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化学中的能量变化范文

前言:我们精心挑选了数篇优质化学中的能量变化文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

化学中的能量变化

第1篇

一、热化学方程式的书写

书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外,还应注意几个方面。

(1)反应热与反应物和生成物所呈现的聚集状态有关,在热化学方程式中必须标明各物质的状态(g、l、s、aq);

(2)反应热与反应温度和压强有关,中学所用ΔH一般是指101KPa和25℃因此不特别指明。但需注明ΔH的“+”与“-”,放在方程式的右边,“+”表示吸热,“-”表示放热。

夜上海论坛 (3)ΔH的单位kJ?mol-1是指热化学方程式中化学计量数在计量反应热时是以“mol”为单位的,并不一定是指1mol物质。所以热化学方程式中各物质化学式前的计量数可用整数或分数表示,且ΔH与化学计量数成比例。同一反应,化学计量数不同,ΔH也不同。

夜上海论坛 (4)当反应向逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。

(5)书写燃烧热的热化学方程式,应以燃烧1mol物质为标准来配平其他物质的化学计量数。

夜上海论坛 例(2004年全国理综Ⅱ):已知

(1)H(g)+1/2O(g)=HO(g) ΔH=akJ?mol

(2)2H(g)+O(g)=2HO(g) ΔH=bkJ?mol

夜上海论坛 (3)H(g)+1/2O(g)=HO(l) ΔH=ckJ?mol

(4)2H(g)+O(g)=2HO(l) ΔH=dkJ?mol

下列关系式中正确的是( )

A.a<c<0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0

解析由热化学方程式中的夜上海论坛ΔH与化学方程式中各物质前面的化学计量数有关,以及物质燃烧时都放热得:ΔH=2ΔH<0,ΔH=2ΔH<0;又气态水变为液态水这一过程要放热,则c<a<0,d<b<0。综上所述答案为:C。

二、化学反应中能量与化学键的关系

反应中的热效应等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。当结果小于零时为放热反应。当结果大于零时为吸热反应。

夜上海论坛 例:化学键的键能是原子间形成化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能数据H-S 364KJ/mol,S—S 266KJ/mol,S==O 522KJ/mol,H—O 464KJ/mol。

夜上海论坛 (1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热:2HS(g)+SO(g)=3S(g)+2HO(g)反应产物中的S实为S,实际分子是一个8元环状分子(如图),则反应热为?解析:因为S分子中有8个S原子,由图可知共有8个共价键。每个S就有1个S—S共价键。则该反应的反应热为:

4×364KJ/mol+2×522KJ/mol-3×266KJ/mol-4×464KJ/mol=-154KJ/mol.

夜上海论坛 三、可逆反应的反应热

例已知一定温度和压强下,N(g)和H(g)反应生成2mol NH(g),放出92.4KJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1molN和3molH,达平衡时放出热量为QKJ;向另一体积相同的容器中通入0.5molN和1.5moLH,相同温度下达到平衡时放出热量为QKJ。则下列叙述正确的是( )

A.2Q>Q=92.4KJ B.2Q=Q=92.4KJ

夜上海论坛 C.2Q<Q<92.4KJ D.2Q=Q<92.4KJ

解析:92.4KJ为1molN(g)与3molH(g)恰好完全反应生成2molNH(g)时所放出的热量。而在实际反应中由于存在平衡状态,反应物不可能完全转化,因此Q<92.4KJ。当温度不变,相同的密闭容器中,起始反应物物质的量减半(相当于减压)时,由平衡移动原理可知,平衡向逆反应方向移动,有2Q<Q。故答案为C。

四、盖斯定律的应用

夜上海论坛 例(2012理综新课标高考):工业上利用天然气(主要成分CH)与CO进行高温重整制备CO,已知CH、H、CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.4KJ/mol、-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol,则生成1m(标准状况)CO所需能量为 。

解析:①CH(g)+2O(g)=HO(l)+CO(g) ΔH=-890.4kJ?mol

②H(g)+1/2O(g)=HO(l) ΔH=-285.8kJ?mol

夜上海论坛 ③CO(g)+1/2O(g)=CO(g) ΔH=-283.0kJ?mol

夜上海论坛 ①-2×②-2×③得:

第2篇

夜上海论坛 [关键词]化学变化;能量守恒;新课标Ⅱ卷;学科素养

[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2017)05-0077-02

基础化学教育以提高学生的科学素养为根本宗旨。而课改已从科学素养逐渐进人“核心素养时代”。化学变化和能量守恒则是高中化学学习中的基本思维方法之一。物质与物质之间之所以能够相互转化是因为过程中发生了化学反应,进行了化学变化这一复杂过程。化学反应宏观上可以理解为旧物质与新物质转化的过程,微观上实质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成,亦可以描述为最外层电子的运动状态发生了改变,同时伴随着能量的变化。本文主要从化学变化和能量守恒两个视角分析2016年高考新课标Ⅱ卷中化学学科核心素养的体现,并通过新课标Ⅱ卷11题、26题(3)定的问题浅析学生在化学学科学习过程中自身素养的体现,以帮助学生尽快走进“核心素养时代”,使教师适应新课改的步伐。

