沪教版 (上海)九年级第一学期第二单元 浩瀚的大气2.3 化学变化中的质量守恒学案设计

初三化学暑假班（教师版）

1．写出下列关于物质的量的填空

物质的量的符号是_______，表示____________________的含义，单位是________，1mol物质约含有_____________个微粒，这个数值又称作___________常数

【答案】n；物质所含微粒的多少；mol，6.02×1023，阿伏伽德罗

2．根据物质的量与质量和微粒数的计算公式运算下列题目

（1）1mol水中约含有多少个水分子，多少个原子，是多少克水

_____________________________________________________________________

（2）6.02×1023个氧气分子含有多少物质的量的氧气分子，多少物质的量的氧原子

_____________________________________________________________________

【答案】6.02×1023；1.806×1024；18g；1mol；2mol

3．摩尔质量和式量的共同点是_______________________不同点是__________________

【答案】数值相等；摩尔质量有单位，式量没单位

质量守恒与狭义相对论

自从爱因斯坦（Einstein）提出狭义相对论和质能关系公式E=mc²之后，说明物质可以转变为辐射能，辐射能可以转变为物质。这个结论对质量守恒定律在化学中的应用有何影响呢?实验结果证明1000g硝化甘油爆炸之后，放出的能量为8.0×10^6J。根据质能关系公式计算，产生这些能量的质量是8.9×10^-8g，与原来1000g相比，差别小到不能用实验技术所能测定。从实用观点来看，质量守恒定律是完全正确的。

20世纪以来，人们发现原子核裂变所产生的能量远远超过最剧烈的化学反应。1000g 铀235裂变的结果，放出的能量为8.23×10^16J，与产生这些辐射能相等的质量为0.914g，和原来1000g相比，质量变化已达到千分之一。于是人们对质量守恒定律就有了新的认识。在20世纪以前，科学家承认两个独立的基本定律：质量守恒定律和能量守恒定律。科学家则将

这两个定律合而为一，称它为质能守恒定律。

1756年俄国M.V.罗蒙诺索夫首先测定化学反应中物质的质量关系，将锡放在密闭容器中燃烧，反应前后质量没有变化，由此得出结论：“参加反应的全部物质的质量，常等于全部反应产物的质量。”1774年法国A.-L.拉瓦锡重复类似的实验，并得出同样的结论。

由于罗蒙诺索夫和拉瓦锡时代所用的天平不够精密，所以后来又有不少科学家用更精确的方法证明这一定律。例如19世纪中叶，比利时分析化学家J.-S.斯塔用银和碘制备碘化银，所得碘化银的质量与碘和银的总质量只相差0.002%。19世纪末，H.H.兰多尔特用很精密的天平再一次证明这一定律的正确性。

20世纪，爱因斯坦推导出了狭义相对论，他指出，物质的质量和它的能量成正比，可用以下公式表示：E=mc²式中E为能量；m为质量；光速c=(299792.50±0.10)km/s (一般取300000km/s）。以上公式说明物质可以转变为辐射能，辐射能也可以转变为物质。这一现象并不意味着物质会被消灭，而是物质的静质量转变成另外一种运动形式。(由于当时科学的局限，这条定律只在微观世界得到验证，后来又在核试验中得到验证）所以20世纪以后，这一定律已经发展成为质量守恒定律和能量守恒定律，合称质能守恒定律。

一、质量守恒定律

1．质量守恒定律

（1）内容：___________________________________________________________

（2）微观原理：化学变化前后，原子的_____没有改变，_____没有增减，_____没有变化。

（3）化学变化的实质：分子分解为原子，原子又重新组合成新的分子。

2．定律的理解

（1）“化学反应”是前提。

质量守恒定律的适用范围是__________，不适用于物理变化，任何化学变化都遵循质量守恒              定律。

（2）“参加反应”是基础。

概念中明确指出是“参加反应”的各物质的质量总和，_______________不能计算在内。

（3）“质量总和”是核心。

无论是参加反应的物质，还是反应后生成的物质，计算时不能漏掉任何一项。

（4）“质量守恒”是目的。

定律只适用于“质量”守恒，不包括__________________________________等。

3．定律的宏观、微观解释

化学反应的实质是参加反应的原子重新组合形成新物质的过程。

即化学反应前后___________、___________、____________没有改变，因此，化学反应前后              物质的总质量守恒。

【答案】参加化学反应的各反应物的质量总和等于生成物的质量总和；种类，数目，质量；化学变化；不参加反应的物质质量；体积守恒、分子数守恒；原子的种类、原子的数目、原子的质量、

