化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)認(rèn)識(shí)化學(xué)變化第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系化學(xué)定量認(rèn)識(shí)化學(xué)變化教案（九年級(jí)）

第四章燃燒燃料第二節(jié)定量認(rèn)識(shí)化學(xué)變化教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能1．理解并能運(yùn)用質(zhì)量守恒定律；2．能正確書寫簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)方程式，并據(jù)此進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。過(guò)程與方法：1．進(jìn)一步理解科學(xué)探究的過(guò)程；2．認(rèn)識(shí)書寫化學(xué)方程式的依據(jù)，理解內(nèi)容和形式的辨證關(guān)系。情感態(tài)度價(jià)值觀：認(rèn)識(shí)定量研究對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的意義。教學(xué)內(nèi)容：1．無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)證明，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(gè)規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律（lawofconservationofmass）。2．在化學(xué)變化中，組成物質(zhì)的元素種類不變、原子數(shù)目不變、各原子質(zhì)量不變。因此，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。3．用化學(xué)方程式可以表示化學(xué)變化。書寫化學(xué)方程式遵循的原則是：（1）以客觀事實(shí)為依據(jù)；（2）符合質(zhì)量守恒定律。4．依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)簡(jiǎn)單計(jì)算的方法。教學(xué)重點(diǎn)：1．質(zhì)量守恒定律的理解、應(yīng)用和成立原因；2．化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫及配平；3．有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：1．化學(xué)方程式的配平2．化學(xué)方程式的計(jì)算探究活動(dòng)：質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)及成立原因。教學(xué)過(guò)程：一、質(zhì)量守恒定律1．探究學(xué)習(xí)：質(zhì)量守恒原理的證明發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：酒精燈內(nèi)的液體燃燒后會(huì)逐漸減少，生銹的鐵釘質(zhì)量比原先質(zhì)量增加，鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)后總質(zhì)量卻沒(méi)有變；那么化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量會(huì)發(fā)生什么變化？增加，減少還是不變？提出假設(shè)：化學(xué)變化前后質(zhì)量的總質(zhì)量不變。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）參照課本P96圖4-13氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應(yīng)?，F(xiàn)象：在藍(lán)色的硫酸銅溶液中，滴入無(wú)色氫氧化鈉溶液后，錐形瓶中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，天平保持平衡。文字表達(dá)式：硫酸銅(CuSO4)+氫氧化鈉(NaOH)→硫酸鈉(Na2SO4)+氫氧化銅[Cu(OH)2]結(jié)論：參加反應(yīng)的硫酸銅和氫氧化鈉質(zhì)量總和等于生成物硫酸鈉和氫氧化銅質(zhì)量之和。（2）參照課本P96圖4-14碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象：膠皮滴管中的稀鹽酸滴入到小試管中的碳酸鈣上，產(chǎn)生大量氣泡，錐形瓶中的氫氧化鈣溶液逐漸變渾濁，天平仍然保持平衡狀態(tài)。文字表達(dá)式：碳酸鈣(CaCO3)+鹽酸(HCl)→氯化鈣(CaCl2)+二氧化碳(H2O)+水(H2O)二氧化碳(H2O)+氫氧化鈣[Ca(OH)2]→碳酸鈣(CaCO3)+水(H2O)結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量總量沒(méi)有發(fā)生改變。