质量守恒定律与化学方程式学案

质量守恒定律如何正确书写化学方程式[学习目标集成]1．认识质量守恒定律。

2．从微观的角度认识在化学反应中原子的种类和数目不会发生改变。

3．通过实验探究得出化学反应前后物质的总质量不变的结论。

4．了解化学方程式的含义和读法，特别是各物质间的质量关系。

5．能正确书写化学方程式，并能进行简单的质量关系的计算。

重点：质量守恒定律的应用，化学方程式的书写。

难点：对质量守恒定律的微观认识，化学方程式的配平。

[知识要点梳理]知识点一：质量守恒定律（1）质量守恒定律的实验探究：实验一、白磷在氧气中燃烧利用如图13-1所示的装置进行实验：在底部铺细沙的锥形瓶中放入一粒火柴头大小的白磷，按图示装置好。

先称量反应前容器及里面药品的质量，然后加热玻璃棒，点燃白磷，反应完全并冷却后再称量容器的总质量，记录并比较两个数据填写在下表中。

该实验进行时要注意：整个反应过程中装置必须严密以及要等容器冷却到室温时再称量。

实验二、铁和硫酸铜溶液反应如同13-2所示在烧杯中加入30mL硫酸铜溶液，将几根铁钉用砂纸打磨干净，一起放在天平上称量，记录数据。

然后把铁钉放入烧杯中，过会会观察到铁钉表面有红色物质析出，且溶液变为浅绿色，这时候再称量烧杯及其中物质的质量，记录数据填写在下表中。

实验方实验一实验二实验三实验四案 实验现象白磷燃烧产生大量白烟铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色有气泡产生镁条燃烧发出耀眼的白光，并生成白色物质反应的表达式白磷+氧气五氧化二磷铁+硫酸铜铜+硫酸亚铁碳酸钠+盐酸氯化钠+二氧化碳+水 镁+氧气氧化镁 反应前总质量m1反应后总质量m2填写上表并分析比较两个实验得出结论：m1=m2（2）质量守恒定律的内容：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。

思考：所有反应都遵循质量守恒定律吗？实验三、把盛有盐酸的小试管放入装有碳酸钠粉末的小烧杯中，放在天平上，如图13-3所示，加砝码调节平衡；小心把小烧杯倾斜，使盐酸与碳酸钠接触，发现有气泡冒出，反应一段时间后，把小烧杯放在托盘上，观察。

实验四、称量一段放在石棉网上的打磨光亮的镁条，记录数据m1；然后点燃镁条，如图13-4所示，观察现象，将生成物收集在石棉网上，一起称量，记录数据m2。

比较上面两个实验发现反应前后总质量不相等。

讨论分析：实验三有气体生成，生成的气体逸出没有称量到；实验四有氧气参加反应，而称量的反应前的镁条的质量，没有包含氧气，即没有称量所有反应物，且反应中有白烟生成，生成物收集的也不完全，因此造成了反应前后的质量不相等。

无数实验证明：任何化学反应都遵循质量守恒定律。

【要点诠释】（1）质量守恒定律适用于一切化学反应。

运用这一定律时，特别要注意“参加化学反应”“反应后生成”“质量总和”等关键字词，不能遗漏任一反应物或生成物，尤其是气体。

（2）在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或有气体生成的反应，都必须在密闭容器中进行。

知识点二：质量守恒定律的微观解释及应用（1）质量守恒定律的实质：化学反应的实质是参加反应的各物质中的原子重新组合生成新物质分子的过程，在化学反应前后，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，如图13-5所示水分子的分解示意图。

因此参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和必然相等。

以上可总结为“五个不变，两个改变，一个可能变。

”(2)质量守恒定律的应用①解释常见化学现象中的质量关系，如：铁生锈质量增加，木炭燃烧成灰质量减少等。

②利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式；③利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量；④熟练进行化学方程式的配平；根据题中所给的信息，利用质量守恒定律写出未学过的化学反应方程式；根据化学方程式求某元素质量；⑤利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某物质的质量；⑥结合化学方程式中各物质的质量比，判断某反应物是否全部参加了反应……【要点诠释】理解质量守恒定律时一定要注意：（1）反应前后，元素种类不变，同种元素质量相等，但元素组成的物质的种类发生改变。

