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第4章　認識化學(xué)變化
第2節(jié)　化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系
設(shè)計說明 通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了元素符號、化學(xué)式、分子和原子的相關(guān)知識，對化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)發(fā)生了質(zhì)的變化已經(jīng)有了一定的認識，還具體學(xué)習(xí)了與氧氣有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，這些知識都為本節(jié)教學(xué)提供了知識基礎(chǔ)。 在探究質(zhì)量守恒定律時，先以質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)史實為學(xué)習(xí)背景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生進行假設(shè)，再設(shè)計并實施一些實驗方案，通過實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生自己分析與論證得出質(zhì)量守恒定律，然后引導(dǎo)學(xué)生分析實驗一和實驗二，使學(xué)生能夠透過不同情況下測量結(jié)果的表象，深入認識化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系的本質(zhì)。然后結(jié)合教材中給出的圖4-13，引導(dǎo)學(xué)生從微觀上解釋質(zhì)量守恒定律，即質(zhì)量守恒定律的微觀本質(zhì)為化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、原子的數(shù)目、原子的質(zhì)量保持不變。 本節(jié)課的教學(xué)將引導(dǎo)學(xué)生從量的方面去研究化學(xué)反應(yīng)的客觀規(guī)律，為化學(xué)方程式的教學(xué)以及利用化學(xué)方程式的計算做好理論準備，因此本節(jié)課學(xué)習(xí)的質(zhì)量守恒定律，對全部的初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，起到至關(guān)重要的作用。 教學(xué)目標 【知識與技能】 1.能設(shè)計簡單的實驗探究質(zhì)量守恒定律。 2.能用微粒的觀點解釋質(zhì)量守恒的本質(zhì)原因。 3.能用質(zhì)量守恒定律說明常見化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系。 【過程與方法】 1.通過分組實驗和史實交流認識質(zhì)量守恒定律，體驗科學(xué)探究的基本過程。 2.初步學(xué)習(xí)運用“宏觀現(xiàn)象”與“微觀解釋”相結(jié)合的思維方法認識質(zhì)量守恒定律。 【情感、態(tài)度與價值觀】 1.通過質(zhì)量守恒定律的探究學(xué)習(xí)，對化學(xué)反應(yīng)的認識由定性上升到定量。 2.通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，感悟科學(xué)家執(zhí)著追求真理的精神。 重點難點 教學(xué)重點 1.質(zhì)量守恒定律的探究。 2.對質(zhì)量守恒定律的微觀解釋。 3.質(zhì)量守恒定律的微觀解釋。 教學(xué)難點 1.質(zhì)量守恒定律的探究。 2.對質(zhì)量守恒定律的微觀解釋。 3.質(zhì)量守恒定律的微觀解釋。 教學(xué)方法 探究法：通過學(xué)生的探究實驗，引導(dǎo)學(xué)生正確推理、概括出質(zhì)量守恒定律。 分析法：在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律的基礎(chǔ)上，通過學(xué)生的討論分析，理解質(zhì)量守恒定律的微觀本質(zhì)，并能用于解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象，學(xué)會分析問題的思路和方法。 教具、學(xué)具 托盤天平、錐形瓶、膠頭滴管、注射器、氫氧化鈉、硫酸銅、碳酸鈣、鹽酸、多媒體課件等。 授課時數(shù) 1課時 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 一天，福爾摩斯和華生在書房里研究一樁案件。此時，福爾摩斯往大煙斗中裝入煙絲，并將煙斗送入嘴里，點燃煙絲后開始大口大口地吸煙，煙斗上冒出縷縷青煙。華生問：“聰明的福爾摩斯先生，你知道青煙的質(zhì)量是多少嗎？”聰明的福爾摩斯不假思索地回答：“這很容易回答。青煙的質(zhì)量等于點燃煙絲前煙斗與煙絲的總質(zhì)量減去煙絲燒完后留在煙斗中灰燼和煙斗的總質(zhì)量。”福爾摩斯認為青煙的質(zhì)量等于點燃煙絲前煙斗與煙絲的總質(zhì)量減去煙絲燒完后留在煙斗中灰燼和煙斗的總質(zhì)量。你是否同意他的看法？為什么？在一個化學(xué)反應(yīng)里反應(yīng)物的總質(zhì)量和生成物的總質(zhì)量又有什么關(guān)系呢？ 講授新課 【教師提問】 火柴燃燒后只余下少許灰燼。化學(xué)變化中物質(zhì)質(zhì)量變小了嗎？ 薄銅片在火焰上加熱，表面變黑，質(zhì)量增大。化學(xué)變化中物質(zhì)質(zhì)量變大嗎？ 【教師點撥】 化學(xué)變化中物質(zhì)的質(zhì)量沒有變小，也沒有變大。 【教師講述】 早在300多年前，化學(xué)家們就對化學(xué)反應(yīng)進行定量研究。1673年，英國化學(xué)家波義耳在一個敞口的容器中加熱金屬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后容器中物質(zhì)的質(zhì)量增加了。 1777年，法國化學(xué)家拉瓦錫用較精確的定量實驗法，在密封容器中研究氧化汞的分解與生成中各物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系，得到的結(jié)論是：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。 