人教版九年级化学上册第五 单元 化学方程式课题1质量守恒定律教案A+B.docx
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人教版九年级化学上册第五单元化学方程式课题1质量守恒定律教案A+B
第五单元化学方程式
单元说明
本单元有“质量守恒定律”、“如何正确书写化学方程式”和“利用化学方程式的简单计算”三个课题。
课题1通过一系列的实验和探究活动,引导学生用定量的科学方法对化学现象进行研究和描述,并得出化学反应所遵循的一项基本规律,为化学方程式的教学做好理论准备。
课题2介绍了书写化学方程式的原则、方法和步骤,是对课题1中化学方程式介绍的继续深入。
课题3根据化学方程式的简单计算是从反应物、生成物的质量关系来研究物质的化学变化,需要以正确书写化学方程式为基础,是化学方程式在化学计算中的具体应用。
教学重点
1.质量守恒定律。
2.正确书写化学方程式。
3.根据化学方程式的计算。
教学难点
化学方程式的配平。
课时安排
课题1质量守恒定律2课时
课题2如何正确书写化学方程式1~2课时
课题3利用化学方程式的简单计算1~2课时
课题1质量守恒定律
教学目标
1.通过实验探究认识质量守恒定律,了解常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度解释质量守恒定律并认识化学反应。
3.培养严谨求实的科学精神,认识定量研究对化学科学发展的重大作用。
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:
投影仪、托盘天平(带砝码)、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。
2.学生:
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;白磷(火柴头大小)、硫酸铜溶液、铁钉、蜡烛、镁带、细沙、砂纸等。
课时安排
2课时。
教学过程
教案A
第1课时
一、导入新课
在以前知识的学习中,我们对化学反应中物质质的变化已经有了一定认识,但对反应前后物质量的关系却不清楚,今天我们就共同来研究一个适合任何化学反应的定律:
质量守恒定律。
二、新课教学
1774年,拉瓦锡用精确的定量实验研究了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,反应前后各物质的质量总和没有改变。
这难道是巧合吗?
我们就通过下面的探究来证明这个定律。
探究:
反应前后物质的质量关系
1.提出问题
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?
2.实验要求
根据以下两个实验方案分组进行实验,并将实验结果填入表中。
在实验中观察和探究以下问题,并结合实验条件思考和作出分析:
(1)反应物和生成物的状态及其他变化;
(2)实验中观察到的质量变化情况。
3.注意事项
(1)称量干燥的固体药品前,应在两个托盘上各放一张干净的大小相同的纸片,然后把药品放在纸上称量。
(2)易潮解的药品,必须放在玻璃器皿(如小烧杯、表面皿)里称量。
(3)红磷燃烧前后质量的测定实验,往往会因瓶塞不严密产生漏气或被冲开而失败。
为了防止由于气体膨胀而冲开瓶塞,实验中在锥形瓶瓶塞玻璃管外套一个瘪气球。
瓶内气体膨胀时,气球被吹大,冷却以后气球可缩小。
如果气球是新的,应搓揉、拉伸并使其变软后再用。
4.方案一:
红磷燃烧前后质量的测定实验
磷+氧气
五氧化二磷
(P)(O2)(P2O5)
5.方案二:
铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定实验
铁+硫酸铜
铜+硫酸亚铁
(Fe)(CuSO4)(Cu)(FeSO4)
实验方案
方案一
方案二
实验现象
反应前后质量(m1)
反应前后质量(m2)
分析
教师让学生填表,然后分析两个方案的实验结果,看看能得到什么结论。
实验结论:
大量实验证明,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。
提问:
是不是所有参加化学反应的各物质的质量总和都等于反应后生成的各物质的质量总和呢?
有没有例外的情况?
实验5-1:
盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
实验现象:
天平不平衡。
实验5-2:
镁条在空气中燃烧反应前后质量的测定
实验现象:
可能有几种不同的现象。
(1)第二次称量质量减轻:
因产生白烟,造成氧化铁散失较多;
(2)第二次称量质量增大:
镁条足够长,多数氧化镁附着于镁条之上;
(3)第二次称量质量与第一次相等:
两种因素综合的结果。
提问:
这两个反应到底遵守不遵守质量守恒定律呢?
明晰:
遵守。
只要改进实验装置,就会出现正确的结果。
可以在吸滤瓶中进行,并在抽气口上套一个气球。
反应开始后气球膨胀,天平平衡。
提问:
为什么物质在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等呢?
明晰:
这是因为化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。
在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有改变。
三、课堂小结
我们今天学习了质量守恒定律,通过实验,知道了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。
那么如何简便地表示化学反应呢?