（2）反应前后，原子种类不变，原子数目也不变，但分子的种类一定改变，分子的数目不一定改变。

知识点三：化学方程式（1）化学方程式：用化学式来表示化学反应的式子。

（2）化学方程式提供的信息意义实例（S+O2SO2）①表示反应物、生成物以及反应条件反应物是硫、氧气，生成物是二氧化硫，反应条件是点燃②表示反应物、生成物之间的质量关系（即质量比）S + O2SO232 ：16×2：32+16×232 ：32 ： 64 即 1 ： 1 ： 2③表示反应物、生成物之间的粒子数关系（粒子个数比）S + O2SO2 1 ： 1 ： 1（3）化学方程式的读法①质的方面：硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫。

②量的方面：每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫。

③粒子方面：每1个硫原子和1个氧分子反应生成1个二氧化硫分子。

【要点诠释】（1）注意量的方面描述化学方程式时，要加一个“每”字。

求物质的质量比时要用化学计量数×相对分子质量。

(2)描述化学方程式意义时注意化学式前面的数字之比是反应物生成物之间的粒子数之比，而不是质量比。

知识点四：化学方程式的书写（1）化学方程式的书写原则书写化学方程式必须同时体现以下原则：①必须以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应；②要遵守质量守恒定律。

这一原则要求书写化学方程时一定要配平，使化学反应前的各种原子的个数相等。

（2）化学方程式的书写步骤（以高锰酸钾受热分解为例）①写：根据事实写出反应物和生成物的化学式，并在反应物和生成物之间画一条短线（或标出一个指向生成物的箭头）。

KMnO4── K2MnO4+MnO2+O2②配：配平化学方程式：在化学式前面加上合适的化学计量数，使反应前后各种元素的原子总数相等。

2KMnO4── K2MnO4+MnO2+O2③注：注明化学反应发生的条件（点燃、加热、催化剂等），标出生成物状态（气体、沉淀等），把短线（或箭头）改成等号。

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2④标：生成物中有沉淀成气体生成时，在生成物化学式的右边注明“↓”或“↑”符号。

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑【要点诠释】（1）书写化学方程式的韵语：a．左写反应物、右写生成物；写准化学式，系数（化学计量数）要配平；中间连等号，条件要注明；生成气体和沉淀，要用箭头（↑或↓）来标明。

b．左反右生一横线，配平以后加一线；等号上下注条件，箭头要标气和淀。

（2）生成物中有沉淀或气体生成时，必须是反应物中没有固体或气体，在生成物化学式的右边注明“↓”或“↑”符号、如果反应物中有气体时，生成物气体后面不用注明气体符号。