【教師提問】 讀了上述資料你有什么想法？你能得出什么結(jié)論？ 【教師點撥】 波義耳實驗因在敞口容器中進行而與質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)失之交臂。進行實驗探究時應(yīng)設(shè)計嚴密。 【教師導(dǎo)入】 一、質(zhì)量守恒定律 對于參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和的比較，我們可以提出三種假設(shè)：變大、變小或不變。化學(xué)家對化學(xué)反應(yīng)的定量研究中，波義耳實驗因為在敞口容器中進行而與質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)失之交臂，這也提示我們，進行實驗探究時設(shè)計應(yīng)嚴密。 【實驗探究】 1.探究質(zhì)量守恒定律 （1）硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng) ①實驗裝置： ②操作步驟：往錐形瓶中倒入一定量的藍色硫酸銅溶液，用插有膠頭滴管（內(nèi)裝有無色氫氧化鈉溶液）的橡膠塞小心塞緊錐形瓶。將錐形瓶放到托盤天平的左盤中，在右盤中放入砝碼調(diào)節(jié)托盤天平平衡。然后將膠頭滴管中的氫氧化鈉溶液擠入錐形瓶中。 ③實驗現(xiàn)象：錐形瓶中出現(xiàn)藍色沉淀；托盤天平保持平衡。 ④分析與結(jié)論：二者反應(yīng)生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉。文字表達式為：氫氧化鈉+硫酸銅氫氧化銅+硫酸鈉。反應(yīng)前后質(zhì)量總和不變。 （2）稀鹽酸和石灰石反應(yīng) ①實驗裝置： ②操作步驟：向錐形瓶中裝入一定量的石灰石，塞緊插有注射器（內(nèi)裝有無色稀鹽酸）的橡膠塞。將錐形瓶放到托盤天平的左盤中，在右盤中放入砝碼調(diào)節(jié)托盤天平平衡。用注射器向錐形瓶中加入稀鹽酸。 ③實驗現(xiàn)象：石灰石不斷減少，表面有氣泡產(chǎn)生；托盤天平保持平衡。 ④分析與結(jié)論：二者反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水。文字表達式為：碳酸鈣+鹽酸氯化鈣+二氧化碳+水。反應(yīng)前后質(zhì)量總和不變。 【教師提問】 通過上述實驗?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？ 【教師點撥】 2.質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容 參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。 【教師提問】 實驗中要注意哪些問題？ 【教師點撥】 有氣體參加或有氣體生成的反應(yīng)必須在密閉容器中進行。 【教師提問】 從化學(xué)變化的本質(zhì)如何解釋得到的結(jié)論？ 【教師點撥】 化學(xué)反應(yīng)就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)的原子重新組合成新物質(zhì)的過程。在此過程中原子的種類沒有改變，原子的數(shù)目沒有增減，原子的質(zhì)量沒有改變，因此化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量必然相等。 【教師講述】 應(yīng)用質(zhì)量守恒定律時的注意事項　 （1）適用范圍：只適用于化學(xué)反應(yīng)。 （2）討論的量：是“質(zhì)量守恒”，不包括體積等其他方面的守恒。 （3）研究對象：“參加化學(xué)反應(yīng)”的物質(zhì)，如有的反應(yīng)需要使用催化劑，不能將催化劑視為反應(yīng)物。 （4）特殊條件：有氣體參加或生成的反應(yīng)，應(yīng)在密閉條件下進行實驗。 【教師提問】 某同學(xué)定量研究化學(xué)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)木炭燃燒后質(zhì)量減小了；鐵釘生銹后質(zhì)量卻增加了。這些現(xiàn)象與質(zhì)量守恒定律有矛盾嗎 【教師點撥】 不矛盾。木炭燃燒是木炭和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的木炭和氧氣的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的二氧化碳的質(zhì)量，由于二氧化碳逸散到空氣中，所以木炭燃燒后質(zhì)量減小了；鐵釘生銹是鐵與氧氣、水共同反應(yīng)而生銹，參加反應(yīng)的鐵、氧氣和水的質(zhì)量總和等于鐵銹的質(zhì)量，所以鐵釘生銹后質(zhì)量增加了。 【教師提問】 為什么“參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和”呢 你能根據(jù)構(gòu)成物質(zhì)的微粒在化學(xué)反應(yīng)中的變化對質(zhì)量守恒定律作出解釋嗎 請以金屬鎂和氧氣的反應(yīng)為例，與同學(xué)進行討論。 【教師點撥】 金屬鎂是由鎂原子構(gòu)成的，氧氣是由氧分子構(gòu)成的，而氧分子是由氧原子構(gòu)成的。鎂和氧氣反應(yīng)時，分子分裂成原子，原子再重新組合，生成氧化鎂。在化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都沒有變化。所以參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。 【教師講述】 二、質(zhì)量守恒定律的微觀解釋 1.化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)的過程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)（反應(yīng)物）的原子重新組合轉(zhuǎn)化成生成物的過程。由分子構(gòu)成的物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中的變化過程可表示為： 分子原子分子新物質(zhì) 2.質(zhì)量守恒的原因 在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子種類沒有改變，原子數(shù)目沒有增減，原子本身的質(zhì)量也沒有改變。