22H2O
(3)2H2O22H2O+O2 (4)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
简单计算
[总结]可见化学方程式与元素符号、化学式一样,是学习化学的一种工具,具有非常重要的意义。根据这节课所学知识,我们来看下面的讨论题。
[投影]展示讨论
[讨论]从物质种类、质量和反应条件等方面考虑,下列反应的化学方程式能提供给你哪些信息
1.粗铜丝表面的氧化铜与氢气在加热条件下反应。
CuO+H2Cu+H2O
[学生讨论]
[回答](尽量鼓励学生多回答一些信息,只要从这两个化学方程式能得到的都对)
第1个反应:
1.反应物是什么;
2.反应条件是什么(上例中反应条件为加热);
3.生成物是什么;
4.参加化学反应的各物质的质量比;每80份质量的CuO与2份质量的H2反应可生成64份质量的Cu与18份质量的水。
5.反应前后质量守恒。
6.利用这个反应可制取铜。
[总结]可见化学方程式能给我们提供很多有用的信息,我们可以利用它所提供的这些信息选择适当的物质和条件来制取我们所需要的物质。
[小结]通过本节课的学习,我们知道化学方程式是学习化学的一种非常有用的工具,利用它既可以知道反应物、生成物和反应条件,又可以知道反应物与生成物之间的质量关系,使人一目了然。而且我们还可以根据化学方程式提供给我们的信息,选择适当的物质与条件进行反应,生成我们所需要的物质。
[布置作业]下课前的思考题
考题回顾
.某物质在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水,则该物质的组成中( )
A.一定含有碳、氢、氧三种元素
B.可能含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有氧元素,可能含有碳、氢元素
.将3g某物质在氧气中充分燃烧生成8.8gCO2和5.4H2O。由此推断该物质的组成中 ( )
A.只含碳、氢两种元素 B.可能含有氧元素
C.碳氢元素的质量比为4∶1 D.一定含碳、氢、氧三种元素
.下列说法不符合质量守恒定律的是……………………( )
A. 反应前后元素种类不变
B.反应前后各种原子的数目没有增减
C. 100 g干冰汽化后变成100 g二氧化碳气体
D.镁在空气中燃烧,生成物的质量大于镁的质量
.某物质M在隔绝空气的条件下稍加热就分解为CuO、H2O、CO2,根据这一实验事实能得出的结论是 ( )
A.M是由四种元素组成的 B.M是氧化物
C.M中含有水 D.M是混合物
.某化工厂进行电解食盐水(NaCl溶于H2O)的生产,电解食盐水根本不能制取的物质是( )
A.氢氧化钠 (NaOH) B .二氧化碳(CO2)
C.氢气(H2) D.氯气(Cl2)
.著名的发明家诺贝尔经过长期的研究与试验,终于发明了安全炸药三硝酸甘油酯。三硝酸甘油酯的化学式为C3H5N3O9,这种炸药发生爆炸的反应方程式为4C3H5N3O912CO2↑+10H2O↑+6X↑+O2↑
(1)X的化学式是_____________。
(2)推断X化学式的依据是 。
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