（3）写完化学方程式要注意检查，检查时可以按照书写的顺序先查化学式，在查配平，然后查反应条件和生成物状态的书写。

知识点五：化学方程式的配平（1）化学方程式的配平是指根据质量守恒定律，在化学式前面配上适当的化学计量数，使式子左、右两边的每一种元素的原子数目相等。

（2）化学方程式的配平方法①最小公倍数法（以氢气与氧气反应为例）利用反应前后某一元素原子数的最小公倍数加以配平的方法。

这是初中阶段必须掌握的方法。

例如：H2+O2── H2O反应前氧原子数为2，反应后氧原子数为1，两数的最小公倍数为2。

因此，在H2O分子前配上2，H2分子前相应的配上2即可。

②奇偶数法（以过氧化氢分解反应为例）利用反应前后某元素的原子数一奇一偶的特点加以配平的方法（将奇数配成偶数）。

例如：H2O2── H2O+O2反应前过氧化氢分子中氧原子数位2，反应后水分子中氧原子数为1，将水分子数配为偶数(1×2＝2)，再配平其他物质即可。

这一反应用最小公倍数法较难配平。

③观察法（以铁与氧气反应为例）利用较复杂的生成物推出有关物质的化学计量系数及该生成物的化学计量系数，从而推出其他物质化学计量系数的配平方法。

例如：Fe+O2── Fe3O4Fe3O4中有4个氧原子，3个铁原子，因而Fe应配为3，O2应配为2。

④归一法：（以CH3OH（甲醇）燃烧为例）找到化学方程式中关键的化学式（一般找复杂的化学式），定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。

若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。

例：CH3OH＋O2──H2O＋CO2，显然决定生成H2O与CO2的多少的关键是甲醇的组成（CH3OH 相对比较复杂），因而定其计量数为1，这样可得其燃烧后生成H2O与CO2的分子个数：CH3OH ＋O2──2H2O＋CO2。

然后配平氧原子(并将横线写成等号）：CH3OH＋O2=2H2O＋CO2，将各计量数同乘以2化为整数：2CH3OH＋3O2＝4H2O＋2CO2。

【要点诠释】配平时要注意：（1）不论用何种方法配平化学方程式，只能改动化学式前面的化学计量数，而决不能改动化学式中元素右下角的数字。

因为改动元素符号右下角的数字即意味着改动反应物与生成物的组成，就可能出现根本不存在的物质或改变了原有化学变化的反应物或生成物，出现根本不存在的化学变化。

（2）要注意反应前后每种元素的原子总数相等，数仔细不能丢落。

[规律方法指导]质量守恒定律是现代科学的重要定律之一，是化学计算的重要的理论依据。

概念本身具有丰富的内涵，学习该概念时要注意概念中的关键词，如：“参加”“各”“质量总和”等；利用质量守恒定律解决问题时主要是利用反应前后元素种类、原子种类不变；各元素质量、反应物、生成物的总质量不变；另外对于以表格形式给出A、B、C等几种物质反应前后的质量，然后给出一些选项来判断的问题：解决的关键是先找出反应物和生成物，一般反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，质量不变的是催化剂。

总之对于质量守恒定律部分习题解决方法比较灵活，还需多做练习，然后才能做到举一反三，灵活运用。

化学方程式是学习化学必须掌握的化学用语，对于化学方程式的意义描述语言要准确、规范；书写化学方程式时注意各物质的化学式要正确书写，配平要准确，反应条件及生成气体和沉淀的标注不能丢落。

[经典例题透析]类型一：利用质量守恒定律推断化学式题1、发射“嫦蛾一号”的火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作常规推进剂，其完全反应的化学方程式：C2H8N2+2 N2O4=3X+2CO2+4H2O，则X的化学式为A．N2B．H2C．O2D．CO举一反三【变式1】2008年奥运会“祥云”火炬中燃料燃烧后不会对环境造成污染，体现了“绿色奥运”的理念，反应的化学方程式是：CaH8 + 5O23CO2+4H2O ，则a的值为（）A．1B．2 C．3 D．4【变式2】手电筒中使用的锌―锰干电池，在工作时反应的化学方程式为：Zn+2NH4Cl+2MnO2ZnCl2+2NH3+X+H2O，则X的化学式为() A．MnO B．Mn2O3C．Mn3O4D．HMnO4类型二：利用质量守恒定律求物质间的质量关系题2、在密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表：物质X Y Z Q反应前质量/g 8 2 20 5反应后质量/g 待测10 8 13下列说法正确的是（）A．反应后X的质量为6g B．该反应的反应物是X、YC．参加反应的X、Z的质量比是1：3 D．Y、Q的相对分子质量比一定为1：1 【总结升华】首先根据反应前后物质质量的改变判断出反应物和生成物，然后根据质量守恒定律：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，从而计算出反应物生成物之间的质量关系。