化学变化中的质量守恒(共6课时).docx

2．3化学变化中的质量守恒（共6课时）
第5课时 质量守恒定律
一、设计思想
质量守恒定律是初中化学唯一的定律，也是化学反应前后质量关系的概括，透过定律折射出的是一种辩证唯物主义观点。
定律内容不复杂，如果要学生记忆也不会有太多困难。问题是不通过实验，让事实来说话，学生无法透彻理解定律的含义。因为生活中的许多现象，表面看来并不是这么回事。所以，教学设计的重点放在让学生通过实验探究，自己来获得定律的结论上。为了让事实更具说服力，设想让学生进行二次实验探究，以涵盖固体、液体、气体各种物质状态，认识定律确实具有普遍意义。
关于定律产生的原因，借助认识化学反应实质时的学习方法。有了对化学反应实质的认识，学生不难理解，定律产生的必然性。
对于定律的运用，应贯穿学生化学学习的整个过程。本节课的关注点是定律与生活的结合，让学生感受化学与生活的密切关系。
二、教学目标
1. 知识与技能
（1）使学生理解质量守恒定律，并能从化学反应中原子重新组合成新物质的角度来理解产生的原因。
（2）能用质量守恒定律来解释一些生活中现象，并在化学计算方面进行初步应用。
2. 过程与方法
（1）初步培养学生应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力。
（2）培养通过比较、研讨获得知识的方法。
3. 情感态度与价值观
培养学生的合作意识、科学精神及辩证唯物主义观点。
三、重点和难点
教学重点：通过实验研究得出质量守恒定律；
教学难点：实验方案设计及从微观的角度解释质量守恒定律。
四、教学用品
药品：氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、镁带、铁丝、白磷、大理石、稀盐酸、硝酸银溶液、澄清石灰水。
仪器：锥形瓶、胶头滴管、橡皮塞（双孔、单孔或无孔）、酒精灯、火柴、托盘天平、橡皮泡、玻璃导管、镊子、分液漏斗、坩埚钳、石棉网。
辅助材料：黄沙。
媒体：多媒体电脑、实物投影仪、PPT课件。
五、教学流程
1. 流程图
2. 流程说明
[1]创设情境，导入新课。
[2][3][4][5]通过媒体，引导学生关注化学反应前后量的变化问题，并提出自己的猜想，自行设计实验方案，通过实验求证自己的假设正确与否。
[6]汇总学生的实验结论，初步形成质量守恒定律的概念。
[7][8][9]以“结论是否有普遍意义”为“导火线”，引导学生扩大实验视野，再次进行实验探究，强化学生对概念的理解。
[10][11]让学生运用定律，解释生活中一些看似不符合质量守恒定律的现象，深化学生对定律的理解。
[12][13][14]通过媒体，从微观角度认识质量守恒定律，寻找出产生质量守恒定律的根本原因，并从微观角度加以运用。
[15]师生共同小结，结束本课。
六、教学案例
1. 教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
创设
情景
提出
问题
[媒体]播放一段Flash：内容是小猪和小兔在争论化学反应前后物质质量发生变化的情况，一个认为总质量相等，一个认为不一定相等。
[你的观点]赞同上述视频中谁的观点？
能否通过一个实验来佐证你的观点。
观看、思索。

发表自己观点。
创设情境，调节气氛，激发学习兴趣。

激励学生敢于发表见解。
确
定
实
验
方
案
[讲解]观点相同的同学自行组成若干实验小组。
出示目前能提供的实验药品、实验器材清单。
要求以小组为单位，尽可能在允许范围内开展实验探索。
（巡视、指导）
[讲解]请各小组阐述实验方案
（鼓励、肯定，提出参考意见）
要求各小组完善实验方案
分发实验药品和实验器材
组队

设计实验方案。

展示小组实验方案
对方案作修改
选择药品器材

使学生明确探究方向。
开展合作学习体会合作的乐趣。

探
究
实
验
[讲解]请各小组按照设计的实验方案进行实验，记录实验现象，形成实验结论。
（巡视、指导）
要求各小组派代表汇报。
（大多数小组的结论是相同的，个别小组的结论是不相同。）
[讲解]通过实验，看来我们只能得出如下结论：化学反应前后物质的总质量不一定都相等。因为有的会增大，有的会减小。
但是科学家经过无数的实验证明：任何化学反应前后，物质的总质量一定相等，那究竟是怎么一回事呢？
实验、记录现象、得出结论。

各代表汇报实验结果、结论。

培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。
发挥团队精神。

培养实事求是的科学态度。

造成认知冲突。
再
进
行
实
验
探
索
[讲解]那某些小组怎么会得到“化学反应前后，物质总质量不相等”的结论呢？大家帮忙，一起找找原因。
（选择一个小组的实验，寻找问题症结）
（师生一起完善实验方案）
请你们按新方案再进行实验并进行反思。
（巡视、指导）
小组派代表发言：现在得出的实验结论
一起反思寻找问题。
对方案再作修改。
实验并记录现象和结果。
得出结论：相等。
学会发现问题。