一、2016年高考理综卷化学学科核心素养的体现能量守恒的能力分析

夜上海论坛 笔者认为,化学学科核心素养是建立在高中化学课程标准基础之上的,同时2016年高考化学考试大纲对学生学科知识等能力做了明确的要求,通过实现学生知识、态度与STEM理念的有机结合,体现PISA科学素养评估的核心要素。但是,在化学变化与能量守恒这一学科核心素养中,从化学变化与电能、热能的相互转化考查学生的思维品质,不仅仅是建立在学生知识基础之上,而且需要以学生为中心,从学生的学习品质和学习能力综合考量,体现化学学科核心的素养。

夜上海论坛 我们可以把物质转化过程比作是贮存在物质本身内部的能量(化学能)转化为热能、光能等不同形式的能量释放出来,抑或是热能、光能等不同形式的能量转化为物质本身内部能量(化学能)被贮存起来的过程。释放能量和贮存能量的过程最终是为了保持化学变化过程中能量的守恒。而教师的教与学生的学均需要很好的衔接,只有明白了其中的化学变化和能量转化关系,才能使学生在学习过程中提升自身的学科素养和个人学习品质。

夜上海论坛 二、2016年高考理综化学卷中的化学变化与能量守恒

1.化学变化与电能

化学能与不同形式的能量可以相互转化。能量可以以不同的形式存在于自然界中,比如化学能、电能等,不同形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。例如原电池的设计使用,在物质相互变化的过程中把化学能转化为电能,可以理解为将物质本身的能量转化为电能,是一个释放能量的过程;电解池则是将电能转化为化学能的过程,同样可以理解为将电能转化为物质本身的能量,是一个贮存能量的过程。因此,化学能是诸多不同形式能量的其中一种,是可以同其他形式能量进行相互转化的,是以物质变化为基础而变化的。

夜上海论坛 [例1](2016・新课标Ⅱ卷,11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )。

A.负极反应式为Mg一2e-=Mg2+

B.正极反应式为Ag++e-=Ag

C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2

教师在教学过程中需具备化学学科知识,具有STEM的相关理论基础,在帮助学生奠定核心知识的同时对学生阅读题目和做题的方法进行引导,并且对知识本身具有宏观概括能力和对知识的外延性具备一定的控制力。本题中涉及原电池的电极反应方程式的书写判断,在分析过程中需要从其本质到特征再次回到本质。

2.化学变化与热能

能量的转化是以物质转化为基础的。物质的转化遵循质量守恒定律,在物质变化的过程中能量的转化同样遵循能量守恒定律,即能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在能量转化或转移的过程中其总量不变。高中化学教学过程中化学热力学问题与能量守恒定律密切相关,尤其以盖斯定律的运用为重。

[例2][2016・新n标Ⅱ卷,27(3)]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:

(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) /H2

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3

夜上海论坛 ④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H4=-1048.9 kI・mol-1

夜上海论坛 上述反应热效应之间的关系式为H4=_____。

分析本题需具备化学变化的实质基础知识,清楚物理学科和化学学科的联系,以及能量守恒在化学中的运用。教师应引导学生在学科认知基础上建立实际问题的解决模式,指导学生在学习过程中明白化学与工业生产的关系,认识STEM理念在高中化学中的作用和地位。在新课程改革下,结合新的教学理念和新的观点对学生的核心素养进行培养,建立化学变化的过程和过程中能量守恒的核心概念和相互关系,在强化基础知识的同时运用盖斯定律建立化学变化和能量守恒之间的数学推理关系式,提升学生的认知。通过教师的引导和学生的自行建构,学生体会感知学科间的相互联系,提升教师本身的科学素养,实现共同发展。

第3篇

知识目标

使学生了解化学反应中的能量变化,理解放热反应和吸热反应;

夜上海论坛 介绍燃料充分燃烧的条件,培养学生节约能源和保护环境意识;

通过学习和查阅资料,使学生了解我国及世界能源储备和开发;

