第五单元_课题1 质量守恒定律
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、质量守恒定律的实验探究
探究目的：当物质发生化学反应生成新物质时，反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较，存在什么关系？
A、实验方案一：红磷燃烧前后质量的测定
在底部铺有细沙的锥形瓶中，放入一小堆干燥的红磷。
在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃管，在其上端系上一个小气球，并使玻璃管下端能与红磷接触。
将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡，记录所称的质量m1。
然后，取下锥形瓶，将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热状态后，迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧，并将红磷引燃。
待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，记录所称的质量m2。
（1）实验装置P93
（2）所需仪器：锥形瓶、托盘天平、砝码、玻璃管、单孔橡胶塞、
小气球、酒精灯、火柴、干燥的红磷、细沙
（3）实验现象：红磷剧烈燃烧，产生大量的白烟，放出热量，气球先膨胀后缩小，天平平衡（m1=m2）,。
（4）注意事项：
<1> 锥形瓶中事先放些细沙的目的是：吸收反应放出的热量，防止锥形
瓶炸裂。
<2>玻璃管上方系上一个小气球的原因是：磷燃烧放出大量的热，使气体
体积膨胀，会使橡皮塞弹出或锥形瓶爆炸。
所以系气球的目的是：防止锥形瓶内的气体受热膨胀，使橡胶塞弹出或锥形瓶炸裂。
<3>锥形瓶冷却后，才可以重新放到托盘天平上，目的是：使称
结果更准确。
（5）该反应的化学反应式：
点燃五氧化二磷
文字表达式：磷+氧气
符号表达式：P + O2 点燃P
2O5
化学方程式：4P + 5O2点燃2P
2O5
B、实验探究二：铁钉与硫酸铜溶液的反应
在锥形瓶中加入适量稀硫酸铜溶液（蓝色），塞好橡胶塞。
将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量，计量所称的质量m1。
将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察实验现象。
待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量，记录所称的质量m2。
比较反应前后的质量。
（1）实验装置P93
（2）所需仪器：锥形瓶、无孔橡胶塞、托盘天平、砝码、砂纸、铁钉、硫酸铜溶液
（3）实验现象：铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色，天平平衡（m1=m2）。
（4）注意事项：
<1>铁钉必须用砂纸打磨干净，目的是：除去铁钉表面的铁锈或杂质。
（5）该反应的化学反应式是：
文字表达式：铁+硫酸铜铜+硫酸亚铁（浅绿色）
符号表达式：Fe + CuSO4Cu + FeSO4
化学方程式：Fe + CuSO4Cu + FeSO4
置换反应的定义：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，叫做置换反应。
特点是：单化生单化。
以上两个实验得出的结论是：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反
应后各物质的质量总和。
C、实验5-1：盐酸和碳酸钠粉末的反应
把盛有盐酸的小试管小心地放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，将小烧杯放在托盘天平上用砝码平衡（如图5-5）。
取下小烧杯并将其倾斜，使小
试管内的盐酸进入小烧杯中，观察现象。
反应进行一段时间后，再把小烧杯放回托盘天平上，天平是否平衡？（1）实验装置：P94
（2）所需仪器：小试管、小烧杯、托盘天平、砝码、盐酸、
碳酸钠粉末
（3）实验现象：碳酸钠粉末逐渐溶解，有气泡产生，天平不平衡(m2<m1)。
（4）实验分析：天平不平衡的原因：碳酸钠与盐酸反应生成的气
体逸散到空气中，导致天平不平衡，但该反应仍
然遵循质量守恒定律。
（5）实验改进：将烧杯换成锥形瓶，并在锥形瓶口套上一个气球或在锥形瓶上面塞上插有玻璃管的单孔橡胶塞，并在玻璃管的上方系上一个小气球，也就是使该反应在密闭的容器中进行。
改进后，反应过程中，气球会鼓起，原因是锥形瓶内因生成气体导致压强变大，大于外界大气压，所以会使气球鼓起来。
如果天平仍然不平衡的话，是由于气球收到浮力的原因。
（6）该反应的化学反应式：