培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。

强化结论。
形
成
概
念
[找一找]找出一些日常生活中看似反应前后物质的总质量不相等的事例。
[设问]造成不相等的原因是什么？
[引导]往往是生成了气体、水蒸气等，或者有气体参加反应。如果将气体等质量计入，反应前后的总质量就相等了。
[板书]六、质量守恒定律
1．定义：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
[设问]找出关键词语
积极寻找：蜡烛燃烧、铁生锈等。
讨论
认识概念。

寻找。
知识迁移。

正确理解概念。
运用规律，解决问题
[练习]镁带燃烧前的质量为0.24 g，燃烧后的质量为0.40 g。请问有多少克氧气参加反应？
（用质量守恒定律进行简单计算）
积极思考并发言。
应用规律解决现实问题。
寻
找
根
源
[问题]为什么参加反应的物质质量总和必然等于生成物质的质量总和？其根本原因是什么？
[视频]磷燃烧的微观动画
（引导：化学反应的实质，分子分成原子，原子重新组合，要关注原子）
[设问]反应过程中：磷原子、氧原子有没有变？
[小结]原因是原子种类不变，原子数目不变，原子质量不变。
思考、交流。

观察、思考
发现问题，代出原因。
没变。

认识产生质量守恒的原因。
寻找问题根源。

运用规律，解决问题
[应用练习]
1．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质中一定存在什么元素？可能存在什么元素？
2．某化学反应2AB2+R 2AB3，试确定R的化学式。
积极思考并发言。
应用规律解决现实问题
小结
谈谈今天这节课的收获和困惑。
梳理
完善知识网络
布置作业
书本P60⑥练习部分P21⑦⑧⑨⑩P22①②③
记录
巩固
2. 主要板书
第二章　　　浩瀚的大气
§2．3 化学变化中的质量守恒
六、质量守恒定律
1．定义：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
2．原因：化学反应前后，原子的种类、质量、个数都不变
3. 相关链接
Ø 质量守恒定律发现简史：
1756年俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧，锡发生变化生成了氧化锡，但容器和物质的总质量在反应前后并没有改变。经过反复的实验，都得到同样的结果。于是罗蒙诺索夫认为在化学变化中物质的质量是守恒的。但他的这一发现并没有引起科学家们的注意，直到1777年法国化学家拉瓦锡做了同样的实验，也得到同样的结论，这一结论才获得公认。但要确切证明或否定这一结论，都需要极精确的实验结果，而拉瓦锡时代的工具和技术都不能满足严格的要求。直到1908年德国化学家郎道耳特及1912年英国化学家曼莱做了精确度极高的实验来验证这个结论，科学家们才一致承认了这一定律。
Ø 质量守恒定律的发展：
爱因斯坦的质能关系公式E＝mc2（E表示能量；m表示质量；c表示光的速度，大小为3×108m/s）说明物质可以转化为辐射能，辐射能也可以转化为物质。这个结论与质量守恒定律有何联系呢？实验结果证明1000g硝化甘油爆炸以后，放出的能量为8×106J。根据质能公式计算，产生这些能量的质量是0.89×10－7 g。从实用角度讲，其中的误差是可以忽略的，即可以认为在化学反应中质量守恒定律是完全成立的。20世纪以来，人们对质量守恒定律有了新的认识，承认两个独立的定律──质量守恒定律和能量守恒定律。现在科学家将这两种定律合二为一，称为质能守恒定律。
Ø 质量守恒定律的发现与发展：
18世纪下半叶，生产的迅速发展推动了科学实验的进展。在化学实验室里有了比较精密的实验仪器，这使化学研究工作发生了质的转变，即从对物质的简单定性研究进入到较精密的定量研究。在该过程中，拉瓦锡做出了重要贡献。拉瓦锡使几种物质发生化学反应，并测定反应前后物质的质量。经过反复实验和分析，都得到相同的结论：化学方法只能改变物质的成分而不能改变物质的质量。这个结论就是现在的质量守恒定律。要想进一步证明或否定这一结论，需要极精确的实验结果，但在18世纪，实验设备和技术还达不到这种要求。后来，不断有人改进实验技术等，以求能得到更精确的实验结果。20世纪初，德国和英国化学家分别做了精确度极高的实验，反应前后的质量变化小于一千万分之一，这个误差是在实验误差允许范围之内的，从而使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。随着爱因斯坦相对论和质能关系公式的提出，人们对质量守恒定律的认识又有了新的发展，现时科学家把质量守恒定律和能量守恒定律合二为一，称为质能守恒定律。
Ø 白磷燃烧前后质量测定视频：

七、教学反思
经过前一阶段的学习，学生对开展实验探究已经有了一定的心得，这在本节课的学习中得到了充分的体现。
无论猜想与结论是否一致，可发现每个小组的实验方案都是为证实自己的猜想服务的，具有一定逻辑性。而且，最终实事求是地形成了各个小组的结论，这就实现了教学设计中培养合作意识和科学精神的设想。初中学生所拥有的化学知识毕竟还十分有限，因而在理论层面不必作过高的要求。重要的是感受实验探究这一过程。在学习中，可以看出，学生的思维是活跃的，潜力是巨大的。
“不经历风雨，怎么见彩虹。”实验探究最终的目的就是培养学生的创新精神和实践能力；如果有一日，学生确能证实“化学反应前后质量总和不一定相等”，教师也不必“大惊小怪”。