第二節(jié) 化學反應的表示
[第1時]化學反應中物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化嗎
學習目標:
知識與技能1.通過實驗探究認識質(zhì)量守恒定律,了解常見化學反應中的質(zhì)量關(guān)系。
2.從微觀角度認識在一切化學反應中,反應前后原子的種類和原子的數(shù)目沒有增減。
過程與方法
在探究質(zhì)量守恒定律及其微觀本質(zhì)的過程中了解科學探究的一般方法。
情感態(tài)度、價值觀
1、培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度。
2、在知識的探究過程中,使學生體驗到探究活動的樂趣和學習成功的喜悅。
3、樹立學生的世界物質(zhì)觀,物質(zhì)粒子觀。
重點:1、認識質(zhì)量守恒定律,了解常見化學反應中的質(zhì)量關(guān)系。
2、從微觀角度認識在一切化學反應中,反應前后原子的種類和原子的數(shù)目沒有增減。
3、了解科學探究的一般方法。
難點:質(zhì)量守恒定律涵義的理解和應用
教學方法:
實驗探究法:通過實驗探究化學反應前后質(zhì)量是否守恒,從探究中發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,從而想辦法解決問題,提高學生的解決問題能力。通過實驗裝置的改進,提高學生設(shè)計實驗的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
合作學習法:讓學生在討論中取長補短,培養(yǎng)學生的合作競爭意識。
多媒體輔助教學法:利用多媒體技術(shù)營造良好的堂氛圍,減少板書,給學生更多的時間動手、思考、討論,突出多媒體教學的優(yōu)勢。
儀器:燃燒匙、廣口瓶、單孔膠塞,天平和砝碼、小錐形瓶、短玻璃導管、微型滴管、雙孔膠塞。
用品:火柴、蠟燭,礦泉水瓶、氣球、針管、青霉素小藥瓶(單孔瓶塞)、玻璃管、實驗室制取CO2裝置
藥品:稀鹽酸、碳酸鈣粉末、稀硫酸、氯化鋇溶液、白磷。
教學策略:1、學生應在教師的指導下進行堂探究活動。由于本題的活動與探究內(nèi)容較多,應將學生分為幾個小組進行,使每一個學生都能邊操作、邊觀察、邊思索,使每個學生都有更多的鍛煉機會。然后,在實驗基礎(chǔ)上引導學生歸納出質(zhì)量守恒定律。
2.利用一些分子、原子在化學反應中的模擬動畫,幫助學生思考得出以下結(jié)論:原子在化學變化中質(zhì)量、數(shù)目和種類沒有發(fā)生變化。因此,在化學變化中參加反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和與反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和一定相等。
3.化學方程式從“質(zhì)”和“量”兩方面更直觀、更準確地反映了化學反應的本質(zhì)。學生對“質(zhì)”的含義易于理解,而對“量”的含義容易片面地理解成各物質(zhì)之間的“數(shù)量”關(guān)系。在教學中應通過練習等方式給予強調(diào)。
教學過程:
問題引入:播放電解水的動畫
問題:通過對這個動畫的細致觀察,你能得出哪些結(jié)論?
學生思考、討論、:
1、這是一個化學反應(反應類型)
2、反應前后物質(zhì)種類發(fā)生改變(質(zhì)的改變)
3、能量發(fā)生改變(能量的轉(zhuǎn)化)
4、化學反應中分子可分,原子不可分,既原子種類不變(化學反應的實質(zhì))
5、原子個數(shù)不變,分子個數(shù)可能改變
問題:1、根據(jù)以上結(jié)論,現(xiàn)在要表示氫氣和氧氣化合成水的反應,你認為下列哪個圖式更好?為什么?(本P93活動天地)
2、請推測化學反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量會發(fā)生怎樣的變化?
(估計學生有兩個認識方向:A.從他們對化學反應是原子重新組合的這種認識出發(fā),認為“相等”。B.也有的同學會從自己的生活經(jīng)驗出發(fā),認為“不相等”。)
作出假設(shè): 1、化學反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和相等;
2、化學反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不相等。
(通過表決,大多數(shù)應同意第一種觀點。)
學生實驗一:把燒杯和蠟燭放在天平托盤上,調(diào)節(jié)天平平衡后,點燃蠟燭,觀察蠟燭燃燒時天平指針的變化。
提問:1、你的觀點動搖了嗎?我們?nèi)绻麑⒎磻昂蟾魑镔|(zhì)都稱量在內(nèi),應該在一個什么樣的環(huán)境中進行反應實驗呢?”
