化学反应与能量（精选11篇）

化学反应与能量 第1篇

随着科学技术的发展, 人们已能通过先进的科学仪器观察一些物质的原子排列状况。1990年前后, 美国等少数国家首先在-269℃的低温下移动了原子。1993年, 中国科学院北京真空物理实验室的研究人员, 在常温下以超真空扫描隧道显微镜为手段, 通过用探针拨出硅晶体表面的硅原子的方法, 在硅晶体的表面形成了一定规整的图形。这种在晶体表面开展的操纵原子的研究, 达到了世界水平。课本插图中的“中国”两字就是这样形成, 并经放大约180万倍在计算机屏幕上显示出来的。这两个字的“笔画”宽度约2nm, 是目前已知的最小的汉字。

今天化学学科正积极向一些与国民经济和社会生活关系密切的材料、能源、环境、生命等学科渗透, 使化学的作用与地位日益显著。反过来, 这种学科间的渗透, 对化学学科的发展起着重要的促进作用。

人类很早就开始使用材料, 从石器时代到现代, 人类所使用的材料不断地发生变化, 材料的种类越来越多, 用途也越来越广。我们对于材料的认识, 应该包括为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质这两层涵义。也就是说, 并不是所有的物质都可以称为材料。材料按其化学组成或状态、性质、效应、用途等可以分为若干类。例如, 按化学组成分类, 陶瓷属于非金属材料;合金属于金属材料;橡胶、化纤等属于有机高分子材料。历史的发展表明:没有新材料的出现, 就没有工业的进步和大量新产品的涌现。因此, 许多科学家都认为新材料是高技术的突破口, 只有更好地开发和应用具有特殊性能的新材料, 才能拥有更强大的经济优势和技术潜力。化学不仅在一般材料的研究、生产和应用中发挥了巨大的作用, 而且在研制具有特殊性能的新材料方面也会继续发挥其独特的优势。总的来讲, 适应科技迅猛发展所需的诸如耐腐蚀、耐高温、耐辐射、耐磨损的结构材料, 以及敏感、记录、半导体、光导纤维、液晶高分子等信息材料和超导体、离子交换树脂与交换膜等高功能材料, 它们的制取都是需要化学进一步参与研究的重要课题。

位于北京周口店的北京猿人遗址中的炭层, 表明人类使用能源的历史已非常久远。人类社会的发展与能源消费的增长是密切相关的, 我们现在使用的能源主要来自化石燃料———煤、石油和天然气等, 但化石燃料是一种不可再生, 并且储藏量有限的能源, 而且在开采和燃烧过程中还会对自然环境造成污染。为了更好地解决能源问题, 人们一方面在研究如何提高燃料的燃烧效率, 另一方面也在寻找新的能源。这些都离不开化学工作者的努力。例如, 核能和太阳能的发电装置离不开特殊材料的研制;用氢作为能源需要考虑贮氢材料和如何廉价得到氢, 等等。 (下转第27页)

(上接第26页) 环境问题是当今世界各国都非常关注的问题。在世界人口不断增长、生产不断发展、人民生活水平不断提高的过程中, 由于人们对环境与生产发展的关系认识不够, 以及对废弃物处理不当, 使环境受到了不同程度的破坏, 如土地的沙漠化、水资源危机、酸雨、臭氧层的破坏、有毒化学品造成的污染等。因此, 保护环境已成为当前和未来的一项全球性的重大课题之一, 也是我国的一项基本国策。在这些关系到国计民生的环境问题中, 化学工作者是大有作为的。因为污染问题的解决主要还得靠化学方法。有的专家提出, 如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合, 使之变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实, 那么, 不仅可以消除对大气的污染, 还可以节约燃料, 缓解能源危机。

对健康的关注也是人类面对的重要课题。我们知道, 用以保证人体健康的营养、药物的研究、人体中的元素对人体生理作用的研究, 以及揭开生命的奥秘等, 都离不开化学。因此, 如何在这些方面正确地运用化学知识, 与其他学科协调研究就成为调节生命活动和提高人体素质的重要手段。

此外, 在资源的合理开发和利用、提高农作物的产量, 以及癌症治疗的研究等方面, 化学也都扮演着极其重要的角色。

综上所述, 在研究材料、能源、环境、生命科学等方面, 以及在我们的日常生活中, 我们不难看出, 化学对社会的发展和人类的进步起着非常重要的作用。

化学对于我们如此重要, 这就要求我们必须掌握一定的化学知识。在初中, 我们学习了氧气、氢气、碳、铁和一些常见的酸、碱、盐的基础知识和某些基本技能, 并具备了初步解释和解决一些简单化学问题的能力。为了适应未来社会的需要, 在高中阶段, 我们仍需要继续学习化学, 提高自己的科学素质, 为今后进一步学习和参加社会主义建设打好基础。

《化学反应与能量》化学教学反思 第2篇

第二，授课过程要简练。这里的简练包括两个部分：一是教师语言要简练，切忌多次重复；二是例题不在多而在精，切忌使用题海战术。我在带领学生复习可逆反应时，为了加深学生的记忆，将可逆反应的两个特点重复了四五遍。虽然重复了很多次，却没有达到我想要的效果，通过跟学生的沟通我了解到，很多学生掌握了这个知识点时老师还不断重复，学生容易走思出神从而影响到后续的听课。所以，在复习课中教师最好采用放慢语速、加重语气的方法来引起学生注意，切忌不断重复。其次，例题挑选要有针对性。虽然大量的习题会帮助学生巩固知识，但是盲目的大量练习则是弊大于利，学生的学习兴趣和激情会在“题海战术”中消磨。适当的习题是必要的，所以这就要求教师在选择例题时要有代表性，力求精简。

第三，在整个的复习过程中要牢牢以学生为主体。一是在课堂中让学生回忆知识点、让学生进行展示，教师在其中起指导作用，切不可越俎代庖替学生回答问题；二是充分了解学情，对学生的不足之处做到心中有数，从而进行有针对的复习。在讲解化学反应速率的相关计算时，我请一名学生来给出答案。学生本来想展示一下自己的做题思路，但是这时候我为了节约时间直接告诉其他学生这个题使用排除法。虽然节约了时间，但是我的做法一是让回答问题的学生感到失落，二是没有给同学们留下思考的时间。很多学生因为我给出了答案自己也就不在深入思考了，从而阻碍了学生思维深度的发展。所以，在复习过程中，一定要时刻以学生为主体，从学生的角度出发去进行授课。

