【初中化学】质量守恒定律-2024-2025学年九年级化学人教版2024上册

课题1质量守恒定律

人教版九年级化学同步教学课件第五单元化学反应的定量关系

学习目标：1.通过探究活动归纳出质量守恒定律的内容，并理解其涵义。3.学会质量守恒定律的简单应用。2.能用微粒的观点说明质量守恒的本质原因。

导入新课

拉瓦锡

1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究氧化汞的分解和合成反应中各物质质量之间的变化关系。

他将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气。

于是他认为化学反应中反应物的质量总和与生成物的质量总和是相等的，而且反应前后各元素的质量也保持不变。

一、实验探究1.问题:当物质发生化学反应生成新物质时,参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系?2.猜想:①参加反应的物质的质量总和大于生成物的质量总和;②参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和;③参加反应的物质的质量总和小于生成物的质量总和.

实验一:

铜和氧气反应前后质量的测定[实验装置]起缓冲作用，防止塞瓶内气体因受热膨胀冲开橡胶[实验过程]①将铜粉平铺于锥形瓶的底部,把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞,用橡胶塞塞紧锥形瓶口;②将装置放在天平上称量,记录所称的质量m1;

③再将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察实验现象;④反应一段时间后停止加热待装置冷却后再次称量,记录所称的质量m2[实验现象]固体由红色逐渐变为黑色;玻璃管上端的小气球先胀大,后缩小;反应前后的质量m1=m2[文字表达式]

[实验分析]铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,反应前的总质量来源于装置、装置内的空气和铜粉,反应后的总质量来源于装置、装置内除消耗的氧气外的空气和氧化铜。[实验结论]

参加反应的氧气和铜的质量总和等于反应生成的氧化铜的质量。

实验二:铁与硫酸铜反应前后质量的测定

[实验装置][实验过程]①在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝,再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管,塞好橡胶塞;②将装置放在天平上称量,记录所称的质量m1;

③取下锥形瓶并将其倾斜,使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶,观察实验现象④反应一段时间后再次称量,记录所称的质量m2[实验现象]铁丝表面覆盖了一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色:反应前后的质量m1=m2)[文字表达式]

[实验分析]铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应前的总质量来源于装置、硫酸铜溶液和铁丝,反应后的总质量来源于装置、硫酸亚铁溶液和铜。[实验结论]

参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。

二、质量守恒定律的内容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.理解：(1).质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒，其它方面如体积等不一定守恒。(2).是指“参加反应的各物质”，的质量总和，没有参加反应的物质不包括在内。(3).“生成的各物质的质量总和”，应当包括生成的各种物质，如沉淀、气体等。(4).“反应生成的物质”仅指该反应过程中新生成的物质质量，在反应之前已经存在的质量无关。

实验三:盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定[实验装置]三、质量守恒定律的验证实验[实验现象]

①剧烈反应，产生大量气泡;②天平指针向右偏.[文字表达式] [实验分析]

产生的二氧化碳气体逸散到空气中,使天平左右两边质量不相等.

实验四:镁条燃烧前后质量的测定[实验装置][实验现象]①剧烈反应,发出耀眼的白光,放出热量生成白色固体;②反应前后物质质量不相等.[文字表达式]

[实验分析]

参加反应的氧气的质量没有计算在内,使反应前后物质的质量不相等.

1、根据实验三和实验四，讨论为什么会出现这样的实验结果。2、如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，会出现什么实验结果？

即时理解【解析】之所以会出现这样的结果，是由于反应有气体参加或生成的缘故。【解析】如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，会发现天平保持平衡。小结：若选择有气体参加或有气体生成的化学反应来证明质量守恒定律，则反应一定要在密闭容器内进行。

为什么物质在发生化学变化前后，各物质的质量总和相等呢？四、质量守恒的原因:分子破裂原子聚集成新物质新分子重新组合破裂重新组合聚集成H2O2H2O质量守恒定律本质

化学反应是原子重新组合生成其他物质的分子的过程原子的种类没有改变原子的数目没有增减原子的总质量没有改变质量守恒化学反应中的“变”与“不变”1.从微观上看不发生改变的是__________、________、____________；一定发生改变的是___________.2.从宏观上看不发生改变的是_____________、_________、_____________；一定发生改变的是____________.原子种类原子数目原子质量分子种类物质质量总和元素的种类物质的种类元素质量五、质量守恒定律总结归纳:

原子数目原子质量原子种类微

观元素质量元素种类物质的种类分子的种类宏

观分子数目不变改变可能改变小结

六、质量守恒定律应用:1.解释化学变化中质量变化的现象。2.推断物质的元素组成或化学式。3.求反应中某物质的质量。4.求反应中某元素的质量。5.计算物质的相对分子质量。6.推断化学反应的基本类型。经典例题例1.利用天平及下列物品(必要时还可用燃着的酒精灯),能够直接用于验证质量守恒定律的是(

)【解析】做验证质量守恒定律的实验时,选用药品和装置应考虑:①要发生化学变化;②如果有气体参加反应,或有气体生成,应该选用密闭装置。A、C、D项有气体参加反应或有气体生成,且装置不密闭,不能直接用于验证质量守恒定律。B例2.下列对质量守恒定律的理解错误的是(