回答:應在一個密閉的環(huán)境內(nèi)進行反應
過渡: “大家猜想是否正確,需要用實驗加以檢驗,凡事預則立,不預則廢,因此,在實驗前我們應制定,設(shè)計出實驗方案,你認為要知道反應前后各物質(zhì)質(zhì)量總和與反應后各物質(zhì)質(zhì)量總和的關(guān)系,有哪些問題必須思考呢?大致需要哪些主要實驗步驟呢?
學生分組討論,相互補充得出:
主要實驗步驟:
1、調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平平衡;
2、稱量反應前各物質(zhì)質(zhì)量總和;
3、使反應發(fā)生;
4、稱量反應后各物質(zhì)質(zhì)量總和;
5、比較反應前后各物質(zhì)質(zhì)量總和的關(guān)系。
展示各組所要做的不同的實驗
第一大組:石蠟燃燒
(儀器和用品:廣口瓶、燃燒匙、火柴、單孔膠塞,蠟燭,天平和砝碼)
第二大組:稀鹽酸與碳酸鈣粉末混合實驗
(儀器和用品:裝有碳酸鈣粉末的小錐形瓶、雙孔膠塞、裝有稀鹽酸的針管、綁有氣球的短玻璃導管、天平和砝碼)
第三大組:稀硫酸與氯化鋇溶液混合實驗
(儀器和用品:裝有氯化鋇溶液的青霉素小藥瓶、單孔瓶塞、裝有稀硫酸的微型滴管、天平和砝碼)
第四大組:白磷燃燒
(儀器和用品:錐形瓶、沙子、火柴、單孔膠塞,白磷,酒精燈、石棉網(wǎng)、天平和砝碼)
【提問】結(jié)合具體實驗用品,大家思考并討論一下,你可采取哪些措施能使實驗更準確快捷地完成?
各組認真觀察所給實驗用品,認真思考、討論、得出:
1、應保證有氣體參加和生成的實驗始終在所給密閉容器中反應。
2、為減小誤差,石蠟在瓶外點燃后應迅速深入廣口瓶,塞進膠塞。
3、為保證實驗快捷,在稱量完反應前各物質(zhì)質(zhì)量總和后,不必將砝碼放回、游碼歸零,只需比較反應前后指針的偏向即可。
……
指導:“實踐是檢驗真理的唯一標準”開始實驗,教師巡視,指導學生要有良好實驗習慣。
學生分組,相互協(xié)作,進行實驗。
投影:出示各組實驗名稱,反應的字表達式。
總結(jié):各組歸結(jié)實驗現(xiàn)象,反應前后各物質(zhì)質(zhì)量總和關(guān)系,投影打出。
每組獲得的結(jié)論相同嗎?哪種結(jié)論是正確的?
導致實驗失敗的原因可能有哪些?你認為值得注意的問題還有哪些?
教師在上畫龍點睛。
例如:提示它們?nèi)颖篱_后,天平還平衡嗎?是什么原因?等等。
據(jù)此引導得出初步結(jié)論。
初步結(jié)論:反應前后所稱量各物質(zhì)質(zhì)量總和相等
【過渡】我們要有深入思考問題的習慣,為什么反應前后所稱量各物質(zhì)質(zhì)量總和相等?
以蠟燭燃燒實驗為例做進一步探究。
【提問】反應前后所稱量物質(zhì)分別有哪些?
第一組學生回答:
反應前稱量的有:廣口瓶、膠塞、燃燒匙、廣口瓶內(nèi)參加反應的氧氣和未參加反應的其他氣體、參加反應的石蠟和未參加反應的石蠟。
反應后稱量的有:廣口瓶、膠塞、燃燒匙、未參加反應的其他氣體、未參加反應的石蠟、反應生成的二氧化碳和水蒸氣。
【引導分析】引導提問。
未參加反應的各物質(zhì)在反應前后質(zhì)量是否發(fā)生改變?(不變)
而所稱量各物質(zhì)質(zhì)量總和在反應前后也不變。
【提問】其他各組依次分析可得出什么結(jié)果?
【投影】將各組結(jié)果投影打出
【總結(jié)】無數(shù)的實驗都得出了與大家類似的結(jié)果,由此你可得出什么結(jié)論?