形成結(jié)論：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，即質(zhì)量守恒定律（lawofconservationofmass）2．質(zhì)量守恒定律成立的原因（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，原子的重組，即參加反應(yīng)的各原子的種類、數(shù)目不變，質(zhì)量也基本不變（2）在宏觀上，元素的種類和質(zhì)量也不變3．質(zhì)量守恒定律的適用范圍（1）必須在化學(xué)反應(yīng)中，如：100g酒精和100g水混合形成200g酒精溶液，并不能用質(zhì)量守恒定律解釋（2）在利用質(zhì)量守恒定律時(shí)，一定要注意是參加反應(yīng)的總質(zhì)量和生成物的總質(zhì)量才相等如：酒精燃燒后，質(zhì)量逐漸減少，用質(zhì)量守恒定律來(lái)解釋的話，參加反應(yīng)的酒精和氧氣的質(zhì)量總和應(yīng)該與生成的二氧化碳及水的總質(zhì)量相等，而二氧化碳和水散失在空氣中，無(wú)法稱得質(zhì)量，所以質(zhì)量減少。而鐵釘生銹后質(zhì)量會(huì)增加，則是因?yàn)閰⒓臃磻?yīng)的鐵和氧氣的質(zhì)量總和等于生成的鐵銹的質(zhì)量，當(dāng)然鐵銹的質(zhì)量就會(huì)大于原先金屬鐵的質(zhì)量。例題：4.6g某物質(zhì)R在空氣燃燒后，能夠生成和，請(qǐng)你分析該物質(zhì)的元素組成。分析：我們可以用化學(xué)式表示該反應(yīng)：R+O2→CO2+H2O，生成物中含有碳、氫、氧三種元素，所以根據(jù)質(zhì)量守恒原理，反應(yīng)物中的碳、氫、氧元素質(zhì)量應(yīng)該和生成物中的質(zhì)量分別相等。首先能夠判斷在反應(yīng)物R中，一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素。我們就要根據(jù)質(zhì)量來(lái)算了：m(C)=m(CO2)×ω(C)＝8.8g×=2.4g；m(H)＝m(H2O)×ω(H)=5.4g×=0.6g氫元素與碳元素質(zhì)量總和只有3g，而R中有4.6g，所以在該物質(zhì)中氧元素就要占1.6g。綜合上述，該物質(zhì)中含有碳、氫、氧三種元素。二、化學(xué)變化的表示方法1．化學(xué)方程式的原則（1）嚴(yán)格遵循質(zhì)量守恒定律，即需要化學(xué)方程式配平（2）嚴(yán)格尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不可主觀臆造2．化學(xué)方程式的意義：以P為例4P+5O22P2O54×315×322×142（1）磷和氧氣在點(diǎn)燃的情況下，完全燃燒，生成了五氧化二磷（2）每4個(gè)磷原子在點(diǎn)燃條件下能與5個(gè)氧分子完全反應(yīng)，生成2個(gè)五氧化二磷分子（3）每124份質(zhì)量的磷在點(diǎn)燃的情況下，能與160份質(zhì)量氧氣完全反應(yīng)，生成284份質(zhì)量五氧化二磷3．化學(xué)方程式的配平書寫化學(xué)方程式必須遵守質(zhì)量守恒定律。因此，在化學(xué)方程式兩邊的化學(xué)式前面要配適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量數(shù)，使化學(xué)方程式左、右兩邊每一種元素的原子總數(shù)相等。化學(xué)方程式配平后，短線改成等號(hào)。配平化學(xué)方程式的方法有多種，這里介紹幾種簡(jiǎn)單的方法：（1）最小公倍數(shù)法：例如配平化學(xué)方程式：NH3+Cl2—N2+NH4Cl觀察上式：左邊有3H，右邊有4H，氫原子的最小公倍數(shù)是12。因此，在NH3前配上化學(xué)計(jì)量數(shù)4，在NH4Cl前配上化學(xué)計(jì)量數(shù)3，即：4NH3+Cl2—N2+3NH4Cl上式中：右邊有3Cl，所以在左邊的Cl2前配“3/2”（使Cl原子個(gè)數(shù)相等）；左邊有4N，右邊的3NH4Cl中有3N，所以在N2前應(yīng)配“1/2”（使N原子數(shù)相等），即：4NH3+Cl2—N2+3NH4Cl上式兩邊分別乘以2，使各項(xiàng)化學(xué)計(jì)量數(shù)變成最小整數(shù)比，即：8NH3+3Cl2==N2+6NH4Cl（2）觀察法先找出化學(xué)方程式中原子數(shù)目多的化學(xué)式，令該化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1例如：配平化學(xué)方程式NH3+O2—NO+H2ONH3的原子數(shù)目比較多，令其化學(xué)計(jì)量數(shù)為1；依據(jù)“等號(hào)”兩邊各種原子的數(shù)目相等確定其他各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。