最后，一定要给学生留下思考、整理的时间，让学生自己回顾整节课的知识，进行查漏补缺。学生在听老师的讲解时往往十分明白，但是一到自己总结、做题时就开始犯迷糊。这说明学生对于知识的理解还是不透彻的，所以教师在课上给学生留下五分钟左右的回顾时间一是让学生弄清疑惑，二是有助于学生自己梳理知识，有效地构建知识框架。

化学反应与能量考点透视 第3篇

考查题型主要有：以选择题形式考查反应热、焓变、燃烧热、中和热等概念及放热反应、吸热反应的判断；通过填空题考查热化学方程式的书写；通过计算题考查键能的概念、盖斯定律的应用。

考点1 热化学方程式的书写及判断

例1 室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1；将1 mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O（s）[△]CuSO4（s）+5H2O（l）， 热效应为ΔH3。则下列判断正确的是（ ）

A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3

C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3

解析 根据题意可以写出：

①CuSO4·5H2O（s）=CuSO4（aq）+5H2O（l） ΔH1

②CuSO4（s）=CuSO4（aq） ΔH2

①-②即得CuSO4·5H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l）

所以有ΔH3=ΔH1-ΔH2。

由题意知，ΔH1为正值，ΔH2为负值，所以ΔH3肯定大于ΔH1。

答案 B

点拨 这道题比较常规，但没有直接给出热化学方程式，而是需要考生将文字转化成方程式，这相当于顺带考查了考生的理解能力。我校普奥班学生解答这一题时正确率并不高，说明大家对文字的理解能力急需加强。这几年理综试卷长度普遍较大，试题的阅读量有加大趋势。

例2 工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热（ΔH）分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1，则生成1 m3（标准状况）CO所需热量为 。

解析 首先写出制CO的化学方程式： CH4+CO2=2CO+2H2。然后根据燃烧热的定义写出三个热化学方程式：

①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） ΔH=-890.3 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH=-2×285.8 kJ·mol-1

③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） ΔH=-2×283.0 kJ·mol-1

①-②-③得：

CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） ΔH=+247.3 kJ·mol-1

也就是说每生成2 mol CO需要吸热247.3 kJ，那么生成1 m3 CO吸收的热量为[100022.4]×[247.32]=5.52×103 kJ。

点拨 这道题也是常规题，也没有直接给出热化学方程式，而是将燃烧热的定义蕴含在里面，与化学计算综合在一起考查。

例3 反应A+B→C（ΔH<0）分两步进行：①A+B→X（ΔH>0），②X→C（ΔH<0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ）

[反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C]

A B C D E

解析 由反应A+B→C（ΔH<0）知，该反应是放热反应，A和B的能量之和大于C。由反应①A+B→X（ΔH>0）可知，A和B的能量之和小于X。由反应②X→C（ΔH<0）可知，X的能量大于C。

答案 D

点拨 常规题只涉及一个化学反应，中间可能穿插活化能的问题，但这道题在常规题基础上向前走了一步，涉及到三个化学反应！增加了思维量，大大降低了靠猜就能得到正确答案的概率。如果此题再增加一个干扰选项（如图E）就更好了。

考点3 盖斯定律与焓变

例4 已知下列反应的热化学方程式：

6C（s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）=2C3H5（ONO2）3（l） ΔH1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH2

C（s）+O2（g）=CO2（g） ΔH3

则反应4C3H5（ONO2）3（l）=12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）的ΔH为（ ）

A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1

B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3

C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1

D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3

解析 将上述三个反应依次编号①②③，②×5+③×12-①×2即可得到总反应。

答案 A

点拨 这是对盖斯定律的常规考查，与以往试题不同的是，它引入甘油这类较大的有机分子，导致各物质的系数较大，错误率上升。类似高考试题还有：

白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：

2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）=6CaO（s）+P4（s）+10CO（g） ΔH1=

+3359.26 kJ·mol-1

CaO（s）+SiO2（s）=CaSiO3（s） ΔH2 =-89.61 kJ·mol-1

2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）=6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g） ΔH3

nlc202309041313

则ΔH3=2821.6 kJ·mol-1。

例5 糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是（ ）

A. 脱氧过程是吸热反应，可通过降低温度的办法延长糕点保质期

B. 脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe-3e→Fe3+

C. 脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为：2H2O+O2+4e→4OH-

D. 含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL（标准状况）

解析 脱氧过程就是铁的缓慢氧化过程，是放热反应，在此过程中铁作为电池的负极（Fe-2e-=Fe2-），碳作原电池的正极（2H2O+O2+4e-=4OH-）。铁生成Fe2+后还会继续被O2氧化，最终生成Fe3+，也就是说0.02 mol Fe最多可吸收0.015 mol O2。当然也可以不经过计算直接用排除法选D。

答案 D

点拨 此题较为传统，考查电池的正、负极及电极反应，但其背景不再直接给出原电池，而是与生活实际相关联。虽然我们经常见到食品袋中有个小袋，但不知为何物，细心的同学可能打开看过，研究过，那么，他就占了心理上的便宜。类似与生产、生活实际相关联的高考试题还有：

捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和（NH4）2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：

2NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）?（NH4）2CO3（aq） ΔH1

NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）?（NH4HCO3（aq） ΔH2

（NH4）2CO3（aq）+H2O（l）+CO2（g）?2NH4HCO3（aq） ΔH3

请回答ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3=2ΔH2-ΔH1。

例6 符合如图所示的转化关系，且当X、Y、Z的物质的量相等时，存在焓变ΔH=ΔH1+ΔH2。满足上述条件的X、Y可能是（ ）

①C、CO ②S、SO2

③Na、Na2O ④AlCl3、Al（OH）3

⑤Fe、Fe（NO3）2 ⑥NaOH、Na2CO3

[X][Y][Z][+w][+w][+w][ΔH1][ΔH2][ΔH]

解析 从元素化合物的转换关系来看，③和⑥也是满足变化图的，但是其转换时各物质对应的系数不全是1，不能满足焓变关系ΔH=ΔH1+ΔH2。②中硫不能直接生成三氧化硫。

答案 ①④⑤

点拨 此题也是考查盖斯定律，但是它将元素化合物之间的转换关系融合进来了，而且考查物质系数的方式较隐蔽，试题很有新意，也有难度。不过，原高考题是一道组合选择题，这种考查方式又大大降低了难度。

考点3 反应热、中和热、燃烧热的考查

例7 有关中和热的测定实验，请回答下列问题：

（1）在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是 。

（2）做1次完整的中和热测定实验，温度计需使用 次，某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？ 。