)A.质量守恒定律只适用于化学反应,不适用于物理变化B.质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”,不能推广到其他物理量C.质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系,与微观过程无关D.任何化学反应中参加反应的各物质的质量总和都等于反应后各生成物的质量总和【解析】质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系,其与微观过程有关。因为化学变化的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,化学变化中原子的种类和数目不变,所以化学反应前后物质的质量总和不变C例3.关于质量守恒定律,下列叙述正确的是(

)A.煤燃烧化为灰烬,质量减小,该反应不遵循质量守恒定律B.24g镁在空气中完全燃烧生成40g氧化镁,实际消耗空气的质量为16gC.10g冰受热熔化成10g水,符合质量守恒定律D.通过化学变化,只能改变世界上物质的种类,不能改变物质的总质量【解析】质量守恒定律是指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。所有的化学反应都遵循质量守恒定律,A错误;24g镁在空气中完全燃烧生成40g氧化镁,实际消耗“氧气”的质量为16g,而不是“空气”,B错误;冰熔化成水属于物理变化,不遵循质量守恒定律,C错误。D例4.化学反应前后一定发生变化的是(

)A.原子数目 B.分子数目C.物质种类 D.物质的总质量【解析】化学变化的实质是反应物的分子分成原子,原子重新组合成新的分子,反应前后元素种类不变,原子的种类、数目、质量都不变。所以,反应前后物质的总质量不变;物质的种类、分子的种类一定发生变化;分子数目可能增加,也可能减少,也可能不变。C例5.现将20gA和足量B在一定条件下充分反应,生成16gC和11gD,则参加反应的A和B的质量比是(

)A.20∶11 B.20∶7

C.5∶4 D.16∶11

【解析】根据质量守恒定律可知,参与反应的B的质量为16g+11g-20g=7g,则参加反应的A和B的质量比为20∶7。B例6.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。请你和她们讨论下列问题:(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)。

【答案】(1)每个氢分子分解成2个氢原子,每个氧分子分解成2个氧原子(或氢分子分解成氢原子,氧分子分解成氧原子)每2个氢原子和1个氧原子结合成1个水分子(或氢原子和氧原子结合成水分子)

(2)C【解析】(1)由图示可知，图①中氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子;图②是氢原子和氧原子结合成了水分子;(2)图中方框内只有C是由同种分子构成的属于纯净物，1.通过探究活动归纳出质量守恒定律的内容，并理解其涵义。3.学会用质量守恒定律的解决简单问题。2.能用微粒的观点说明质量守恒的本质原因。课堂小结随堂练习1．某化合物R在空气中燃烧生成CO2和H2O两种物质,关于该化合物的组成说法正确的是(

)A.只含碳、氢两种元素B.一定含有碳、氢、氧三种元素C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素D.无法判断C【解析】根据质量守恒定律,生成物中的碳、氢元素一定来源于该化合物,生成物中的氧元素可能全部来源于氧气,也可能来源于氧气和该化合物,故选C。2.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.50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mLC.在100g过氧化氢溶液中,含有30g过氧化氢和70g水D.1.2g碳与3.2g氧气恰好完全反应可生成4.4g二氧化碳【详解】水结成冰为物理变化,不符合质量守恒定律;水和乙醇混合为物理变化,不符合质量守恒定律;在100g过氧化氢溶液中,含有30g过氧化氢和70g水,不涉及化学变化,不符合质量守恒定律。D

3.某化学反应的反应物为A、B,生成物为C、D,若参加反应的A、B的质量分别为6g、24g,生成D的质量为9g。则生成C、D的质量比为

(

)A.10∶3

B.7∶3

C.5∶3

D.2∶3【解析】由质量守恒定律可知,参加反应的A和B的质量之和等于生成C和D的质量之和,则生成C的质量为6g+24g-9g=21g,故生成C、D的质量比为21g∶9g=7∶3。B

4.CO2可以在一定条件下进行转化,其反应的微观示意图如下,下列说法正确的是

(

)A.反应前后原子种类不变

B.反应前后分子种类不变C.该反应不遵守质量守恒定律

D.该反应的基本反应类型为化合反应【解析】由微观示意图可知,反应前后原子种类未发生改变,A正确;反应前后分子种类发生改变,B错误;该反应遵守质量守恒定律,C错误;该反应不符合化合反应“多变一”的特征,D错误。A

5.铁丝在装满氧气的密闭容器中燃烧,下列图中能正确表示容器里所盛物质总质量变化的是(

)【解析】反应在密闭容器中进行,由质量守恒定律知,参加反应的铁和氧气的质量之和等于反应后生成的Fe3O4的质量,因此容器里所盛物质总质量不变。故选C。C6.过氧化氢分解的微观示意图如下,方框内应是(

)B【解析】过氧化氢分解生成水和氧气,结合题中过氧化氢分解的微观示意图可知,大圆球表示氧原子,小圆球表示氢原子,化学反应前后原子的种类和数目不变,方框内应该是2个水分子,故选B。7.如图为某化学反应中各物质的质量与加热时间的关系,下列判断正确的是(

)A.该反应属于分解反应B.②和③一定是反应物C.④可能是反应物也可能是生成物D.反应结束时①的质量一定等于②和③的质量之和【解析】从题图中信息可知,①质量减少,是反应物,②③质量增加