【练一练】下列叙述中正确的是（  ）

A．因为质量守恒，所以纸在空气中燃烧后产生的灰烬质量一定和所用纸的质量相等

B．镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了

C．50g酒精和50g水混合在一起，质量等于100g，符合质量守恒定律

D．H2和O2形成的混合物的质量等于它们反应后生成的水的质量

【解析】纸燃烧生成的CO2逸散，灰烬质量应比所用纸的质量小；

镁带燃烧时有氧气参与，生成物的质量增大；

酒精与水混合是物理变化；

H2和O2形成的混合物不一定能完全反应。

【答案】B。

二、化学方程式

1．定义：用化学式表示化学反应的式子

2．书写：

（1）原则：

A、遵循______________

B、尊重客观事实

（2）步骤：

A、写：写出完整的化学反应式

① 箭头左边写反应物，右边写生成物，反应物和生成物不能写颠倒

② 反应物、生成物不止一种时，用“_____”连接

B、配：配平

关键点：①找出左右两边出现机会较多，原子数目变化较大的原子，确定它的最小公倍数；

②逐一调整，使其它原子的原子个数一一相等；

③配平后化学式前边的系数比是最简整数比

常见的配平方法有：

① 观察法。从复杂的分子出发，根据质量守恒计算。如H2O+Fe→Fe3O4+H2.

② 最小公倍数法。P+O2→P2O5

③ 奇偶配平法。C2H2+O2→CO2+H2O

④ 设未知数法。如CO还原氧化铁的反应

C、注：注明生成物中气体或沉淀的状态

当生成物中有气体时，要在其化学式的右边标上“↑”；当生成物中有沉淀时，要在其化学

式的右边标上“↓

①“↑”和“↓”是表示生成物状态的符号，在反应物中即使是气体、固体也决不能注；

②如果反应物中有气体，生成物中气体不标 “↑”。

3．含义：

（1）宏观:__________________________________________

（2）微观:__________________________________________

【答案】质量守恒定律；+；什么物质参加反应，生成什么物质；示反应物和生成物的微粒个数、              质量比、物质的量

【练一练】配平下列化学方程式
 （1）C3H8  +   O2   CO2 +    H2O

（2）MgCl2  +   AgNO3    AgCl ↓+     Mg(NO3)2

【答案】1,5,3,4；1,2,2,1

【练一练】完成方程式：  KClO3     KCl +  O2

【答案】：配平“定1法”

最复杂的（元素种类最多、原子个数最多）系数定为1  1 KClO3  KCl + O2

配其他系数使两边各元素原子个数相等     1 KClO3  1 KCl + O2

转化成最简整数比         2 KClO3  2 KCl + 3 O2

标注条件、生成物状态        2KClO3 2KCl + 3O2↑

观音菩萨生病了

南宋年间，有位老财主迷信，将一尊观音像请回了家。过了一段时间后，尽管老财主每天供品、香火不断，但观音像却变得黯淡无光，好像生病似的。老财主一看，以为照顾得还不够周到，就赶紧一日三餐上供品、点香火，但观音像依然是“病恹恹”的。为什么观音菩萨会“生病”呢？

 原来，这位财主供奉的观音像不是铜塑的，更不是金塑的，而是用金属钠塑造出来的。在袅袅的香火中，金属钠渐渐被氧化了。原来的观音是银光闪闪的，被氧化后，生成了一种新的氧化物，看上去就像“生病”一样，一脸倦容。

 钠呈银白色，有美丽的光泽，常温时有蜡状，低温时可变脆。化学性质很活泼，能与非金属直接化合，在空气中氧化迅速，所以钠一般被保存在煤油中。

知识点1：质量守恒定律

【例1】“2005年中国十大科技进展新闻”：我国科学家成功实现首次单分子自旋态控制。这是世界上首次实现单个分子内部的化学反应。单个分子内部的化学反应中发生变化的是（                            ）

A．分子种类   C．原子种类   B．原子个数   D．元素种类

【难度】★★

【答案】A

变式1：化学反应前后，肯定没有变化的是（  ）

①原子的数目   ②分子的数目   ③元素的种类

④物质的总质量   ⑤物质种类    ⑥原子种类

A．全部        B．①③④⑥

C．①④⑥       D．①③⑤

【难度】★★

【答案】B

【例2】某可燃物在空气中燃烧，生成CO2和H2O，则下列关于该可燃物组成的说法中，正确的是（  ）

A．一定含有碳元素、氢元素，可能含有氧元素

B．一定含有碳元素、氢元素，不含有氧元素

C．一定含有碳、氢、氧三种元素

D．可能含有碳、氢、氧三种元素

【难度】★★

【解析】化学反应前后，元素种类相同。可燃物与氧气生成二氧化碳和水，二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素必定来自该可燃物，该物质含或不含氧元素均有可能。

