高中化学(新教材)《化学反应中能量变化的本质及转化形式》
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化学反应的能量变化(化学知识点)化学反应的能量变化是指在化学反应过程中,反应物转化为生成物所释放或吸收的能量。
能量变化可以通过热量、光能等形式表现出来。
这种能量变化的研究对于理解化学反应的机理和性质具有重要的意义。
本文将介绍能量的定义、能量变化的特征以及常见的能量变化类型。
一、能量的定义能量是物质所具有的做功的能力,是衡量物体状态的一种物理量。
从宏观角度看,能量可分为动能和势能两种形式。
动能是物体由于运动而具有的能量,势能则是物体由于位置或形态而具有的能量。
在化学反应中,我们主要关注的是化学能,即反应物和生成物之间的能量差。
它决定了反应的放热或吸热性质。
二、能量变化的特征1. 系统与环境:在化学反应中,我们将研究的对象称为系统,而与系统相互作用的周围环境称为环境。
能量变化表现为系统与环境之间的能量交换。
2. 热量:热量是最常见的能量交换形式,指的是通过热传导、对流、辐射等方式传递的能量。
在化学反应中,通常用热量来表示系统与环境之间的能量变化。
3. 热容:热容是指物体吸收或释放单位温度变化时所需的热量。
它可以用来描述物体的热量变化情况。
4. 焓变:焓变是指在常压条件下,化学反应中吸热或放热的能量变化。
它可以通过测量反应物和生成物的温度变化来计算。
三、常见的能量变化类型1. 吸热反应:吸热反应是指化学反应过程中系统从环境中吸收热量的反应。
吸热反应通常导致环境温度下降,使周围物体感到寒冷。
2. 放热反应:放热反应是指化学反应过程中系统向环境释放热量的反应。
放热反应通常导致环境温度升高,使周围物体感到热。
3. 吸热解离反应:吸热解离反应是指在反应过程中,反应物分子从结合态转变为离解态,系统吸收热量的反应。
这种反应常见于溶解反应、氨合成等。
4. 放热结合反应:放热结合反应是指在反应过程中,反应物分子从离解态重新结合为结合态,系统释放热量的反应。
这种反应常见于燃烧反应、酸碱中和等。
四、能量变化的应用1. 热力学分析:通过测定化学反应过程中的能量变化,可以研究反应的热力学性质,比如某些反应的生成焓、反应速率等,对于工业生产和实验室研究非常重要。
第一章总结与检测(学案)一、反应热与焓变1、化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。
通常主要表现为热量的变化。
2、焓变、反应热(1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应。
(2)符号:ΔH。
(3)单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
3、吸热反应和放热反应①放热反应:a 可燃物的燃烧;b 酸碱中和反应;c 大多数化合反应;d 金属跟酸的置换反应e 物质的缓慢氧化等②吸热反应a 大多数分解反应;b 盐的水解和弱电解质的电离c Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;d 碳和水蒸气、C和CO2的反应等二、从能量和键能角度认识反应热1、能量守恒角度分析:(宏观角度)(1)根据能量守恒,反应的△H=生成物的能量之和-反应物的能量之和。
(2)当反应物的能量之和大于生成物的能量之和,判断化学反应放热,△H<0;反之为吸热反应,△H>0。
2、化学键的角度:(微观角度)(1)化学反应中存在旧键断裂和新键形成的过程,且旧键断裂吸收热量,新键形成过程中放出热量,化学反应的能量变化取决于吸收和放出热量的多少,当吸收热量大于放出的热量时反应吸热;当放出的热量大于吸收的热量时,反应放热。
且反应的△H=反应物的键能之和=生成物的键能之和。
(2)在分析化学反应的能量变化时,从以上的两个角度加以考虑为基本思路。
需指明,如准确分析反应热的本质,将两种分析思路结合进行。
以图表示为:结合上表,不管从微观角度还是宏观角度分析反应焓变均为△H=a-b 。
3、键能、反应热和稳定性的关系 (1)键能定义在101kPa 、298K 条件下,1mol 气态AB 分子全部拆开成气态A 原子和B 原子时需吸收的能量,称AB 间共价键的键能,单位为kJ·mol –1。
(2)键能与反应热化学反应中最主要的变化是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
高中化学教案:化学反应与能量转化1. 引言本教案旨在帮助高中学生理解化学反应与能量转化的基本概念和原理。
通过深入分析不同类型的化学反应及其能量变化,学生将能够更好地掌握化学反应背后的基本原理,并能够运用所学知识解决实际问题。
2. 化学反应的定义和类型2.1 化学反应的定义•了解什么是化学反应,以及它与物理变化的区别。
•掌握如何表示化学反应,包括方程式和符号。
2.2 化学反应的类型•认识不同类型的化学反应,如合成、分解、置换和双替换等。
•分析每种类型反应的特点,并提供相关实例进行说明。
3. 反应热和焓变3.1 热力学基础知识回顾•复习热力学基本概念,如系统、周围、内能等。
•理解温度与热量之间的关系,以及焓变与热量之间的关系。