（3）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热为57.3 kJ·mol-1） 。

（4）倒入溶液的正确操作是（ ）

A.沿玻璃棒缓慢倒入

B.分三次少量倒入

C.一次性迅速倒入

（5）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是（ ）

A.用温度计小心搅拌

B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌

C.轻轻地振荡烧杯

D.用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动

（6）若不用任何材料填充在大小烧杯之间，所测得的中和热（ΔH）将 （填“偏大”“偏小”“不变”）。

答案 （1）保温

（2）3 不同意，因为不同温度计误差不一样

（3）[12]H2SO4（aq）+NaOH（aq）=[12]Na2SO4（aq）+H2O（l）

ΔH=-57.3kJ·mol-1

（4）C （5）D （6）偏大

点拨 此题似乎是常规题，其实与以往的考试出发点完全不同，此题考查的是实验细节，没有做过此实验的同学很难得高分。比如，怎么加溶液？什么时候使用温度计？怎么搅拌？最后一空还要注意ΔH的符号是负号。关于实验细节的考查，是实验题命题的方向。

考点4 键能的简单计算

例8 已知：P4（g）+6Cl2（g）=4PCl3（g） ΔH=a kJ?mol-1

P4（g）+10Cl2（g）=4PCl5（g） ΔH=b kJ?mol-1

P4具有正四面体结构，PCl5中P-Cl键的键能为c kJ?mol-1，PCl3中P-Cl键的键能为1.2c kJ?mol-1。下列叙述正确的是（ ）

A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能

B.可求Cl2（g）+PCl3（g）=4PCl5（g）的反应热ΔH

C.Cl-Cl键的键能为[b-a+5.6c4]kJ?mol-1

D.P-P键的键能为[5a-3b+12c8]kJ?mol-1

解析 原子半径P>Cl，因此P-P键的键长大于P-Cl键的键长，则P-P键的键能小于P-Cl键的键能，A项错误。利用“盖斯定律”，结合题中给出两个热化学方程式可求出Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g） ΔH=[b-a4]kJ·mol-1，但不知道PCl5（g）=PCl5（s）的ΔH，因此无法求出Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（s）的ΔH，B项错误。利用Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g） ΔH=[b-a4]kJ·mol-1可得，E（Cl-Cl）+ 3×1.2c-5c=[b-a4]，因此可得E（Cl-Cl）=[b-a+5.6c4]kJ·mol-1，C项正确。由P4是正四面体可知，P4中含有6个P-P键，由题意得，6E（P-P）+10×[b-a+5.6c4]-4×5c=b，解得E（P-P）=[2.5a-1.5b+6c6]kJ·mol-1，D项错误。

答案 C

点拨 此题就是关于键能与反应热的计算问题，但是比以往要复杂得多。要知道正四面体结构，要注意两种物质里面P-Cl键的键能是不同的，计算时涉及到的数量关系也复杂，出错率很高。

化学反应与能量的变化易错点展示 第4篇

例1钢铁生锈过程发生如下反应:

下列说法正确的是()

(A)反应①、②中电子转移数目相等

(B)反应①中氧化剂是氧气和水

(C)与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

(D)钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

易错分析:本题易受铜化学性质比铁稳定的思维定势影响,误认为铜质水龙头保护钢质水管,导致错选(C)项.

解析:①和②反应中电子转移数目都是4,(A)选项正确;反应①中氧气是氧化剂,水中元素化合价均没有发生变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,(B)选项错误;与铜质水龙头连接处的钢质水管易与铜形成原电池,铜为正极,铁为负极,会加速铁失去电子,发生电化学腐蚀,(C)选项错误;钢铁中含有碳等不活泼的杂质,在潮湿的空气中构成原电池,发生电化学腐蚀,(D)选项错误.答案:(A).

例2向含有a mol FeBr2的溶液中通入x mol Cl2,下列各项为通入Cl2过程中,溶液内发生的离子方程式,其中不正确的是()

易错分析:本题易忽视Fe2+的还原性比Br-的还原性强,易错选(A)项;忽视随反应物量的不同,产物不同,易漏选(B)项.

解析:根据通入氯气的物质的量,确定离子反应的先后顺序,以及氧化离子的物质的量,然后写出总离子方程式.a mol FeBr2电离出a mol Fe2+和2a mol Br-.根据离子还原性顺序,先发生反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,后发生反应:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2.由于通入氯气的物质的量不同,发生的反应不同.分段讨论:①当x≤0.5a,只发生反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;②当0.5a

易错点二不能正确理解离子反应发生的条件、反应的实质及过程而导致不能正确分析产物之间的反应或离子反应的先后顺序或电荷守恒

例3除杂质时,要尽量除去杂质,先加入的试剂必须过量,最后过量的物质可以使用物理方法或化学方法除去.现要除去NaCl中少量的CaCl2和Na2SO4等杂质,下列选用试剂及其使用顺序正确的是()

易错分析:本题忽视加入试剂必须过量,会错选(A)项;忽视除杂质时不引入新杂质,且过量试剂必须除去,易错选(B)项或(D)项.

解析:要尽量除去杂质,加入的试剂必须过量,加过量试剂时还应考虑下一步要除去过量的未反应的试剂,加入试剂的顺序应是:加过量的BaCl2可除去Na2S04,再加入Na2C03除去CaCl2的同时也除去了过量的BaCl2,最后再用盐酸除去过量的Na2C03,盐酸过量不要紧,可加热使其挥发而除去.答案:(C).

例4某透明溶液中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cl-、I-、(H+、OH-没有列出)中的一种或几种,为了确认溶液中离子的存在情况,分别取等量的试液装入5支试管里,做如下实验:①测定溶液的pH,pH=2;②向溶液中滴加过量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤、灼烧、称重,得固体质量为3.2 g;③向溶液中加入过量的浓氢氧化钠溶液,加热,收集到气体1.12 L(标准状况);④向溶液中加入足量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥、称重,得固体2.33 g;⑤向溶液中加入适量浓硫酸,再加入铜粉,振荡溶液,产生红棕色气体.下列对实验结论的分析合理的是()

(A)可能存在Al3+、Fe2+

(B)只存在、Fe3+

(C)一定不存在Cl-、I-

(D)可能存在Al3+、Cl-

易错分析:本题易错选(B)项,错因是仅根据相关实验现象判断,没有考虑溶液中离子的电荷守恒.

解析:由①、⑤实验知,溶液中一定存在大量的H+和,所以该溶液中一定不存在I-和Fe2+;由②知,一定含有Fe3+,n(Fe3+)=3.2 g/160 gmol-12=0.04 mol;由③知,n (NH4+)=0.05 mol;由④知,.根据实验现象不能确定Al3+、Cl-是否存在.根据电荷守恒原理仍然无法判断Al3+和Cl-是否存在.答案:(D).