【歸總板書】質(zhì)量守恒定律
【講述】科學家也是沿著我們剛才所走過的研究路線發(fā)現(xiàn)并一次次的驗證了這條定律。該定律的最早發(fā)現(xiàn)要歸功于拉瓦錫和羅蒙諾索夫。敘述質(zhì)量守恒定律發(fā)現(xiàn)史
提問:拉瓦錫之所以成為氧氣的真正發(fā)現(xiàn)者,應該歸功于他具有什么樣的科學精神?學生回答:大膽質(zhì)疑,尊重實驗事實,勇于探索,勇于創(chuàng)新,一絲不茍
(轉(zhuǎn)折)可見我們每一條化學知識都是之不易的,而現(xiàn)今化學研究已從原對宏觀現(xiàn)象深入到微觀的本質(zhì),因此我們也從微觀角度探究一下化學反應中質(zhì)量守恒的本質(zhì)
投影:水通電分解反應的微觀演示動畫。
提問:為什么參加反應的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和?
回答:化學反應前后,原子的質(zhì)量、種類、個數(shù)都沒有發(fā)生改變(微觀)
提問:在化學反應前后,還有哪些量是一定不變,哪些量是一定改變,哪些是可能改變?
【小結(jié)】通過本節(jié)的信息我們了解了質(zhì)量守恒定律和其微觀本質(zhì),更重要的是我們在提出問題、進行猜想、設(shè)計實驗、進行實驗、收集證據(jù)和解釋的過程中感受了化學知識的探究過程。
練習:
1.下列敘述,與質(zhì)量守恒定律相矛盾的是( )
①反應物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量
②鐵在氧氣中燃燒后,生成物的質(zhì)量大于鐵質(zhì)量
③堿式碳酸銅加熱分解后,生成的氧化銅質(zhì)量比堿式碳酸銅減少了
④3.24 g硫和3.2 g氧化合,生成了3.2 g二氧化硫
A.②和③ B.①和④ C.②③④ D.④
2.某物質(zhì)加熱分解產(chǎn)生氧化銅和水。則該物質(zhì)含有的全部元素是( )
A.Cu、O B.Cu、O、H C.O、H D.Cu、H
3.根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知:反應2XY+Y2=2Z中,Z的化學式為( )
A.XY2 B.X2Y2 C.X2Y4 D.X2Y
4.在化學反應:+N = P+Q中,a g 和b g N完全反應,生成c g P。則生成Q的質(zhì)量為( )
A.(b+c-a) g B.(a-c+b) g C.(a+c-b) g D.(c-a+b) g
5.4 g A物質(zhì)與5 g B物質(zhì)混合反應,能生成6 g C物質(zhì),剩余3 g B。若將7 g A與3 g B混合反應,則生成C物質(zhì)的質(zhì)量是( )
A.9 g B.10 g C.8 g D.3 g
6.在化學反應中,反應前后一定沒有改變的是( )
A.分子的種類B.分子的數(shù)目C.物質(zhì)的種類D.原子的數(shù)目
7.將A、B、C各10 g的混合物加熱后,A全部參加反應,生成4 g D,同時增加了8 g C,則反應中A與B的質(zhì)量比是( )
A.1:5 B.l:4 C.4:l D.5:l
8.化學反應的過程,就是參加反應的各物質(zhì)的原子_____的過程。也就是說,在一切化學反應里,反應前后_____沒有改變,_____也沒有增減。所以,化學反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然相等。
9.根據(jù)質(zhì)量守恒定律解釋下列問題
(1)氯酸鉀受熱分解后,剩余固體的質(zhì)量比原反應物的質(zhì)量輕。
(2)鎂條在空氣中燃燒后,生成物的質(zhì)量比原鎂條的質(zhì)量增加。
10.判斷下列說法是否正確,并將錯誤的說法改正。
(1)因為“質(zhì)量守恒”,所以氫氣燃燒后生成的水中一定含有氫氣。
(2)物質(zhì)在空氣中加熱發(fā)生反應后,生成物的總質(zhì)量必然等于參加反應的物質(zhì)的總質(zhì)量。
應用實踐:一則廣告,“水變汽油、柴油,經(jīng)濟收入驚人,技術(shù)轉(zhuǎn)讓,請有識之士加盟!蓖瑢W們,假如你是老板,你是否加盟呢?請談一談你的想法?
【延伸】在化學上我們發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量守恒定律,“守恒”是自然界中的一個普遍規(guī)律,大家還知道其他哪方面的守恒規(guī)律嗎?