3.2 反应热和焓变的定义•介绍反应热和焓变的概念。
•解释反应热和焓变与化学反应速率之间的关系。
3.3 焓变的计算方法•讲解如何计算焓变,包括标准反应焓变、燃烧热和溶解热等。
•提供具体实例进行演示和练习。
4. 能量转化在化学反应中的应用4.1 燃烧反应•分析燃烧反应中能量转化的过程和原理。
•讨论不同类型的燃料及其能量释放。
4.2 齐次平衡和动力学控制下的反应速率•探讨齐次平衡与动力学控制下反应速率之间的关系。
•解释温度、浓度、表面积等因素对反应速率的影响,并提供实验案例进行说明。
4.3 化学电池和电化学反应•剖析化学电池中能量转换的机制。
•解释电池中产生电能的过程,并提供相关案例分析。
5. 应用案例分析与实践5.1 能量转化问题求解•提供一些真实应用案例,要求学生根据所学知识解决相关能量转化的问题。
•鼓励学生利用实验和计算方法验证他们的答案。
5.2 设计化学反应实验•激发学生的创造力,鼓励他们设计和进行一个涉及能量转化的化学反应实验。
•提供指导以确保实验的安全和有效性。
总结本教案通过系统地介绍化学反应与能量转化的基本概念及原理,帮助高中学生理解不同类型的化学反应及其能量变化。
丰富的案例分析和实践活动将有助于巩固所学知识,并培养学生解决问题和创新思维能力。
名师指导 Famousteacherguidance138教育前沿 Cutting Edge Education新旧课标下两版“鲁科版”高中化学教材对比——以《化学第2册(必修)》为例文/崔玥摘要:“鲁科版”高中化学教材——《普通高中课程标准实验教科书·化学》它已经在中国许多省市进行了测试和应用,并被大多数教师和研究人员广泛接受。
随着科学技术不断创新并且有了质一般的飞跃,国家开始了深刻的课程改革,研发出了新的课程标准,且由骨干教师王磊带头编写了新版“鲁科版”高中化学教材。
本文意在通过对新旧课标下两版“鲁科版”高中化学必修二教材进行对比,总结其编写规律及特点,对比新旧教材之间的区别与联系,力求能通过此提出有益的教学意见。
关键词:高中化学教材;鲁科版;教材研究;新旧教材1 教材编排体系对比分析化学必修教材的修订与编制,必须严格依照和遵循《课程标准》中明确规定的条目来进行,力求全面发展学生的在新课标中所提出的五大化学学科核心素养。
随着科技和教育的发展,我国教育价值取向,一步步由应试教育走向素质教育,再走向科学素养,最终走向核心素养。
对此我国也出台了针对不同价值取向的“课程标准”,相应的教材也在《课程标准》指导下发生着日新月异的变化。
本文对比了新旧课标下“鲁科版”化学必修二教材的编排体系,试图找到新旧教材间的联系与区别,归纳总结新版教材的改革创新之处。
1.1 教材的内容组织编排将两本教材进行梳理,可以看出两本书的编排思路和体系大致上是一样的,但在一些细节布局和规范上做了一些改动。
《化学第2册(必修)》是对《化学第1册(必修)》的深化和延伸,也是学生化学学科核心素养的发展的关键阶段。
整体编排思路不难看出,是以第一章“原子结构和元素周期律”、第二章“化学键和化学反应规律”和第三章“简单的有机化合物”为贯穿的体系。
第一章的编排变动不大,第一节对知识进行了一定的增添,第三节则对知识进行了一定的整合重编,将知识系统划分为了两个部分。
第一节化学反应与能量变化第1课时◆本章教材分析1.教材地位和作用(1)本章内容分为两个部分——化学反应与能量变化、化学反应速率和限度,都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。
同时,本章内容又在社会生产、生活和科学研究中有广泛的应用,对人类文明进步和现代化发展有重大价值,与我们每个人息息相关。
因此,化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及其条件控制对化学反应的重要性,决定了本章学习的重要性。
初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,在选修4《化学反应原理》中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统、深入地学习化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡的原理。
本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又是为选修4《化学反应原理》的学习奠定必要的基础。
学生通过学习化学能与热能、化学能与电能的相互转化及其应用,对化学在提高能源的利用率与开发新能源中的作用与贡献有初步的认识;通过引入新型化学电池开发与利用的知识,学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会;通过对化学反应速率和限度的学习与讨论,学生将对化学反应的条件有更深的认识。
这些都会增进学生对化学学习的兴趣,使学生体会化学学习的价值。
(2)内容的选择与呈现新课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排,既有学习的阶段性,又有必修、选修的层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的状态。