下节课我们学习化学方程式。
第2课时
一、导入新课
学习化学,常常需描述各种物质之间的反应,化学方程式可以简便地表示化学反应。
化学方程式可以把化学反应中的“质”与“量”的关系清楚地表示出来。
二、新课教学
1.概念
我们就以木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳为例来解释什么是化学方程式。
问题:
用文字表示化学反应书写起来很麻烦,我们应该怎么办呢?
回答:
化学家用化学式等国际通用的化学语言来表示反应物和生成物的组成,以及各物质间的量的关系。
这样一来就变得简单多了。
例如,木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的反应可表示为:
C+O2
CO2
归纳:
这种用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2.化学方程式的特点
(1)化学方程式表明了反应物、生成物和反应条件。
(2)化学方程式通过相对分子质量(或相对原子质量)还可以表示各物质之间的质量关系,即各物质之间的质量比。
C+O2
CO2
12:
2×16:
12+2×16
12:
32:
44
这就是说,碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳;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。
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,而且将反应物与生成物的质量比化简后仍遵守质量守恒定律。
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。
3.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?
教师引导学生阅读教科书第97页“讨论”,分小组思考、分析。
提示:
这三个化学方程式中,前两个是已经学过的反应,可结合实验进行讨论,第三个化学方程式可以结合图示中的实验现象进行讨论。
化学方程式提供的信息如下:
(1)哪些物质参加反应(反应物)。
(2)通过什么条件反应。
(3)反应生成了哪些物质(生成物)。
(4)参加反应的各粒子的相对数量。
(5)反应前后质量守恒。
……
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。
三、课堂小结
学完本课题你应该知道:
1.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生成后的各物质的质量总和。
2.化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。
在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有改变,因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
3.化学方程式能给人们提供很多信息。
四、布置作业
教科书第98页“练习与应用”第1~4题。
教案B
第1课时
一、导入新课
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。
如磷燃烧生成五氧化二磷;铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。
那么,大家猜想一下,在这些反应中反应前后各物质的质量总和有什么变化呢?
二、新课教学
学生1:
生成物的质量总和会大于反应物的质量总和。
学生2:
生成物的质量总和会小于反应物的质量总和。
学生3:
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。
探究:
反应前后物质的质量关系
1.白磷燃烧前后质量总和如何变化?
2.铁与硫酸铜反应,生成物的质量总和与反应物的质量总和之间的关系。
说明:
实验分两大组进行,一组进行方案1,一组进行方案2。
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)在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;
(4)在铁与硫酸铜反应的实验中,铁钉在放入硫酸铜溶液之前,要用砂纸打磨干净。
学生实验,教师巡视,及时发现学生操作中的一些错误并进行纠正。
实验完成后由学生陈述实验结果,有不同意见可以进行补充。
方案1:
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。
不同意见:
我们组的实验结果生成物的质量总和略大于反应物的质量总和,可能是由于锥形瓶没有塞紧,产生漏气所致。
方案2:
在铁钉与硫酸铜溶液反应这个实验中,用砂纸把铁打磨干净放入硫酸铜溶液中,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:
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。
教师:
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?
学生:
从内容看,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。
教师:
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。
学生:
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。
教师:
说得好。
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。
教师:
质量守恒定律是18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?
请阅读教科书第95页“资料卡片”给予回答。
学生:
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。
到了20世纪,这一定律得到充分发展,和能量守恒定律合称为质能守恒定律。
教师:
了解了质量守恒定律的内容和它的发现,我们再从微观方面来研究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。
投影展示白磷燃烧和铁与硫酸铜反应的微观过程,从分子、原子角度进行分析。
教师:
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要遵守质量守恒定律?
学生:
从刚才投影所展示的白磷燃烧实验以及铁与硫酸铜溶液反应的实验的微观过程,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:
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。
学生:
从微观看,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。
实验:
验证质量守恒定律是否正确(仍分两大组进行实验)
3.蜡烛燃烧前后是否遵守质量守恒定律?
4.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。
学生1:
蜡烛燃烧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。
学生2:
镁带在空气中燃烧也不遵守质量守恒定律,生成物的质量有可能大于、小于、等于反应物的质量。
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。
学生1:
在蜡烛燃烧这个实验中,生成物二氧化碳和水都是气体,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。
学生2:
在镁带燃烧这个实验中,第二次称量质量减轻,这是因为产生白烟,造成氧化铁散失较多;第二次称量质量增大,这是因为镁条足够长,多数氧化镁附着于镁条之上;第二次称量质量与第一次相等,这是因为两种因素综合的结果。
教师:
这两个反应到底遵守不遵守质量守恒定律呢?
学生:
遵守。
只要改进实验装置,就会出现正确的结果。
教师:
如何改进实验装置呢?
学生1:
蜡烛的燃烧可以在一个密闭的容器中进行,比如白磷燃烧的装置,则会得到正确的结果。
学生2:
镁带的燃烧也应在一个密闭容器中进行,塞子中央应该有孔,然后系一个小气球。
教师:
我这里有一个改进的蜡烛燃烧的装置,大家请看。
展示教师的改进装置。
教师:
取一密闭小试剂瓶,待蜡烛燃烧后迅速地放入瓶中并塞紧瓶口。
教师:
思考一下,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。
学生:
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。
教师:
说得很好。
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。
三、课堂小结
教师:
通过本节课的学习,你有什么体会呢?
学生1:
任何一个定律的发现都不是凭空想象的,而是以实验为基础得出来的。
学生2:
我很喜欢这种边操作,边观察,边思索的学习方式,它可以激发我们的学习兴趣,使我们得到更多的锻炼,真是受益匪浅。
学生3:
进行科学研究时,若想得到更精确的结果,就必须改进实验装置,采取更为精确的装置进行实验。
学生4:
若在日常生活中遇到一些问题时也能及时思考并想办法进行实验,相信我们都会有一些惊人的发现。
教师:
大家谈了各自不同方面不同程度的体会,这很好。
大家这种强烈的求知欲令我非常佩服,希望大家继续发扬这种风格,在化学的海洋中徜徉。
四、布置作业
思考题:
铁钉生锈这个反应是否遵守质量守恒定律,大家亲自实验进行验证,两周后将结果告诉我。
第2课时
一、导入新课
教师:
你能用符号表达出下列化学反应吗?
(学生在黑板上演示,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
回答:
(1)C+O2
CO2;
(2)P+O2
P2O5;(3)H2O
H2+O2;(4)H2O2
H2O+O2;(5)KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2
教师:
什么是质量守恒定律?
能用分子、原子的知识解释质量守恒的原因吗?
学生:
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:
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。
教师:
刚才同学们上黑板演示的五个反应遵守质量守恒定律吗?
学生:
(1)遵守,因为反应前后原子的种类和数目都没有改变;
(2)~(5)不遵守,因为原子的数目发生了变化。
教师:
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?
学生:
有。
教师:
这种式子叫什么?
学生:
化学方程式。
二、新课教学
教师:
什么叫化学方程式?
学生:
用化学式表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
教师:
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+O2
CO2;磷在氧气中燃烧的反应可表示为4P+5O2
2P2O5。
教师:
用化学方程式来表示化学反应具有哪些特点呢?
学生1:
表示出了各反应物和生成物的组成。
学生2:
表示出了反应进行所需要的条件。
学生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。
教师:
化学方程式具有如此多的特点,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。
教师:
化学方程式具有哪些意义呢?
同学们可以阅读教科书第96页“木炭燃烧”进行总结。
学生:
化学方程式具有两点意义。
1.表明了反应物、生成物和反应条件。
2.表示出了各物质之间的数量关系,即各物质之间的质量比。
C+O2
CO2
12:
2×16:
12+2×16
12:
32:
44
这就是说:
碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳;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。
教师:
由刚才同学们的回答可知化学方程式具有两点意义:
一是表明了反应物、
生成物和反应条件;二是表示出了各物质之间的质量比。
教师:
对于4P+5O2
2P2O5这个反应,反应物与生成物间的质量比如何表示?
计算过程如下:
4P+5O2
2P2O5
31×4:
2×16×5:
(2×31+5×16)×2
124:
160:
284
31:
40:
71
教师:
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,而且将反应物与生成物的质量比化简后仍遵守质量守恒定律。
如124+160=284,31+40=71。
教师:
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。
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.铜丝表面的氧化铜与氢气在加热条件下反应。
CuO+H2
Cu+H2O
2.金属镁与氧化铜在加热条件下反应生成氧化镁和铜。
Mg+CuO
MgO+Cu
第1个反应:
(1)铜丝表面的氧化铜可以用氢气除去。
(2)这个反应需在加热的条件下才能进行。
(3)根据前面的知识,通入氢气前必须检验氢气的纯度。
(4)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)利用这个反应可制取铜。
第2个反应:
(1)Mg与CuO在加热的条件下可以生成MgO和Cu。
(2)每24份质量的Mg与80份质量的CuO反应可生成40份质量的MgO和54份质量的Cu。
(3)用Mg可以制取Cu。
(4)Mg、H2都能与CuO反应得到金属Cu。
(5)利用CuO来制取Cu时,可以选择Mg,也可以选择H2。
教师:
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。
三、课堂小结
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。
四、布置作业
教科书第98页“练习与应用”第1~4题。
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