5.1质量守恒定律
质量守恒定律
一、质量守恒定律
1.探究:化学反应前后物质的质量关系
【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?
【实验】
方案一: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。将装置放在天平上称量,记录所称的质量m1再将锥形瓶直于陶土网上,用酒精灯加热,观察实验现象。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。
(1)实验现象:红色物质逐渐变为________色,气球先________后________,m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)文字表达式:________________________
(3)分析:参与反应的________和________的质量________(填“>”、“<”或“=”)反应后生成________的质量。
【想一想】
实装置中,橡胶塞和小气球的作用是什么?如果没有它们,实验可能出现哪些结果?
方案二: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。将装直放在天平上称量,记录所称的质量m1。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。反应一段时间后再次称量,记录所称的质量m2。
(1)现象:铁钉表面有________物质析出,溶液由________变为________,m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)文字表达式:________________________。
(3)分析:参与反应的________和________的质量________(填“>”、“<”或“=”)反应后生成________和________的质量。
2.质量守恒定律:________________________________________。
3.【实验5-1】
在小烧杯中加入碳酸钓,再小心地放入盛有盐酸的小试管,将装置放在天平上,记 录所称的质量。取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯,观察现象。反应一段时间后再次称量。比较反应前后的称量结果。
(1)现象:有大量________产生,m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)文字表达式:________________________。
(3)分析:反应生成了________,而反应后称量时________(“包括”或“不包括”)该气体,造成m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
4.【实验5-2】
取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网,将它们一起放在天平上称量,记录所称的质量。在陶土网上方将镁条点燃,观察现象。将镁条燃烧后的产物与陶土网一起放在天平上称量,比较反应前后的称量结果。
(1)现象:镁条燃烧,发出________,产生大量________,生成________固体,m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)文字表达式:________________________。
(3)分析:该反应有________参与反应,而反应前称量时________(“包括”或“不包括”)该气体,造成m1________m2(填“>”、“<”或“=”)。
【思考与讨论】
实验5-1和实验5-2 的称量结果与你实验前的预测是否一致?这样的结果是否与质量守恒定律矛盾?为什么?
二、质量守恒定律微观解释
【思考与讨论】
以氢气在氧气中燃烧生成水为例,分析化学反应中分子、原子的种类、数目和质量的变化情况,从微观视角说明化学反应为什么遵守质量守恒定律。
1.化学反应的实质:化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子____________而生成新物质(生成物)的过程。
2.质量守恒定律的微观解释:化学反应前后,原子的________和________不变,原子的________也没有改变,因此参加反应的各物质的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和。
3.从宏观的角度,元素的________和________也不发生改变。
必记知识点
一、质量守恒定律
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
任何化学反应都遵守质量守恒定律
二、实验
1.铜与氧气反应前后质量的测定
(1)实验现象:红色物质逐渐变为黑色,气球先膨胀后变瘪,m1=m2
(2)文字表达式:
(3)分析:参加反应的物质质量之和等于生成物的质量之和
2.铁与硫酸铜反应前后质量的测定
(1)实验现象:铁钉表面有红色物质生成,溶液由蓝色变为浅绿色,m1=m2
(2)文字表达式:
(3)分析:参加反应的物质质量之和等于生成物的质量之和
3.盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定
(1)实验现象:烧杯中产生大量气泡,m1≠m2
(2)文字表达式:
(3)分析:反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中,造成反应前后质量不相等
4.镁条燃烧前后质量的测定
(1)实验现象:镁条燃烧,发出耀眼的白光,产生大量白烟,生成白色固体,m1≠m2
(2)文字表达式:
(3)分析:有氧气参与反应,造成反应前后质量不等
产生大量白烟逸散到空气中也会造成反应前后质量不等
注意:对于有气体参与或生成的反应,验证质量守恒定律,应在密闭环境中进行
三、质量守恒定律微观分析
1.化学反应(化学变化)的实质:参加反应的各物质的原子,重新组合生成其他物质的过程
2.化学反应前后各种量的关系
(1)六不变
宏观:总质量不变;元素种类不变;元素质量不变
微观:原子种类不变原子数目不变;原子质量不变
(2)两改变
宏观:物质的种类一定改变
微观:分子种类一定改变
(3)一可能改变
分子数目可能改变