【答案】A

变式1：蔗糖在隔绝空气条件下加热，生成水和炭黑(C)，则蔗糖（  ）

A．由碳、氢两种元素组成

B．由碳、氢、氧三种元素组成

C．一定含有碳元素、氢元素，可能含有氧元素

D．一定含有碳元素、氧元素，可能含有氢元素

【难度】★★

【答案】B

【例3】在化学反应A+ B →  C+ 2D中，9.8ｇA和8ｇB完全反应生成14.2ｇC，同时得到D的质量是（  ）

A．9.8g    B．3.6g    C．7.2g     D．14.4g

【难度】★★★

【解析】根据质量守恒定律：参加反应的A和B的质量总和等于反应生成的C和D的质量总和。故 设反应生成D xg；    9.8g + 8g = 14.2g + x   ；  x = 3.6g

【答案】B

变式1：4g氢气与32g氧气恰好完全反应，能生成多少克水?合多少摩尔?

__________________________________________

【难度】★★

【答案】36g；2mol

【例4】在化学反应2XY2+Y2 → 2C中，C的化学式应为（  ）

A．X2Y     B．XY2     C．XY3    D．X3Y

【难度】★★

【解析】设C的化学式为XmYn，则2XY2+Y2→ 2XmYn

根据质量守恒定律，反应前后原子的个数一定相等，解得：m=1 n=3

【答案】C

变式1：在X+2O2   CO2+2H2O中，根据质量守恒定律，X的化学式为（  ）

A．CH4    B．C2H5OH    C．CH3OH   D．CH3COOH

【难度】★★★

【答案】A

【方法提炼】

1．化学变化的实质

原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化中分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。

2．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，这个规律叫做质量守恒定律。

三不变：原子的种类、原子的数目、原子的质量

知识点2：化学方程式

【例1】完成下列化学方程式：

(1)Fe+O2→Fe3O4  (2)NaOH+CuSO4→Cu(OH)2+Na2SO4

(3)C2H2+O2→CO2+H2O

【难度】★★

【解析】(1)反应中氧元素角标数较大，且相对铁元素复杂，选择先配氧元素，它的最小公倍数是2：

Fe+2O2→1Fe3O4

然后配平铁元素，最小公倍数为3：3Fe+2O2→lFe3O4

配平过程中如果出现系数1，则省略不写。即正确的配平结果是3Fe+2O2→Fe3O4

在完成配平工作后，标明反应条件。

(2)观察左右两边，钠元素、氧元素、氢元素的原子个数不相等，且右边的原子个数比左边大，且成为奇偶对关系，所以在NaOH前加上2，使它们的各元素原子个数与反应后相等，即

2NaOH+CuSO4→Cu(OH)2+Na2SO4

然后标明生成物Cu(OH)2状态为沉淀，即

2NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4

(3)碳氢化合物燃烧的配平方法是先在该碳氢化合物前写上系数l，则在每份反应中一个C2H2分子中有2个碳原子、2个氢原子，那么生成物CO2和H2O中具有同样多的碳、氢原子，即

1C2H2+O2→2CO2+1H2O

分别求得反应前后氧元素的原子个数，进行配平1C2H2+O2→2CO2+1H2O

参加反应的分子只能用整数形式表示，则化分数为整数，即：2C2H2+5O2→4CO2+2H2O

最后标明反应条件，即2C2H2+5O2 4CO2+2H2O

【答案】3Fe+2O2Fe3O4，2NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4，2C2H2+5O2  4CO2+2H2O

变式1：完成下列化学方程式：(1)S+O2→SO2

(2)CO+Fe2O3Fe+CO2

(3)CH4+O2 CO2+H2O

【难度】★★

【答案】(1)S+O2SO2  (2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 

 (3)CH4+2O2CO2+2H2O

【例2】下列方程式中书写正确的是 （  ）

A．P+O2 PO2     B．2P+5Oz P2O5

C．4P+5O2→P2O5      D．4P+5O2 2P2O5

【难度】★

【答案】D

变式1：下列化学方程式中，书写完全正确的是（  ）

A．S+O2SO2↑     B．Cu+O2CuO

C．HgOHg+O2↑    D．AgNO3+NaCl→AgCl↓+NaNO3

【难度】★

【答案】D

【例3】根据反应3NO2+H2O→2HNO3+X，推断X的化学式（  ）

A．N2    B．NO    C．N2O3    D．N2O5

【难度】★★

【答案】B

变式1：在化学反应X2+3Y2→2Z中，生成物Z的化学式是（  ）

A．XY    B．XY2    C．XY3    D．X2Y3

【难度】★★

【答案】C

【方法提炼】 写好化学方程式要检查

一查化学式：查反应物、生成物的化学式书写是否正确、遗漏

二查配平：查反应前后各元素的种类及各元素的原子个数是否相等

三查条件：查是否漏填或多填反应条件

四查箭号：查生成物是否正确地标出气体或沉淀