相信你們在今后的學習中會有更多的機會運用質(zhì)量守恒定律去分析問題,解決問題。
[第2時]如何表示化學反應
學習目標:
知識目標
1.通過具體化學反應分析,知道化學方程式的基本含義。
2.了解書寫化學方程式應遵守的原則。
3.初步學習化學方程式的配平,能正確書寫簡單的化學方程式。
4、初步認識定量研究對于化學科學發(fā)展的重大意義
能力目標
通過對具體的化學反應的討論、分析和解決,使學生的思維能力得到鍛煉。
情感態(tài)度目標
培養(yǎng)學生尊重事實、實事求是的科學態(tài)度。
重點:正確書寫化學方程式。
難點:化學方程式的配平。
教學方法:探究性學習方式。
教學過程:
問題引入:以鐵燃燒的化學反應為例,你有幾種描述該反應的方式
探究問題群一:請看下列幾種描述:
(1)鐵絲燃燒:火星四射 圖示法。
(2)語音:tiě zài chún yǎng zhōng rán shāo shēng chéng sì yǎng huà sān tiě 漢語拼音。
(3)語音:We can burn iron and oxygen together to have an oxide 英描述。
(4)字幕:鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵。中陳述。
(5)字幕:鐵+氧氣→ 四氧化三鐵 字表達式。
(6)字幕:Fe+O2= Fe3O4
(7)字幕:3Fe+2O2 Fe3O4
(8) 字幕:鐵+氧氣→ 三氧化二鐵 字表達式。
看一看
在這些化學反應的描述方式中,哪一種最科學?為什么?
總結(jié):化學方程式的書寫原則:
一:必須以客觀事實為依據(jù) 二:必須遵循質(zhì)量守恒定律,要使反應前后各原子的種類與數(shù)目保持不變
探究問題群二:
探究(1):如何正確書寫:磷在純氧中燃燒生成五氧化二磷的化學方程式
②歸納書寫化學方程式的步驟
(學生動手書寫動腦思考,教師巡視)
(師生一起總結(jié)書寫過程中出現(xiàn)的問題以及配平方法)
方法步驟:
①寫式 ②配平 ③標注 ④檢查
強調(diào):配平過程中不能改變化學式中的數(shù)字
指一指:指出下列化學方程式中的錯誤:
①g+O2 =gO2②g+O2↑==gO③2g+O2──2gO
④2g+O2== 2gO↓⑤S+O2==SO2↑
2.交流收獲: ↓↑符號的用法
練一練:A組:①水通直流電生成氫氣和氧氣。
②將二氧化碳通入澄清的石灰水(主要成分為Ca(OH)2)中,生成碳酸鈣(CaCO3)沉淀和水。
B組:③一氧化碳氣體通入到紅熱的氧化銅中生成銅和二氧化碳。
④鐵與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵。
理一理(小結(jié)化學方程式的書寫方法)
重客觀、量守恒;左反應、右生成;計量數(shù)、配平;注條、標氣沉。
探究問題群三:
化學方程式的意義:
3Fe+2O2 Fe3O4
168 64 232
學生討論總結(jié)
質(zhì):鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵;
微:每3個鐵原子與2個氧分子化合成1個四氧化三鐵分子
量:每168份質(zhì)量的鐵與64份質(zhì)量的氧反應生成232份質(zhì)量的四氧化三鐵。
說一說:C+O2 =CO2的意義?
賽一賽
看誰寫得又快又準!
點燃酒精(C2H5OH)燈,在火焰上罩一干而冷的燒杯,杯壁上出現(xiàn)水珠,再向燒杯中倒入澄清石灰水,震蕩。石灰水變渾濁,寫出酒精燃燒的化學方程式。
附:梯度導練
1.下列有關(guān)化學方程式中,無錯誤的是( )
A.3Fe+2O2=Fe3O4 B.Fe+HCl=FeCl2+H2↑
C.Fe+O2 =Fe2O3 D.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2.硝酸銨可發(fā)生如下反應:2NH4NO3 =2N2+O2+4X,則X為( )
A.H2 B.H2O C.H2O2 D.HNO3
3.配平下列化學方程式
①g+O2—gO
②HgO—Hg+O2
③Al+O2—Al2O3
④ClO3—Cl+O2
4.再配平下列化學方程式
⑤CO+Fe2O3—Fe+CO2
⑥C2H2+O2 =CO2+H2O
⑦Al+H2SO4—Al2(SO4)3+H2
5.有如下變化:Cu→CuO→Cu,請寫出各步的化學方程式。
6.就下列變化:H2O→H2→H2O,請寫出分解、化合、置換反應各一化學方程式。
7.請你寫出天然氣(主要成分是CH4)燃燒的化學方程式。
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