易错点三对反应热、热化学反应方程式等概念不清晰,导致书写热化学反应方程式错误或计算ΔH不正确

例5下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()

易错分析:本题易错点较多,如果忽视燃烧热对产物状态的限制,会错选(A)项;如果忽视中和热是放热反应,易错选(B)项.

解析:燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,(A)项错误;中和反应是放热反应,ΔH应小于0,(B)项错误;热化学方程式要注明物质在反应时的状态,(D)项错误.答案:(C).

则的ΔH是()

(A)-824.4 kJmol-1

(B)-627.6 kJmol-1

(C)-744.7 kJmol-1

(D)-169.4 kJmol-1

化学反应与能量 教学计划 第5篇

三维目标：

知识与技能：1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；

2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义

4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式使学生理解化学反应中的能量变化；

过程与方法：

1、通过实验的引入，亲身感触到化学反应中的能量变化，培养学生的观察能力，调动学生学习的积极性。

2、通过对化学反应中能量变化的微观分析、定量计算，培养学生从现象到本质、从宏观到微观、从实践到理论的自然科学思维方法。

情感态度与价值观：

1、培养学生的`分析推理能力、提高学生的识图能力及抽象思维能力。

2、培养学生分析综合的思维能力和求实、创新、合作的优良品质。

教学重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 教学难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写

教学方法：

化学反应与能量 第6篇

例1（2010年浙江） 500℃、30MPa下，将

0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3 kJ，其热化学方程式为：

。

解析可逆反应的ΔH是指在该条件下反应物全部（100%）转化为生成物放出或吸收的热量，与反应的可逆性或反应物实际的转化率无关。0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中如果全部转变为NH3（g）放出的热量要比19.3 kJ多， 所以热化学方程式为：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；

ΔH <-38.6 kJ· mol-1

例2（2013年山东）CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）ΔH<0，在其他条件不变的情况下正确的是（ ）。

A.加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变

B.改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变

C.升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变

解析ΔH与反应途径和步骤无关，加入催化剂，改变了反应的途径，降低了反应的活化能，ΔH不变。改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变。升高温度，反应速率加快，平衡向逆反

量分数为51.3%，那么氧元素的质量分数是多少？

解析由甲苯和甘油的化学式分别为C7H8和C3H8O3二者经过比较可见其相对分子质量均为92，又因为二者分子式中氢原子数相同，因此，无论以何种比例混合，混合物中氢元素的质量分数是一定的，即

w（H）=892×100%=8.7%，所以w（O）=1-w（C）-w（H）=40%。

例5下列各组中的两种有机物，无论以何种比例混合，只要混合物总质量不变，完全燃烧时生成的水的质量也不变的是 （ ）。

A.CH2O、C2H4O2 B.C8H10、C4H10

C.C2H4、C2H4O D.C8H8、C4H8

解析本题中确定总质量一定，在完全燃烧后产生的水的质量取决于氢元素的总质量，即要求所给选项中两种物质中的氢元素的质量分数相同，不难看出该题选项A正确。

练习

反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。下列有关叙述正确的是（）。

A.该反应为放热反应

B.催化剂能改变反应的焓变

C.催化剂能降低反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

解析由于生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应为吸热反应；催化剂能改变反应的历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变；E1为反应物的活化能，E2为生成物的活化能，逆反应的活化能小于正反应的活化能。C正确。

解答策略图形题一般具有综合性强，设问多样等特点。在解答的过程中通过横纵坐标的意义及反应物、生物能量的相对大小和ΔH的关系基本就能解答。

（收稿日期：2014-09-10）

化学反应与能量 第7篇

一、高中“化学反应与能量变化”目标及认知要求

内容标准是教学策略与方法设计的依据。因此, 对内容标准的分析是认知冲突设置的基础。在高中化学课程目标中提出针对化学反应中能量变化的课程目标。[2]

(一) 知识技能

1.使学生了解化学反应中能量变化的本质原因, 掌握反应热和焓变的含义;2.理解热化学方程式的意义, 学会正确书写热化学方程式;3.提高对热化学方程式内涵的认识, 理解热量与物质的量的紧密联系, 掌握中和热的测定方法和技能。

(二) 过程与方法

1.通过设置适当的问题和台阶, 引起学生主动探究化学反应能量变化的本质原因;2.通过对热化学方程式与化学方程式的比较分析, 培养学生分析问题的能力;3.通过对化学反应本质及规律的探究, 提高学生从微观和定量角度分析化学问题的能力。

(三) 情感态度

1.从能量变化的角度认识化学反应, 体会化学反应与能量变化之间的辩证关系, 培养尊重科学、勤于思考的态度;2.树立辩证唯物主义的世界观, 帮助学生养成务实、求真、严谨的科学态度。激发学生的学习兴趣, 培养学生从微观的角度理解化学反应, 培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度, 树立透过现象看本质的唯物主义观点。

基于教学目标的要求, 可将标准对学习者的认知要求划分为如下维度:[3]

(1) 知识方面要求:了解化学反应中能量转化的原因, 能说出常见的能量转化形式。这些能量变化通常表现为热量变化, 而目前人类所需能量的绝大部分是由化学反应产生的;了解了能源与人类社会发展的密切关系, 并对研究化学反应及其能量变化的意义有了一定的认识。

(2) 认识思路的要求:从化学键的断裂和形成认识化学反应中能量的变化、说出常见的能量转化形式、说明化学能与热能的相互转化。从焓变的涵义热力学认识反应热和。

(3) 认识角度的要求:要求学生要从微观层面对化学键的断裂和形成角度重新认识化学变化中的能量变化, 将对化学反应中能量变化从定性认识逐渐过渡到定量认识。

(4) 思维特点的要求:从宏观与微观的角度来认识化学反应与能量的变化, 即反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成是化学反应中能量变化的主要原因, 并通过探究实验体验化学能与热能相互之间的转化;同时还定性了解了吸热反应和放热反应。

二、高中学生已有认知水平分析

依据初高中学课程标准, 在对与“化学反应与能量变化”知识相关知识点的内容标准分析基础上, 结合高中学生的心理特点, 得出学生已有认知水平为:

已有知识:在学习该内容之前, 学生已经知道物质发生化学反应产生新物质的同时, 伴随着能量变化;能识别出这些能量变化通常表现为热量变化;阐明能源与人类社会发展的密切关系, 并对研究化学反应及其能量变化的意义有了一定的认识。