夜上海论坛 通过布置研究性课题,进一步认识化学与生产、科学研究及生活的紧密联系。

能力目标,全国公务员共同天地

通过对化学反应中的能量变化的学习,培养学生综合运用知识发现问题及解决问题的能力,提高自学能力和创新能力。

情感目标

夜上海论坛 在人类对能源的需求量越来越大的现在,开发利用新能源具有重要的意义,借此培养学生学会知识的迁移、扩展是很难得的。注意科学开发与保护环境的关系。

教学建议

教材分析

夜上海论坛 本节是第一章第三节《化学反应中的能量变化》。可以讲是高中化学理论联系实际的开篇,它起着连接初高中化学的纽带作用。本节教学介绍的理论主要用于联系实际,分别从氧化还原反应、离子反应和能量变化等不同反应类型、不同反应过程及实质加以联系和理解,使学生在感性认识中对知识深化和总结,同时提高自身的综合能力。

教法建议

夜上海论坛 以探究学习为主。教师是组织者、学习上的服务者、探究学习的引导者和问题的提出者。建议教材安排的两个演示实验改为课上的分组实验,内容不多,准备方便。这样做既能充分体现以学生为主体和调动学生探究学习的积极性,又能培养学生的实际操作技能。教师不能用化学课件代替化学实验,学生亲身实验所得实验现象最具说服力。教学思路:影像远古人用火引入课题化学反应中的能量变化学生实验验证和探讨理论依据确定吸热反应和放热反应的概念讨论燃料充分燃烧的条件和保护环境能源的展望和人类的进步布置研究学习和自学内容。

教学设计方案

课题:化学反应中的能量变化

教学重点:化学反应中的能量变化,吸热反应和放热反应。

夜上海论坛 教学难点:化学反应中的能量变化的观点的建立。能量的“储存”和“释放”。

教学过程:

夜上海论坛 [引入新课]影像:《远古人用火》01/07

[过渡]北京猿人遗址中发现用火后的炭层,表明人类使用能源的历史已非常久远。

夜上海论坛 [板书]化学反应中的能量变化

一、化学反应中的能量变化

[过渡]化学反应中能量是怎样变化的?

[学生分组实验]请学生注意①操作方法;②仔细观察实验现象;③总结实验结论;④写出化学方程式。

(1)反应产生大量气泡,同时试管温度升高,说明反应过程中有热量放出。化学反应方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

夜上海论坛 (2)混合搅拌后,玻璃片和小烧杯粘在一起,说明该反应吸收了大量的热,使水温降低结成冰。化学反应方程式:Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O

[结论]

夜上海论坛 放热反应:化学上把有能量放出的化学反应叫做放热反应。

如CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

夜上海论坛 吸热反应:化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

如C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

[讨论]现代人怎样利用化学反应?

结论:现代人利用化学反应主要是①利用化学反应中释放出的能量;②利用化学反应制取或合成新物质。

夜上海论坛 [板书]二、燃料燃烧的条件和环境保护

夜上海论坛 [学生分组讨论](1)燃料充分燃烧条件?(2)大量使用化石燃料的缺点?

[结论]

(1)使燃料充分燃烧需要考虑两点:①燃烧时要有足够多的空气;②燃料与空气要有足够大的接触面。

空气不足:①浪费资源;②产生大量一氧化碳污染空气,危害人体健康。

空气过量:过量空气会带走部分热量,浪费能源。

夜上海论坛 增大接触面:改变燃料的状态。如固体燃料粉碎、将液体燃料以雾状喷出、固体燃料液化等。

(2)大量使用化石燃料:①能引起温室效应;②会造成化石燃料蕴藏量的枯竭;③煤燃烧排放二氧化硫,导致酸雨;④煤燃烧会产生大量的烟尘。

夜上海论坛 [板书]三、现代能源结构和新能源展望

[讨论]现代人怎样利用化学反应中释放出的能量?

夜上海论坛 结论:人类所需要能量,绝大部分是通过化学反应产生。主要是煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品燃烧所产生的。

夜上海论坛 [讲述]现代能源结构。

1999年我国化石燃料和水电能源的消耗结构:

能源

石油

天然气

水电

比例

76.2%

16.6%

2.1%

5.1%

夜上海论坛 [讲述]我国化石燃料与世界主要国家或地区对比。 石油储量/1×1010t

天然气储量/1×1010m3

煤炭/1×1010t

北美

5.6

8.4

262.9

西欧

3.4

6.1

99.3

日本

1.0

前苏联

8.3

42.5

241.0

中东

54

24.2

中国

2.4

0.8

99.0

夜上海论坛 [讨论]我国能源结构的缺点和新能源展望(环保、防止能源危机)。学生发表自己的想法。

夜上海论坛 [结论]得出以下结构。

[阅读]能源与人类进步。

请学生阅读教材22——23页。

[本节课的总结和评价]——根据实际完成的情况和教学效果而定。

[尾声]《太阳能》05/34

教学手段: