化学变化中的质量守恒(共6课时)

12．3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[1]学习主题的引入[2]化学反应前后物质质量变化图片[3]表示自己观点[4]设计实验验证[5]实施实验实验[6]质量守恒定律[7]寻找实验方案的不足[9]重新实施实验实验[8]修正实验方案[10]寻找生活中的示例[11]运用规律，解决问题[13]产生质量守恒的原因[12]磷燃烧过程媒体[14]知识拓展[15]小结和结束本课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[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观看、思索。创设情境，调节气氛，激发学习3提出问题的情况，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。发表自己观点。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积极寻找：蜡烛燃烧、铁生锈等。讨论认识概念。知识迁移。正确理解概念。4和[设问]找出关键词语寻找。运用规律，解决问题[练习]镁带燃烧前的质量为0.24g，燃烧后的质量为0.40g。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+R2AB3，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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。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5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0.89×10－7g。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。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。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”。