认识思路:学生能够知道物质发生化学变化时伴随有能量的变化, 可通过定量地探讨“质”“能”关系, 来进一步理解化学反应的本质。在此基础上的扩展与提高。

认识角度:通过九年级“化学有关化学反应与能量”一节得知, 学生能够从化宏观的角度去认识化学变化中的能量变化, 知道物质发生化学变化时伴随有能量变化, 并认识到通过化学反应获得能量的重要性。

思维特点:初中“化学反应与能量”一节的课标可知, 学生能够整体认识化学反应的“定量观”与“动态观”, 但对于宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能量之间的关系中, 很难建构化学反应过程中能量变化示意图。

三、障碍分析

化学反应与能量变化中的定义、原理、定律都是从有关的概念和实践中总结出来的, 而一个概念的掌握往往要通过感知、抽象、思维等心理过程得到理解而实现的。化学中的实验技巧和观察能力, 无论是从学习化学知识或是对化学的研究方法上都有着重要意义。基于目标要求以及学生认知水平的分析, 学生的学习障碍主要表现为:

(一) 知识方面的障碍

在初中的知识容量很小, 更多的注重感性分析。进入高中后课堂的容量突然加大, 辅导练习、消化的课时相应地减少, 学生的抽象思维能力还不能适应。[4]从而不理解化学反应与能量关系。

(二) 认识的角度的障碍

通过必修2的学习, 学生宏观上已经知道化学反应中有吸热和放热, 学生认识障碍点主要在于“焓变”、“△H的+与-”及“热化学方程式的书写”三个难点的理解上。高中生形成化学学习障碍的另一原因是思维角度与初中阶段大不相同, 由于学生在学习的过程中总结和归纳的能力不足, 不能从反应的原理上认识化学反应与能量之间的关系;学生的化学计算易于出错, 也导致在定量分析反应中能量变化过程中存在一定的障碍。

(三) 认识的思路的障碍

在认识思路方面, 从化学键的断裂和形成来认识化学变化中的能量变化, 在此过程中学生看不到清晰的思考路线, 这与学生对化学反应与能量变化的认识的思维特点有关。

(四) 思维特点的障碍

学生要从化学键的断裂和形成角度重新认识化学变化中的能量变化, 将对化学反应中能量变化从孤立地认识逐渐过渡到系统地认识在化学反应过程能量整体守恒。由于学生在学习的过程中总结和归纳的能力不足, 从而不能更好地将新旧知识结合起来并应用于学习中。

四、认知冲突设置

基于以上学生的认知分析可知, 由于在解决实际问题或真正的学习情景的过程中必然有矛盾与冲突存在, 即在化学学习中学生不可能“伸手就摘到果子”。[5]然而, 在教学中巧妙地设置如下认知冲突, 使学生更好的掌握相应知识。

(一) 通过讨论引发认知冲突克服知识方面及认识的角度方面的障碍

在教学过程中, 在教师引导下进行师生互动或生生互动, 在互动过程中, 当学生发现自己的观点与他人观点有异议, 且他人的观点更加适合解决问题时, 常常会怀疑自己提出的观念, 从而产生求知欲和认知冲突。在这种情景下, 学生往往较容易接受新的、正确的科学概念。

然而, 在该部分内容教学中, 具体可分为如下两个方面的活动内容:一方而是对化学反应中的能量变化进行感知。例如, 让学生借助温度计对化学实验前后实验对象的温度变化情况进行测量, 以此来感知其能量变化同时, 也可利用相关的化学概念, 如, 中和热、燃烧热等, 对化学反应中的能量变化进行分析;另一方而是对化学反应中的能量变化进行解释通过对化学反应中实验对象能量变化的原因进行分析, 对能量变化进行定性由于能量变化的基础是物质变化。

如:在《拯救大兵瑞恩》电影里面有一个坑道中的敌兵被美军用燃烧弹烧死的画面, 这就是在现代坑道战、堑壕战中利用了燃烧弹的作用之一, 燃烧弹的燃烧材料主要是汽油, 提出问题:这种燃烧弹有哪些性质与优势呢?学生讨论:有的同学说汽油的密度较小, 有的说汽油发热量高, 还有的说价格便宜, 等等。使学生之间的认知产生冲突。所以, 可在对物质变化进行分析的基础上对实验对象的能量变化进行系统分析。[6]在这一过程中, 教师可从化学反应体系的角度进行教学, 主要包括反应物与生成物体系的总能量有哪些, 而能量变化则等于生成物体系与反应物体系总能量的差。

(二) 创设问题情境引发认知冲突克服认识思路的障碍

问题情境指学生意识到的一种有目的却不知如何达到这一目的的心理困境。[7]这时学生急切地进行构思, 以期能解决未知的问题。那么, 教师应充分利用和发掘教材以及学生活动中的矛盾因素, 将学生置于矛盾氛围, 学生就会产生解决矛盾的迫切需要, 并激起认知冲突。

比较经典的一个实例是应用“自加热罐头”和一瓶普通罐头做教具, 主要让学生亲身体验其之间温度的变化。之后让一位同学把“自加热罐头”底部的锥刺上移, 再次让同学们体验罐头温度的变化, 并与普通罐头做对比。使学生置身于问题情境里, 从而引起学生思考:为什么“自加热罐头”能够自己加热呢?“自加热罐头”里是的什么物质呢?罐头的温度发生变化是由什么物质引发的呢?……

创设与学习主题相关的真实情境, 学生能够亲身参与体验, 对于将要学习的知识有了一个较清晰明了思路, 从而引起学生的学习兴趣。

(三) 寻找“反例”激发认知冲突克服思维障碍

为了让学生掌握化学变化中的能量变化的相关知识, 在学习的过程, 应采取“反例”策略, 使学生对相应知识产生不“平衡”的心态, 激发学生认知冲突, 迫使学生去“平衡”相应的知识, 并将分散的孤立的知识系统地结合起来, 形成新的知识体系并内化为自己的知识。譬如:由吸热反应与放热反应的定义易知:有热量释放的化学反应叫做放热反应;反之, 叫做吸热反应。那么, 吸热反应就是在加热条件下进行的反应吗?而放热反应是在常温下进行的反应?遇到这样的问题, 教师可通过反例和演示让学生解除困惑:常温下进行的反应有的可能是放热反应, 如中和反应;也可能是吸热反应, 如NH4Cl与Ba (OH) 2·8H2O的反应。在加热条件下进行的反应, 有的可能是吸热反应, 如;也可能是放热反应, 如。但值得注意的是放热反应撤去热源后仍能进行, 持续加热才能继续进行的反应是吸热反应。显然, 反应吸热还是放热与反应条件无关, 主要依据反应物总能量与生成物总能量的谁高谁低进行比较来决定的。反例的出现, 与学生的理论或观点又产生了冲突, 激起其继续探究声音产生的本质原因。明确提出了“反例”的策略, 用来激发学生的认知冲突。然而, 在教学中注意将知识网络化, 注重条理性, 并将典型习题做到精练精析, 以帮助学生建立科学、系统的概念知识。注重旧知与新知的对比, 并及时引导归纳, 学生间的交流, 达到最终的理解掌握。在老师的精心培养下, 使学生得到全面的发展。

显然, 设置认知冲突的做法于高中化学教学中并不仅仅只有以上几种。另外, 在什么教学时机设置认知冲突、采取什么样的教学方式, 应用什么教学策略等等, 还需要我们在教学实践中不断地探索和研究。总之, 只要时时刻刻考虑到认知冲突的存在, 并采取相应的教学策略, 则学生对化学的学习必将轻松自如, 化学课堂必将变得有声有色、百花齐放。

摘要：化学反应与能量的变化是高中化学课程中的重要知识点, 也是学生学习的难点。基于高中化学课标的目标要求, 在对学生现有的认知水平、学习障碍分析的基础上, 通过认知冲突的创设, 激发学生学习兴趣, 克服障碍, 建构知识。

关键词：化学反应与能量,认知冲突,创设,学生

参考文献

[1]黄剑锋, 汤希雁.2015年全国高考化学学科考纲解读及备考建议[J].广西教育, 2015, 3;50-51.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中《化学课程标准》, 北京人民教育出版社2013.7.

[3]王磊.化学学科知识与教学能力[M].北京:高等教育出版社, 2011:285-289.

[4]张凤燕.谈如何做好初高中化学教学衔接[J].河北邱县, 现代教育科学, 2011, (7) :42-42.

[5]韩军.如何在数学教学中设置认知冲突[J].中学生数理化:学研版, 2012, (4) :85-85.

[6]易歆演.“化学反应与能量”主题教学设计研究[J].数理化学习, 湖南省怀化市第三中学, 2014, (9) :78.

化学课堂的正能量传递与信息选择 第8篇

曾经,写得一手引以为傲的漂亮粉笔字,在黑色粗糙的水泥黑板换成墨绿黑板的年代出尽了风头。如今,面对多彩的屏幕或白板,屏幕中风景总是色彩斑斓,音箱还不时飘出或低吟、或高歌、时舒时急的范例精讲。外面世界的精彩不分时空地被投影浓缩;屏幕在跳跃腾挪,似行云流水。过去的一言堂、单通道的“满堂灌”变成了人机并行的、只争分秒的“海量机灌”,学生怎能不头晕眼花,信息感冒症正悄然来袭。那么,在化学课堂中如何传递正能量,正确选择信息呢?

一、激发学生的正面情绪

电子设备要有稳定的电流才能工作,学习需要正面情绪才能正常开展。如果学生在课堂上情绪低落,再加上教师只是一味地让学生考高分,枯燥生硬地讲解知识,那么即使学科知识逻辑严密,效果也是可想而知的。

教师走进教室前就要先调节好自己的情绪,以整洁适当的装束、充满阳光的心态、坚定的步伐走上讲台。教师的内心应充满对学生的关爱,对学生的各种情绪表现均能正常接纳,过度低落或亢奋的情绪均不利于教学。教师需先观察学生的情绪与精神状态,用幽默风趣的、或舒缓、或激发的语言来个开场白。这种调节性的课前语,要结合学生当下的实际,不断变化,让学生在不经意间被教师引导,形成健康积极的心理状态。不要简单地对学生的不良情绪进行责备,更不宜强制性地抑制负面情绪。

1.教学情境创设阳光化,激发学生正面情绪

化学教学情境的理想境界是让学生如沐春风,清新、亮丽、和谐,洋溢着勃勃生机。课前应根据学生近期情况,对学生可能出现的情绪进行预测,并想好应对策略。如对课件设计的色彩、格调、风格进行调整优化,以利于学生形成正面情绪。化学教学情境不宜都是诸如氯气泄漏、浓硫酸遭遇翻车、蔬菜农药超标、食品添加剂过量等内容,这样成天沉浸悲惨世界,学生不可能有正面情绪。笔者认为,化学教学情境应多涉及新型高科技材料、化学生产工艺优化、化学新药治疗疾病等,让学生感受到化学可以使生活更美好,产生一定要学好化学的正面情绪,充满正能量。

2.教学过程避免过分功利化

在当今课堂中,教师的教学目标都对准了考试成绩的提升,如此单一的教学目标,造成整个教学设计过程的功利化。如导学案中设计题,课件中有大量的题,作业还是题,学生成天浸泡在题海中。课堂上为了节约时间,教师常简单告知学生硬背,要求学生死记结论,不去探究知识的来龙去脉,学生记不住就认为是其不够努力刻苦。这样的教学枯燥乏味,久而久之,学生必然认为化学知识索然无味。为此,教学应该避免短视,回归教育的本来目的,让教学过程为学生的终身发展服务;重视知识正常的建构过程,避免教学中短期的、过分功利化的行为。

二、筛选优化信息,让课堂主干更清晰

植物的生长需要从土壤中吸取水分和各种无机营养元素,还需要从空气中吸收二氧化碳以及阳光雨露。化学课堂就是创设培育适合学习的土壤,各种案例和素材就是其养分,教师的点拨似阳光。接下来不是拔苗助长,而是静待花开。

很多年前,化学课堂常信息不足,只得照本宣科。现在的化学课堂却易走向另一极端———信息过剩。化学教师设计课件时往往对信息的筛选优化不足,累积过多的相似信息,或者是加进与主题相关性不大的信息,导致信息过多,对主题产生干扰,致使学生对信息接收和加工处理困难,产生焦虑、烦躁不安的心理,导致学习效率下降。为此,教师要对化学课堂信息进行筛选,抓住可为主旨服务的信息,让课堂主干清晰。

三、五线合一,优化信息选择

化学课件设计要有灵魂,而化学课件中的“五线合一”是化学课堂信息选择的优化形式,每线有各自的流程,但这五线相互融合,形成统一的有机整体。融合的流程服从于课程的三维目标,有效解决问题,是形成学习能力的有效手段。