文字表达式：碳酸钠+盐酸氯化钠+ 水+二氧化碳
符号表达式：Na2CO3 + HCl NaCl + H2O + CO2
化学方程式：Na2CO3 +2 HCl 2NaCl + H2O + CO2
D、实验5-2：镁条燃烧
取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1。
在石棉网上方将镁条点燃，观察现象。
将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m2，比较反应前后的质量。
（1）实验装置：P95
（2）所需仪器：砂纸、石棉网、镁条、托盘天平、砝码、酒精灯、火柴（3）实验现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，产生大量的白烟，放出热量，天平不平衡（m2>m1）。
（白烟是反应过程中生成的白色固体氧化镁颗粒扩散到空
气中形成的。
）
（4）实验分析：天平不平衡的原因是：反应过程中有氧气参与了反应，反应后的生成物氧化镁的质量应该等于反应前镁条的质量加氧气的质
量。
所以反应后氧化镁的质量一定大于镁条的质量。
如果出现反应后的质量小于反应前的质量，是由于生成的白烟逸散到空气中导致的。
（5）实验改进：使反应在密闭的容器中进行。
（6）该反应的化学反应式为：
点燃氧化镁（白色）
文字表达式：镁+ 氧气
点燃MgO
符号表达式：Mg + O2
点燃2MgO
化学方程式：2Mg + O2
以上两个实验中，虽然天平不平衡，但不意味着它们不遵循质量守恒定律，只是这两个反应的反应过程中有气体生成或有气体参与了反应，当反应过程中有气体生成或有气体参与反应时，化学反应就要在密闭的容器中进行，才可以作为探究质量守恒定理的实验。
2、概念
参加反应的各物质的质量总和，等于反应后各物质的质量总和，这
个规律叫做质量守恒定律。
提示：<1>质量守恒定律适应的范围是化学变化而不是物理变化。
<2>质量手恒定律揭示的是质量守恒，不是体积等其他方面守恒。
<3>质量守恒定律中所谓的参加反应的各物质是指真正参与
了反应的那一部分物质的质量，剩余的反应物的质量不算
在内。
<4>质量守恒定律的推论：化学反应中，反应前各物质的总质
量等于反应后各物质的总质量。
3、质量守恒定律的微观实质：
化学变化的过程从微观角度来看，就是构成物质的分子破裂成原子，而
原子又重新组合成新分子。
在化学反应过程中，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，所以反应前后，物质的质量总和相等。
4、对质量守恒定律的理解，从微观、宏观两方面可以归纳为：
六个不变、两个一定变、一个可能变。
<1>元素的种类不变
宏观<2>元素的质量不变
<3>化学反应前后物质的质量总和不变
六个不变<1>原子的种类不变
微观<2>原子的数目不变
<3>原子的质量不变
宏观：物质的种类一定变
两个一定变：
微观：分子的种类一定变
一个可能变：分子的数目可能改变
5、质量守恒定律的应用
（1）解释一些化学变化中的质量变化。
（2）推断化学反应中某物质的化学式。
（3）推算反应物或生成物中某物质的质量。
（4）推算某一些化学反应中各物质的质量比。
（5）推断化学反应的类型。
（6）判断化学方程式书写是否正确。
二、化学方程式
化学式：用元素符号和数字组合表示物质组成的式子叫做化学式。
1、化学方程式的概念：
用化学式表示化学反应的式子叫做化学方程式。
2、化学方程式的读法：
(1)以碳在氧气中燃烧的化学方程式C+O2点燃
CO2为例
<1>质的读法：碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳。
<2>量的读法：每12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃的条件下完全
反应，生成44份质量的二氧化碳。
<3>粒子方面：每1个碳原子和一个氧分子在点燃的条件下完全反应，生
成1个二氧化碳分子。
(2)以分解过氧化氢制取氧气的化学方程式为例
2H2O2MnO2 2H2O + O2
<1>质的方面：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，反应生成水和氧气。
<2>量的方面：每68份质量的过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，完全反
应生成36份质量的水和32质量的氧气。
<3>粒子方面：每2个过氧化氢分子在二氧化锰的催化作用下，完全反应
生成2个水分子和1个氧分子。
3、化学方程式提供的信息：
<1>表明了反应物和生成物
<2>表明了发生该化学反应的反应条件
<3>表明了反应物与生成物各物质间的粒子个数比
<4>表明了反应物与生成物各物质间的质量比
<5>表明了化学反应前后质量守恒
<6>表明了该化学反应的反应类型。