上式中有1N和3H，所以右邊的NO前面應(yīng)配“1”（使N原子個(gè)數(shù)相等），H2O前面應(yīng)配2/3（使H原子的個(gè)數(shù)相等），此時(shí)，右邊有5/2個(gè)O，所以左邊的O2前面應(yīng)配5/4（使氧原子個(gè)數(shù)相等），即：NH3+5/4O2—NO+3/2H2O，將其化學(xué)方程式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化為最小整數(shù)比：4NH3+5O2==4NO+6H2注：注明反應(yīng)條件和生成物的狀態(tài)（1）許多化學(xué)反應(yīng)需要一定的條件才能發(fā)生，因此，需要在化學(xué)方程式中注明反應(yīng)發(fā)生的基本條件。如把點(diǎn)燃、加熱（常用“△”號(hào)表示）、催化劑、通電等，寫在“等號(hào)”的上方或下方。（2）如果化學(xué)反應(yīng)中有氣體生成，在該氣體物質(zhì)的化學(xué)式右邊要注“↑”；如果生成物中有不溶于水的固體時(shí)，則在該固體物質(zhì)的化學(xué)式右邊要注“↓”號(hào)。（3）如果反應(yīng)物和生成物中都有氣體時(shí)，氣體生成物中就不需注“↑”；同樣，如果反應(yīng)物和生成物都有不溶于水的固體時(shí)，固體生成物也不需注“↓”。書寫化學(xué)方程式常見(jiàn)的錯(cuò)誤：（1）寫錯(cuò)物質(zhì)的化學(xué)式；（2）隨意臆造生成物或事實(shí)上不存在的化學(xué)反應(yīng)；（3）化學(xué)方程式?jīng)]有配平；（4）漏標(biāo)或錯(cuò)標(biāo)氣體生成物或沉淀生成物的記號(hào)；（5）錯(cuò)寫或漏寫反應(yīng)必需的條件。練習(xí)：1．C2H6+O2—CO2+H2O2．Al+MnO2—Al2O3+Mn3．C2H2+O2—CO2+H2O4．Fe+H2O—Fe3O4+H25．Fe2O3+CO—Fe+CO26．Mg+N2—Mg3N27．NO2+H2O—HNO3+NO8．KNO3+S+C—K2S+N2+CO29．FeS+O2—Fe2O3+SO210．Fe2O3+HCl—FeCl3+H2O三、化學(xué)變化中的定量計(jì)算1．根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的步驟（1）設(shè)：根據(jù)題意設(shè)未知數(shù)；（2）寫：書寫正確的化學(xué)方程式；（3）找：找出已知量和未知量的質(zhì)量關(guān)系；（4）列：列出比例式并求解；（5）答：檢查結(jié)果，簡(jiǎn)明作答。2．根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算應(yīng)該注意的事項(xiàng)（1）正確書寫化學(xué)方程式，準(zhǔn)確列出有關(guān)反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量比；（2）列式時(shí)，各物質(zhì)的質(zhì)量單位必須統(tǒng)一，對(duì)應(yīng)關(guān)系要正確；（3）反應(yīng)物、生成物都必須是純凈物，如果是混合物，應(yīng)該不純物的質(zhì)量按題意轉(zhuǎn)化為純凈物的質(zhì)量；（4）解題的過(guò)程要完整，規(guī)范（5）設(shè)未知數(shù)是要指明物理量，不要帶單位。例題：某實(shí)驗(yàn)室中需要1.6g氧氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。若用電解水的方法制取這些氧氣，需要消耗水多少克？同時(shí)可生成氫氣多少克？解：設(shè)消耗水的質(zhì)量為x，得到氫氣的質(zhì)量為y2H2O2H2↑+O2↑36432xy1.6gx=1.8g；y=0.2g答：電解消耗1.8g水，同時(shí)生成0.2g氫氣。常見(jiàn)題型：1．利用質(zhì)量守恒定律的相關(guān)信息，如何求反應(yīng)物的質(zhì)量及相互質(zhì)量比？例1.已知在反應(yīng)3A+2B=2C+D中，反應(yīng)物A、B的質(zhì)量比為3：4。當(dāng)反應(yīng)生成C和D的質(zhì)量共140g時(shí)，B消耗的質(zhì)量為_(kāi)________g。分析：此題能根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由于生成物C和D的質(zhì)量共140g，所以A和B的質(zhì)量之和也應(yīng)為140g。由于反應(yīng)物A、B的質(zhì)量比為3：4，則可將物質(zhì)總質(zhì)量視為7份（3+4=7），A占其中3份，B占其中4份。所以消耗B的質(zhì)量為140÷7×4＝80g。例2.在化學(xué)反應(yīng)3X+4Y=2Z中，已知X和Z的相對(duì)分子質(zhì)量分別是32和102，則Y的相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)____。分析：此題是根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定Y的相對(duì)分子質(zhì)量。解題時(shí)，首先要確定4Y的值，即3×32＋4Y＝2×1024Y＝2×102－3×32＝108Y＝272．已知反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量（或密度、體積），如何求另一反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量（或體積）？例3.中國(guó)登山協(xié)會(huì)為紀(jì)念我們首次攀登珠穆朗瑪峰成功50周年，再次組織攀登珠峰活動(dòng)。阿旺扎西等一行登山運(yùn)動(dòng)員于2003年5月21日13（1）這些氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升？（標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣密度為1.43g/L）（2）若在實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀為原料制取相同質(zhì)量的氧氣，需要多少千克的高錳酸鉀？（3）用這種方法給登山運(yùn)動(dòng)員供氧，是否可行？簡(jiǎn)述理由。答：（1）4.8kg氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.8Kg/(g/L)=103（2）設(shè)需要高錳酸鉀的質(zhì)量的質(zhì)量為x2KMnO4△===K2MnO4+MnO2+O2↑31632x4.8kgx=31632=47.4kg（3）不行。此法成本太高，經(jīng)濟(jì)上不合算；或在實(shí)驗(yàn)室制如此多氧氣，耗時(shí)太長(zhǎng)。分析：此題難度不高，主要考查學(xué)生有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算的兩個(gè)重要的注意點(diǎn)：(1)氣體體積和氣體質(zhì)量的換算（即氣體體積=氣體質(zhì)量÷氣體密度）；(2)化學(xué)方程式中單位的換算，如題目中出現(xiàn)“kg”與“g”之間的換算。此題中不僅僅是一道有知識(shí)背景的簡(jiǎn)單計(jì)算，還考查了學(xué)生仔物質(zhì)制備時(shí)是否考慮原料成本和反應(yīng)時(shí)間的因素。3．已知混合物中的一反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量，如何求混合物中另一反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量？例4．煅燒含碳酸鈣80%的石灰石100t，生成二氧化碳多少噸？若石灰石中的雜質(zhì)全部進(jìn)入生石灰中，可以得到這樣的生石灰多少噸？解：設(shè)生成二氧化碳的質(zhì)量為xCaCO3CaO+CO2↑10044100t×80%xx=生石灰的質(zhì)量：=4．利用化學(xué)反應(yīng)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行物質(zhì)的計(jì)算和推斷？例5.某同學(xué)前往當(dāng)?shù)氐氖沂V區(qū)進(jìn)行調(diào)查，他取回了若干塊礦石樣品，對(duì)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行檢測(cè)，采用了的辦法如下：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分4次加入，測(cè)量過(guò)程所得數(shù)據(jù)見(jiàn)下表（已知石灰石樣品中含的雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸反應(yīng)）。請(qǐng)計(jì)算：（1）8g石灰石樣品中含有雜質(zhì)多少克？（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（3）下表中m的數(shù)值應(yīng)該為多少？序號(hào)加入稀鹽酸質(zhì)量（g）剩余固體質(zhì)量（g）第1次10第2次10m第3次10第4次10（4）要得到280kgCaO，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的石灰石多少千克？(化學(xué)方程式：CaCO3CaO+CO2↑)解：（1）8g石灰石樣品中含有雜質(zhì)為1.2g。（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝85％（3）m＝5.5g-（8g-5.5g）＝（4）設(shè)需要80%的石灰石的質(zhì)量為xCaCO3CaO+CO2↑10056X×80％280kgx＝625kg分析：此題通過(guò)不斷改變所加入的稀鹽酸的質(zhì)量，觀察剩余固體的質(zhì)量來(lái)判斷稀鹽酸何時(shí)不足，石灰石中CaCO3何時(shí)完全反應(yīng)。由表中數(shù)據(jù)可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質(zhì)量不再減少，說(shuō)明剩余的1.2g固體不和稀鹽酸反應(yīng)，應(yīng)為雜質(zhì)。然后，用8g石灰石樣品質(zhì)量－雜質(zhì)質(zhì)量＝CaCO3質(zhì)量。再除以樣品質(zhì)量，即可求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三小問(wèn)也可從題意得出正解，即第一次加10g酸時(shí)固體的質(zhì)量減少應(yīng)和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質(zhì)量就是3g。