声化学能量测量仪的研究 第9篇

目前测量声强比较 常用的方 法是水听 器法[1],采用的传感器是水听器。水听器是一种相对灵敏的传感器,它可将声场中某点处的瞬时声压信号转换成电压信号,再将此信号送到外围电路进行处理并通过CPU计算出声强值。另外一种方法是压差法[2],其测量原理是: 通过U型压差计测出声辐射压强,再结合声速进行换算得到声强值。压差法测量装置由超声波发生器、换能器、三维定位仪和U型微差计组成。目前,声强测量的主要难题是没有合适的传感器能准确测量质点振速[3,4]。

笔者利用压电传感器将超声辐射各个场点的声波所产生的瞬时声压信号经过压电传感器转换成电压信号[5],再经过二阶高通滤波器滤波后进入声强测量仪,经声强测量仪进行数据处理后得到实时声强值。

1系统总体设计方案1

1.1总体架构描述

根据文献[1,2]所述,在误差精度要求不高的情况下用水听器测量时,在平面波的作用下其声压平方与声强值呈正比例关系,笔者基于压电传感器原理,将声压信号等比例转换为电压信号, 从而可得I = KU2,其中,K为标定系数,与介质密度、介质中超声传播速度和传感器特性相关; U为传感器端的电压值。为此,所设计的声强测量仪接收从传感器转换而来的电压信号,然后外接截止频率10k Hz的二阶高通滤波器,依次经过整流、 放大、滤波,最后进入A/D,由单片机对数据进行分析处理,并实时显示。

1.2硬件架构图

如图1所示,声强测量仪采用的主控芯片为STC12C5628AD,自带8位10路的A / D采样,液晶采用12864( 点阵显示) ; 采样芯片是LM358,经放大的信号再经过二阶滤波进入单片机,外部9V电池经过LM2596-5V降压到5V给芯片供电,k1、 k2是两个外部中断按键。

1.3软件工作流程

声强测量仪软件工作流程如图2所示,对从A / D口采集的电压信号进行滤波处理后,利用声强公式计算实时声强值。设定定时器0中断优先级最高,通过外部中断按键k1、k2进行参数K的标定。可通过串口将实时声强值传递给上位机, 并接收上位机传来的对标定参数K的设定。

2硬件电路

2. 1供电

如图3所示,本声强测量仪采用外部的9V电池供电,然后经LM2596-5V的电源芯片将9V电压转换成5V给STC12C5628AD和运放LM358供电。电路中并联多个值为0. 1μF电容是为了滤除干扰信号,尤其是高频干扰[6]。

2.2电池电量检测

如图4所示,A端口是电池正极输入,P1^1连接单片机A/D口。采用两个10kΩ 电阻进行分压以保证单片机引脚输入电压最大不超过5. 5V,然后将电池电量采用图形格式显示在12864液晶屏右上方。

2.3外部信号的整流放大

如图5所示,LM358是双运放,笔者只用其中一个运放,但是另外一个运放不悬空[7]。P3是压电传感器的输入端,经过二极管整流,然后经过LM358运放放大。查看芯片手册可知,LM358可单电源供电范围是( 3,30) V,输出电压摆幅是( 0, Vcc - 1. 5) V,单位增益频带宽接近1MHz,笔者所研发的声强 测量仪检 测的频率 范围是15 ~ 100k Hz,所以选择该运放在理论上符合要求。

2.4串口通信

声强测量仪通过PL2303芯片组成的串口电路与上位机进行通信( 图6)[8],可将实时声强值发送到上位机,并接收上位机对系数K的设定。

3实验测试数据

实验一,准备一台函数信号发生器,用声强测量仪分别测试在20、28、40、60k Hz频率下,峰值分别为1. 4、1. 6、1. 8、2. 0、2. 2、2. 4、3. 0、3. 2V时的声强值,结果如图7所示。

从图7可知,在函数发生器产生的标准信号下,在同一频率下,输入信号强度与声强值呈线性关系。不同频率,相同的信号幅值,声强值不同, 这说明声强值不仅与信号幅值相关,还与信号频率相关。

实验二,准备一台超声波发生器,柱形九节鞭式大功率超声换能器,功率表和一个直径30cm、 高度1. 2m、厚度0. 5cm的超声消音制作的水桶。 将塑料桶里装满去气的蒸馏水,启动超声发生器驱动大功率超声换能器工作。理论上在超声换能器对称的两个位置处的声强值是基本相同的,本实验采用参数一致的压电传感器分别插在大功率换能器的水下对称位置,用两台配置相同的声强测量仪分别测试两点的声强,并记录不同超声功率下的声强值,结果如图8所示。设备1、设备2代表两台配置相同的声强测量仪。

从图8可知,笔者所设计的声强测量系统测量的声强值与超声发生器的输出功率呈正比例关系,且对称两点处的声强值也基本一致,与理论相符。

实验三,在实验二条件的基础上,超声波发生器的功率输出分别为500、600W,将压电传感器固定在水桶中的一点,测量一段时间内该点处的声强。通过安捷伦示波器对压电传感器的输出信号进行采样,并进行频谱分析。将频谱幅值与文中所示的声强测量仪的测量结果进行比较分析,不同功率下的频谱图如图9所示。

由图9可知,在500W功率下,得到的3组声强平均值分别为0. 204、0. 233、0. 232W/cm2,平均声强值为0. 223W/cm2。对图8采用最小二乘法可得到优化后的标定系数值。经标定后,得到采用声强测量仪测得的声强值是0. 219W/cm2,误差是0. 9% 。在600W功率下,得到的3组声强平均值分别为0. 360、0. 370、0. 359W/cm2,平均声强值为0. 363W/cm2。采用同样的标定系数,使用笔者所研制的声强测量仪测量得到的声强值是0. 365 W / cm2,误差为0. 6% 。

分析导致上述误差的主要原因如下: 换能器本身的非线性使得其传递到声场中的声功率并不是随着输入电功率的增加而线性增加的,当输入功率达到一定程度时,换能器可能已经达到饱和状态了; 由于负载水温的升高会对传感器精度造成影响,影响精度; 由于超声电源输出功率也存在一定的精度,对结果也有一定的影响,此外水桶表面的回波对声强场也会产生干扰。

综上所述,在上述条件下测试两个特定功率 ( 500、600W) 下的声强值与理论计算的声强值进行对比,误差在容许范围内。并且该设备测试方法简单,符合工程实际应用。

4结束语

笔者基于压电传感器,研究开发了一款超声声强测量仪表,频率范围可达到15 ~ 100k Hz,相比其他声强测量设备,扩大了频率范围,并且该设备结构简单、易于使用,适用于测量超声清洗机的清洗效果。但由于笔者是采用单压电传感器进行声强测量,没有对质点振动速度进行直接检测,因此其测量精度相对偏低,今后应研究在双压电传感器或压电传感器与振动速度传感器相结合的声强测量方法,以提高检测精度。

参考文献

[1]杜江齐.基于水听器的超声声场分布测量研究[D].杭州:中国计量学院,2012.

