Giáo án điện tử KHTN 8 kết nối Bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học

THÂN MẾN CHÀO CÁC EM HỌC SINH ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

Khi các phản ứng hóa học xảy ra, lượng các chất phản ứng giảm dần. Lượng các chất sản phẩm tăng dần. Vậy tổng khối lượng các chất trước và sau phản ứng có thay đổi hay không ?

BÀI 5 - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

NỘI DUNG BÀI HỌC

Định luật bảo toàn khối lượng

Phương trình hóa học

01 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng

Thí nghiệm BaCl₂ + Na₂SO₄

Chuẩn bị

Dung dịch barium chloride, sodium sulfate, cân điện, cốc thủy tinh

Tiến hành

• Trên mặt cân đặt 2 cốc: cốc (1) đựng dung dịch barium cloride, cốc (2) đựng dung dịch sodium sulfate. Ghi tổng khối lượng 2 cốc (m₁).
• Đổ cốc (1) vào cốc (2), lắc nhẹ để hai dung dịch trộn lẫn với nhau. Quan sát thấy có một chất rắn xuất hiện ở cốc (2). Phản ứng xảy ra như sau:
• Barium chloride + Sodium sulfate → Barium sulfate + Sodium chloride.
• Đặt hai cốc trở lại mặt cân. Ghi khối lượng (m₂).

So sánh tổng khối lượng các chất trước phản ứng với tổng khối lượng các chất sau phản ứng.

LỊCH SỬ RA ĐỜI CỦA ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

Khi cân bình nút kin đựng bột kim loại trước và sau khi nung, M.V. Lomonosov nhận thấy rằng khối lượng của chúng không thai đổi, mặc dù những chuyển hóa hóa học đã xảy ra với kim loại trong bình. Khi áp dụng các phương pháp định lượng nghiên cứu phản ứng hóa học, năm 1748, M.V. Lomonosov đã tìm ra được một trong những định luật quan trong nhất của tự nhiên, mang tên định luật bảo toàn khối lượng. Ông trình bày định luật đó như sau: “Tất cả những biến đổi xảy ra trong tự nhiên thực chất là nếu lấy đi bao nhiêu ở vật thể này, thì có bấy nhiêu được thêm vào ở vật thể khác. Như vậy, nếu ở đây giảm đi bao nhiêu vật chất, thì sẽ có từng đấy vật chất tăng lên ở chỗ khác”.  Cùng thời điểm đó A.L. Lavoisier cũng tiến hành được thí nghiệm độc lập chứng minh được sự bảo toàn khối lượng trong các phản ứng hóa học.

Hãy quan sát hình ảnh sau kết hợp đọc thông tin trong sgk, hãy giải thích cơ sở của định luật bảo toàn khối lượng và trả lời câu hỏi mục I.1 sgk trang 25: sau khi đốt cháy than tổ ong (thành phần chính là carbon) thì thu được xỉ than. Xỉ than nặng hơn hay nhẹ hơn than tổ ong? Giải thích.

Giải thích

Trong các phản ứng hóa học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, còn số nguyên tử của mỗi nguyên tố hóa học vẫn giữ nguyên, vì vậy tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm.

Đáp án câu hỏi 1

Trong sơ đồ phản ứng, số nguyên tử C trước và sau phản ứng đều là 1, số nguyên tử O trước và sau phản ứng đều là 2, do đó khối lượn chúng khống thay đổi, nghĩa là khối lượng carbon di oxide bằng tổng khối lượng của carbon và oxygen.

2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

VD: Biết khối lượng barium chloride và sodium sulfate đã phản ứng lần lượt lad 20,8 gam và 14,2 gam, khối lượng của bari sulfate tạo thành là 23,3 gam. Khối lượng sodium chloride tạo thành là bao nhiêu?

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_{Bari chloride} + m_{Sodium sulfate} = m_{Bari sulfate} + m_{Sodium chloride}

20,8 + 14,2 -23,3 = 11,7 (g)

Tổng quát: Nếu trong phản ứng có n chất, khi biết khối lượng đã tham gia và tạo thành của (n-1) chất, ta sẽ xác định được khối lượng của chất còn lại.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Câu 1: Sau khi đốt cháy than tổ ong ( thành phần chính là carbon) thì thu được xỉ than. Xỉ than nặng hơn hay nhẹ hơn than tổ ong? Giải thích.

Câu 2:  Vôi sống (calcium oxide) phản ứng với một số chất có mặt trong không khí như sau:

Calcium oxide + Carbon dioxide → Calcium carbonate

Calcium oxide + nước → Calcium hydroxide

Khi làm thí nghiệm, một học sinh quên đậy nắp lọ đựng vôi sống, sau một thời gian khối lượng của lọ sẽ thay đổi như thế nào?

Câu 3: Cho 5,6 gam sắt (iron) tác dụng vừa đủ với 7,3g hydrochloric acid, thu được 12,7 gam iron (II) chloride và khí hydrogen. Tính khối lượng hydrogen tạo thành.

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 12 gam carcon trong không khí thu được 44g khí carbon dioxide. Tính khối lượng khí oxygen đã tham gia phản ứng.

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

Câu 1: Xỉ than nhẹ hơn than tổ ong vì phần carbon trong than tổ ong đã phản ứng với khí oxygen trong không khí thành chất khí carbon dioxide và đi vào không khí.

Câu 2: Khối lượng lọ đựng vô sống tăng lên vì vôi sống đã pản ứng với hơi nước và carbon dioxide có trong không khí tạo thành các chất rắn trong lọ. Khối lượng lọ tăng lên bằng khối lượng carbon dioxide và hơi nước.

Câu 3:

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_iron + m_{Hydrochloric acid} = m_{irone (II) chloride} + m_Hydrogen

m_Hydrogen = 5,6 + 7,3 - 12,7 = 0,2 (g)

Câu 4:

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_carbon + m_oxygen = m_{carbon dioxide}

m_oxygen  = 44 - 12 = 32 (g)

02 PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

2. Lập phương trình hóa học

Ví dụ 1

Phản ứng giữa oxygen và hydrogen:

Khí hydrogen + Khó oxygen → Nước

Thay thế tên chất bằng công thức hóa học, ta có:

H₂ + O₂ →  H₂O

Vì số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế của sơ đồ phản ứng bằng nhau, nên ta thêm các hệ số đứng trước chất, ta được phương trình hóa học:

2H₂ + O₂ →  2H₂O

Phương trình hóa học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học.

Ví dụ 2

Viết PTHH phản ứng giữa alumminium và oxygen.

Các bước lập phương trình hóa học:

• Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng.

Al + O₂ → Al₂O₃

• Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế.

Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

- Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.

4Al + 3O₂→ 2Al₂O₃

LƯU Ý