所以，反應(yīng)前后的質(zhì)量總和必然相等。 【教師總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)前后存在“六個不變，兩個一定改變，兩個可能改變”。 課堂小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了質(zhì)量守恒定律。參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。 化學(xué)反應(yīng)的過程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)（反應(yīng)物）的原子重新組合轉(zhuǎn)化成生成物的過程。化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒的原因是：在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子種類沒有改變，原子數(shù)目沒有增減，原子本身的質(zhì)量也沒有改變。所以，反應(yīng)前后的質(zhì)量總和必然相等。 當(dāng)堂達標 1.下列對質(zhì)量守恒定律的理解，正確的是（　　） A.將5 g鐵和5 g銅混合后，稱量物質(zhì)的總質(zhì)量為10 g，遵循質(zhì)量守恒定律 B.高錳酸鉀加熱后固體質(zhì)量減小，不遵循質(zhì)量守恒定律 C.5 g硫和5 g氧氣完全反應(yīng)后，生成物質(zhì)量為10 g D.鎂條燃燒后質(zhì)量增加，不遵循質(zhì)量守恒定律 答案：C 2.在化學(xué)反應(yīng)前后，肯定不會發(fā)生變化的是（　　） ①原子的數(shù)目　②分子的數(shù)目　③元素的種類　④物質(zhì)的總質(zhì)量　⑤物質(zhì)的種類　⑥物質(zhì)的體積　⑦物質(zhì)的狀態(tài) A.②④⑤　　　 B.①③⑦ C.①③④⑥　　　 D.①③④ 答案：D 3.把一定質(zhì)量的甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)放入一密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)一段時間后，測得反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表。下列說法不正確的是（　　） 物質(zhì)甲乙丙丁反應(yīng)前的質(zhì)量/g4.02.03.02.0反應(yīng)后的質(zhì)量/g1.2X2.45.4
A. X =2.0，乙可能是催化劑 B.甲和丙是反應(yīng)物 C.參加反應(yīng)的甲、丙質(zhì)量比是1∶2 D.丁一定是化合物 答案：C 4.濃硝酸和鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+4HNO3（濃） Zn(NO3)2+2H2O+2X↑，則X為（　　） A. H2 B. NH3 C. NO D. NO2 答案：D 5.已知：2KClO32KCl+3O2↑，下圖表示一定質(zhì)量的KClO3和 MnO2固體混合物受熱過程中，某變量y隨時間的變化趨勢，縱坐標表示的是（　　） A.固體中氧元素的質(zhì)量 B.生成O2的質(zhì)量 C.固體中MnO2 的質(zhì)量 D.固體中鉀元素的質(zhì)量分數(shù) 答案：A 6.如圖為某反應(yīng)的微觀示意圖，不同的球代表不同元素的原子，下列說法正確的是（　　） A.化學(xué)反應(yīng)前后，分子種類不變 B.參加反應(yīng)的和的微粒個數(shù)比是1∶1 C.反應(yīng)涉及的物質(zhì)中，只有屬于氧化物 D.在化學(xué)變化中，分子可分，原子不可分 答案：D 7.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的前后，總質(zhì)量是否發(fā)生改變？是增大、減小還是不變？小欣和小華同學(xué)按下面的步驟進行探究： 【提出假設(shè)】物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化前后總質(zhì)量不變。 【設(shè)計并進行實驗】小欣設(shè)計的實驗裝置和選用藥品如圖A所示，小華設(shè)計的實驗裝置和選用藥品如圖B所示，他們在反應(yīng)前后都進行了規(guī)范的操作、準確的稱量和細致的觀察。 　　　　 　　　　　　　　　　　　　A　　　　　　　　　　　　B 【實驗結(jié)論】 小欣認為：在化學(xué)反應(yīng)中，生成物的總質(zhì)量與反應(yīng)物的總質(zhì)量相等； 小華認為：在化學(xué)反應(yīng)中，生成物的總質(zhì)量與反應(yīng)物的總質(zhì)量不相等。 （1）你認為　　　　的結(jié)論正確，導(dǎo)致另一個實驗結(jié)論錯誤的原因是　　　　 　 　　　　　　。 （2）請從原子的角度分析你認為正確的結(jié)論的原因：　　　　　　 　　　　。 答案：（1）小欣　稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳逸散到空氣中，從而導(dǎo)致了反應(yīng)發(fā)生后天平失去平衡　（2）化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量均沒有改變 板書設(shè)計 第4章　認識化學(xué)變化 第2節(jié)　化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系 一、質(zhì)量守恒定律 1.探究質(zhì)量守恒定律 （1）硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng) （2）稀鹽酸和石灰石反應(yīng) 2.質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容 參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。 二、質(zhì)量守恒定律的微觀解釋 1.化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì) 2.質(zhì)量守恒的原因 教學(xué)反思

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