最后一問(wèn)可利用含雜質(zhì)問(wèn)題的解題方法處理。典型例題：1．某研究小組查閱了《廈門2023年海洋環(huán)境公報(bào)》得知：廈門海域的主要污染物是化學(xué)需氧量（COD）、磷氮、油類、鉛和汞等，其中COD是指一定量海水與高錳酸鉀或K2Cr2O7發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)所用高錳酸鉀或K2Cr2O7的量。據(jù)此回答：（注Cr是鉻元素的元素符號(hào)）（1）高錳酸鉀的化學(xué)式為_(kāi)_______________。（2）受污染的海水含有X物質(zhì)，它與K2Cr2O7反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+5K2Cr2O7+20H2SO7＝6CO2+5K2SO4+5Cr2(SO4)3+23H2O，則X的化學(xué)式為_(kāi)____________。（3）根據(jù)你的觀察和調(diào)查指出這些污染物的主要來(lái)源是__________________________________。（4）海水是資源大寶庫(kù)，請(qǐng)寫出能從未污染的海水中提取或加工得到的物質(zhì)：（填化學(xué)式）_________。2．法輪功邪教組織頭目李洪志說(shuō)，他通過(guò)發(fā)功能使鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成銅和金。請(qǐng)根據(jù)化學(xué)知識(shí)來(lái)判斷正誤，并提出你的理由。3．早在17世紀(jì)，質(zhì)量守恒定律發(fā)現(xiàn)之前，英國(guó)化學(xué)家玻意耳曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在密閉的容器中燃燒金屬時(shí)，得到了金屬灰，然后打開(kāi)容器蓋，稱量金屬灰的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)比原來(lái)金屬質(zhì)量增加了。（1）試解釋金屬灰質(zhì)量比原金屬質(zhì)量增加的原因。（2）由于玻意耳稱量方法上的原因，他錯(cuò)過(guò)了發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律的機(jī)會(huì)。請(qǐng)你改進(jìn)他的稱量方法，以驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律。4．H2和O2的混合氣體10g，點(diǎn)燃后充分反應(yīng)生成9g水，則原混合氣體中H2和O2的質(zhì)量之比為_(kāi)________。5．飽和食鹽水在直流電的條件下可生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣。氫氣和氯氣反應(yīng)又可生成氯化氫，氯化氫溶于水生成鹽酸。這樣實(shí)驗(yàn)可制取生產(chǎn)、生活中需求量很多的氫氧化鈉和鹽酸。這一工程工業(yè)上稱之為氯堿工業(yè)。（1）寫出生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)方程式：__________________________________________________。（2）簡(jiǎn)述利用化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)考慮哪些因素？6．高級(jí)汽車中常配置一種汽車安全氣囊，內(nèi)部貯存有硝酸銨。當(dāng)汽車高速行駛中受到猛烈撞擊時(shí)，硝酸銨迅速分解出大量的一氧化二氮?dú)怏w和另一種氧化物充滿氣囊，隔在乘員和擋風(fēng)玻璃、方向盤之間，防止乘員受傷。（1）寫出硝酸銨受撞擊時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________；（2）從安全角度，在存放和使用化肥硝酸銨時(shí)要注意哪些問(wèn)題？7．化學(xué)變化中常伴有能量轉(zhuǎn)化，這是因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)包含的化學(xué)能大小不同，在化學(xué)變化中物質(zhì)具有的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或電能等。?）舉出一個(gè)從環(huán)境中吸取熱能的物理變化的例子。（2）鎂條燃燒時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能和________能。（3）已知?dú)錃庠谘鯕庵腥紵伤淖兓懦鰺崮?。根?jù)能量守恒原理，反應(yīng)前氫氣和氧氣的混合物所包含的化學(xué)能比反應(yīng)后水包含的化學(xué)能_________（填“高”或“低”），理由是____________________。8．煤是重要的工業(yè)原料，用煤直接做燃料不僅是極大的浪費(fèi)，