Soạn mới giáo án KHTN 8 KNTT bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV chia lớp thành 4-6 nhóm tiến hành thực hành thí nghiệm sgk trang 24: 

- 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).

Thực hiện yêu cầu: So sánh tổng khối lượng các chất trước phản ứng với tổng khối lượng các chất sau phản ứng.

- GV yêu cầu 1 nhóm HS giới thiệu lịch sử ra đời của định luật bào toàn khối lượng đã tìm hiểu trước ở nhà.

- GV yêu cầu nhóm đôi HS 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

Carbon tác dụng với oxygen theo sơ đồ Hình 5.1:

Giải thích tại sao khối lượng carbon dioxide bằng tổng khối lượng carbon và oxygen.

- GV hướng dẫn HS áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính khối lượng chất tham gia hoặc chất tạo thành trong một phản ứng kgi biết khối lượng chất còn lại.

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm 4, thảo luận và hoàn thành phiếu học tập số 1 ( đính kèm dưới hoạt động 1)

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- Nhóm HS thực hành thí nghiệm (hoặc quan sát GV làm thí nghiệm) và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức

• Định luật bảo toàn khối lượng.
• Nội dung định luật bảo toàn khối lượng.

- 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.

Hiện nay định luật bảo toàn khối lượng của các chất được phát biểu như sau: “Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng”.

-  Giải thích cơ sở của định luật bảo toàn khối lượng: 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 mục I.1 sgk trang 25: 

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.

• 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?

Bài giải

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mBari chloride + mSodium sulfate = mBari sulfate + mSodium 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.

- Đáp án phiếu học tập số 1 (đính kèm dưới hoạt động 1)

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:

miron + mHydrochloric acid = mirone (II) chloride + mHydrogen

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

Câu 4: 

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mcarbon + moxygen = mcarbon dioxide 

moxygen  = 44 - 12 = 32 (g)

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV giới thiệu về PTHH và hướng dẫn HS cách lập PTHH theo từng bước qua các ví dụ 1 và 2.

- GV đưa ra một số lưu ý khi lập phương trình hóa học của một phản ứng.

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm 4 trả lời câu hỏi sgk trang 26 và đưa ra kết luận thế nào là phương trình hóa học.

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm 4 đọc hiểu ví dụ trong sgk trang 27 và trả lời các câu hỏi sgk trang 27 đồng thời đưa ra kết luận về ý nghĩa của phương trình hóa học.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thực hành theo nhóm và trả lời các câu hỏi, yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi của GV.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức

• Phương trình hóa học
• Lập phương trình hóa học.

VD1: 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.

VD2: 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:

- Hệ số viết ngang với kí hiệu của các chất

- Không thay đổi các chỉ số trong các công thức hóa học đã viết đúng.

Nếu trong công thức hóa học, các chất ở 2 vế có những nhóm nguyên tử giống nhau thì coi nhóm nguyên tử này như một nguyên tố để cân bằng.

- Đáp án câu hỏi sgk trang 26: 

• 3Fe + 2O2  to→ Fe3O4
• 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
• Al2(SO4)3 + 6NaOH  →  2Al(OH)3 + 3Na2SO4
• CaCO3 + 2HCl  →  CaCl2 + CO2 + H2O

Kết luận: Phương trình hóa học gồm công thức hóa học của các chất trong phản ứng với hệ số thích hợp sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

• Ý nghĩa của phương trình hóa học

- Đáp án câu hỏi sgk trang 27

• Sơ đồ phản ứng cho biết chất sinh ra và chất tạo thành phản ứng. PTHH là sơ đồ phản ứng sau khi cân bằng để tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

Na2CO3 + Ba(OH)2 →  BaCO3 + NaOH

Như vậy: 1 phân tử Na2CO3 phản ứng với 1 phân tử Ba(OH)2 tạo ra 1 phân tử BaCO3 và 2 phân tử NaOH.

• Số mol Fe là 0,1 mol

Gỉ sắt tạo thành tối đa khi toàn bộ sắt phản ứng hết.

Phản ứng

 4Fe + 3O2  → 2Fe2O3

Tỉ lệ          2 mol                 1 mol

Phản ứng: 0,1 mol    →    0,05 mol

Khối lượng gỉ sắt tạo thành là:

0,05. 160=8(g)

Kết luận: Phương trình hóa học cho biết trong phản ứng hóa học, lượng các chất tham gia phản ứng và chất sản phẩm tuân theo một tỉ lệ xác định.