[2]叶国祥,吕效平,韩萍芳,等.压差法测量超声波声强[J].南京工业大学学报(自然科学版),2007,29(3):51~53.

[3]刘勋,相敬林,周越.声强度的测量及其应用[J].声学技术,2000,19(2):95~97,100.

[4]刘星,时胜国,战国辰,等.水下声强测量技术在近场测量中的应用研究[J].哈尔滨工程大学学报,2002,23(1):95~98.

[5]陈张平.超声波换能器特性分析及其电源设计[D].浙江:杭州电子科技大学,2013.

[6]杨玉强.滤波电容选取的深入研究[J].辽宁工学院学报,2006,26(2):127~129.

[7]Carter B,Mancini R.运算放大器权威指南[M].北京:人民邮电出版社,2010.

化学变化中的能量变化(节选) 第10篇

本课是高一化学(上册)中的教学内容,在本课教学中,我以探究式学习为主,首先从一个实验入手(KClO3的受热分解),启发学生理解物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这些能量变化通常又表现为热能变化。接着,我引导学生进入实验探究教学,引发“为什么有的化学反应吸热,而有的化学反应放热”的问题,然后提出人类如何利用化学反应产生的热量问题,再进一步引导学生思考有关能源展望和人类进步的话题。

教学过程(此处限于篇幅,仅节选其中2个教学片段):

片段1:引入新课

[演示实验]KClO3受热分解实验。

提问:实验观察到的现象说明什么问题?(2KClO3+3C→3CO2↑+2KCl)KClO3受热先熔化,此时并没有氧气放出;将带火星的木条与熔融的KClO3接触以后立即放出氧气,木条在熔融的KClO3中剧烈燃烧起来,由燃烧放出的热维持KClO3放出氧气,直到反应完成。

教师:化学变化的特征就是化学变化中除有新物质生成外,常伴随着放热、发光、放出气体,有时还会有变色、生成沉淀等现象发生,有时还有电流,本课我们一起来学习。

[板书]

4.2化学反应中的能量变化(变化中热效应是一种主要的形式)

化学反应中的热效应

片段2:化学反应中能量是怎样变化的

[演示实验]在一个小烧杯里,加入约10g NH4Cl晶体,加少量水,将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的木片上,然后再加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)28H2O],并立即用玻璃棒迅速搅拌,使两者充分反应,成糊状即可。混合搅拌后,木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)28H2O+2NH4Cl→BaCl2+2NH3↑+10H2O

提问:由实验推知,Ba(OH)28H2O固体和NH4Cl固体的总能量BaCl2溶液、氨气和H2O的总能量。(吸热)

[学生分组实验]在一个含2厘米的镁带的试管中,加入2毫升的6mol/L的盐酸,观察实验现象。

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。

反应产生大量热,同时试管温度升高(发烫),说明反应过程中有热量放出。化学反应方程式:Mg+2HCl→MgCl2+H2↑。

提问:由实验推知,Mg和盐酸溶液的总能量______MgCl2和氢气的总能量。(放热)

通过以上几个实验,我们是否已经明白了化学反应中能量是怎样变化的?

教师:1.化学反应的特点是有新物质生成,也就是物质中旧化学键的断裂和新化学键的形成过程;2.新物质和反应物的能量必存在差异,而化学反应中能量是守恒的;3.反应物和生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热,若两者能量较为接近,则放热和吸热不明显。

化学反应的过程可看做是能量的“释放”与“贮存”过程。

[板书]

化学反应中的能量变化主要表现为吸热或放热。

放热反应:化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应。

吸热反应:化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

化学反应与能量 第11篇

例1已知合成尿素的总反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH<0，它可以分两步进行：

（1） 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s),ΔH1<0

(2)NH2COONH4（s)

CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH2>0

图1中正确表达合成尿素过程中能量变化的是（ ）。图中a代表2NH3(g)+CO2(g),b代表NH2COONH4(s)，c代表CO(NH2)2(s)+H2O(l)。

解析由于总反应是放热反应，则反应物2NH3(g)+CO2(g)的总能量大于生成物CO(NH2)2(s)+H2O(l)的总能量；因ΔH1<0，ΔH2>0。故选项C正确。

点评放热反应中ΔH<0，反应物的总能量大于生成物的总能量；吸热反应中ΔH>0，反应物总能量小于生成物的总能量。看懂能量转化图的含义是解决本题的关键之处。

二、利用能量转化图判断催化剂和活化能相关问题

例2图2为某一化学反应在不同的条件下能量变化曲线图，四个选项中说法正确的是（ ）。

A.化学催化比酶催化的效果好

B.使用不同催化剂可以改变反应的热效应

C.使用催化剂可以降低化学反应的活化能

D.反应物的总能量低于生成物的总能量

图2解析根据图2可知：催化剂能降低化学反应的活化能，对反应物总能量与生成物总能量无影响，则对该反应的焓变也无影响。C项正确。

点评反应吸热还是放热是由反应的初始状态和反应结束状态的能量的大小关系来决定的，催化剂的加入能降低反应的活化能、使反应更容易发生，而对反应物的完成程度、反应的热效应均无影响。

三、利用能量转化图判断热化学方程式的正误情况

例3图3为化学反应N2+3H22NH3的能量变化图，下列热化学方程式正确的是（）。

图3A. NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ

B. N2(g)+H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

C. 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

ΔH=+92 kJ/mol

D. N2(g)+3H2(g)2NH3(l)

ΔH=-431.3 kJ/mol

解析由题设中提供的能量转化图可以得到：

12N2(g)+32H2(g)NH3(g)

ΔH=-46 kJ/mol

NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ/mol

12N2(g)+32H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

综合可知：A项单位错误，B项原子不守恒，D项中数值错误，正确选项为C。

点评判断热化学方程式书写是否正确要注意热化学方程式和燃烧热、中和热表示式的区别；表示燃烧热、中和热的化学方程式时，对反应物的量、产物的组成和状体都有特殊的限制，而表示热化学方程式时，只要保证化学计量数与反应热匹配即可；最后要注意反应热单位（kJ/mol）和物质聚集状态。