质量守恒定律
参加反应的反应物的总质量和生成物的总质量有关系吗?又有什么样的关系呢?这节课我们以实验探究的形式来研究质量守恒定律。先提出问题,然后猜想与假设,再实验验证,最后得出结论。
在之前的学习过程中,我们已经了解了化学反应的本质。从宏观来看,化学反应的本质是有新物质的生成。
从微观角度来讲,化学反应的本质是有新分子生成。在水电解实验中我们已经接触到了这样的事实。旧分子裂解为原子,原子重新组合形成新的分子。
宏观:物质种类变;
元素种类不变
微观:分子种类变化;
原子种类不变;
原子个数不变;
每种原子的质量不变;
分子个数呢?
分子个数可能变化。
质量MⅠ=质量MⅡ
质量MⅠ≠质量MⅡ
根据对化学反应本质的分析,我们发现化学反应前后,原子个数和质量都不变,以此猜测质量MⅠ可能等于质量MⅡ,但是在化学学习中,最科学的验证猜想的方法就是实验。接下来我们通过实验探究证实猜想。
实验一验证了反应物的总质量和生成物的总质量相等。但是要想得到这样一个通性,一个实验是不足以说明问题的。接下来我们再来进行第二个实验验证反应物总质量和生成物的总质量相等。
通过实验二,我们发现天平不再平衡。那反应物的总质量和生成物的总质量难道是不相等了吗?
提示:二氧化碳是气体。
解释:实际上我们后来称量的并不是所有生成物的总质量。缺少了二氧化碳的质量(反应中跑到空气中),所以造成天平不平衡。
结论:实际上天平的不平衡反过来证明了反应物总质量应该等于生成物的总质量。
在实验二,是生成物出现了气体,那如果是反应物有气体出现呢?接下来我们一起探究实验三。
通过实验三,我们发现生成物总质量和反应总质量看上去不想等
提示:氧气是气体。
解释:反应前我们只是称量了反应物镁条的质量,并没有称量氧气的质量,所以造成m1<>2.
结论:m1和m2的不相等反而验证了生成物的总质量和反应物总质量相等。
结论
以上实验验证了反应物的总质量等于生成物的总质量。接下来我们具体完善的描述这一规律。
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。
注意:“参加”。没有参加反应的物质不能算作反应物的总质量里。(比如,和硫酸铜反应中没有反应完的铁钉;和碳酸钠反应的盐酸溶液中的水;如果是不纯的碳酸钠,碳酸钠粉末中的杂质。)
根据质量守恒定律我们知道反应前后元素种类不变,原子种类和原子个数都不变。所以我们可以根据反应物元素种类,原子种类和原子个数预测生成物中的元素种类,原子种类和原子个数,或者反之,用生成物预测反应物。
像之前,我们用文字表达反应方程式,真的好啰嗦,好麻烦,而且不能实现国际的统一,所以我们要学会用化学语言来书写化学反应方程式,基于化学式的基础,我们来学习化学方程式的书写。
并不是所有方程式都是写出来化学式就能直接是平衡的,有些是需要我们在化学式前面加上系数是的方程式左右两边的原子种类和个数都一样。这个加系数的过程叫做配平。观察法是常用的方法,适用于简单方程式配平;接下来给大家介绍两种其它的方法。
最小公倍数法两个小技巧:
1、选择角标大的元素
2、选择在方程式左右两边只出现一次的元素。
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