根据新课程标准,关于化学反应中能量变化的原因,在此只点出化学键的断裂和形成是其主要原因,并笼统地将化学反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低,不予深究。
关于化学能与热能、化学能与电能的相互转化,侧重讨论化学能向热能或电能的转化,以及化学能直接转化为电能的装置——化学电池,主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。
高二化学总结化学反应的能量变化与热力学化学反应是一个涉及能量转化的过程,其能量变化关系着反应的进行与速率。
热力学研究了化学反应中的能量变化以及与热力学参数的关系。
本文将对高中化学中涉及的能量变化与热力学知识进行总结,以帮助读者更好地理解这一重要的化学概念。
一、能量的基本概念能量是物质存在和运动的基本属性,化学反应过程中的能量包括化学反应物的能量以及反应释放或吸收的能量。
常用的能量单位是焦耳(J)。
化学反应中的能量变化可以分为两种类型:放热反应和吸热反应。
放热反应指反应过程中释放出能量,温度升高,周围物质吸热。
吸热反应指反应过程中吸收外界的能量,温度降低,周围物质放热。
二、能量变化与焓变能量变化可以通过焓变(ΔH)来描述,焓变是化学反应中系统吸放热的大小。
焓变值为正表示吸热反应,为负表示放热反应。
焓变的单位也是焦耳(J)反应的焓变可以通过实验测定或计算得出。
实验测定焓变需要使用热量计,通过测量反应前后的温度变化和热量传递给水的量来计算焓变。
计算焓变需要使用热力学计算方法,例如利用标准焓变或化学方程式配平后的系数来计算。
三、热力学参数热力学中的常用参数包括标准焓变(ΔH°)、标准反应焓变(ΔHºrxn)、标准生成焓(ΔHºf)等。
这些参数能够提供有关反应热力学性质的信息。
1. 标准焓变(ΔH°)是在标准状态下(1 atm、298K)进行实验测定的焓变值。
标准焓变可以根据实验数据直接测得,常用于比较不同反应之间的能量变化。
2. 标准反应焓变(ΔHºrxn)是在标准状态下,化学方程式配平后,一个摩尔的反应物在标准条件下参与反应所释放或吸收的能量变化。
标准反应焓变可以根据已知的标准生成焓和消耗焓来计算。
3. 标准生成焓(ΔHºf)是一摩尔化合物在标准状态下生成时所释放或吸收的能量变化。
标准生成焓是评价物质的稳定性和热化学性质的重要参数。
四、热力学第一定律热力学第一定律(也称能量守恒定律)指出,能量不会凭空消失或增加,只会在不同的形式之间转化,且总能量守恒。
高中化学化学反应的能量变化化学反应是物质转变的过程,其中涉及能量的吸收或释放。
在化学反应中,能量的变化可以通过热量的吸收或释放来衡量。
热量是物质内部分子的热运动的一种表现形式,它是化学反应的重要能量因素。
本文将探讨化学反应中的能量变化,以及与之相关的热化学方程式和各类化学反应类型的能量变化。
一、热化学方程式热化学方程式描述了化学反应中的能量变化情况。
在热化学方程式中,我们使用ΔH表示反应的焓变,即反应前后系统的能量变化。
例如,当燃烧甲烷(CH4)产生二氧化碳(CO2)和水(H2O)时,热化学方程式可以写为:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ΔH = -890.3 kJ/mol这里的ΔH = -890.3 kJ/mol表示每摩尔甲烷燃烧产生的热量为-890.3千焦耳。
负号表示燃烧过程是放热的,即释放能量。
二、吸热反应和放热反应基于ΔH的正负值,我们可以将化学反应分为吸热反应和放热反应。
1. 吸热反应:当化学反应吸收热量时,ΔH为正数。
这意味着反应物吸收了外界的热量,从而使反应产生的产物具有更高的能量。
吸热反应的一个例子是水的蒸发过程:H2O(l) → H2O(g) ΔH = +40.7 kJ/mol这里的ΔH = +40.7 kJ/mol表示每摩尔水蒸发所需的热量为40.7千焦耳。
正号表示蒸发过程是吸热的,即吸收能量。
2. 放热反应:当化学反应释放热量时,ΔH为负数。
这意味着反应物释放了能量,从而使反应产生的产物具有较低的能量。
放热反应的一个例子是燃烧反应:C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = -393.5 kJ/mol这里的ΔH = -393.5 kJ/mol表示每摩尔氧化碳所释放的热量为393.5千焦耳。
负号表示燃烧过程是放热的,即释放能量。
三、化学反应的能量变化类型除了吸热反应和放热反应,化学反应还具有其他几种能量变化类型:1. 吸附反应:当反应物从溶液或气体中吸附到固体表面时,会释放出能量,这些反应通常是放热的。
化学反应与能量转化【教学目标】知识目标:1.理解化学反应中能量变化的实质;知道化学键的断裂和形成是能量变化的主要原因。
2.初步学会从微观的角度认识化学反应。
3.通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理。
4.判断原电池的正负极和电极反应的书写。
能力目标:1.学会从微观的角度认识化学反应中能量变化的实质。
2.通过对铜锌原电池的分析,了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。
3.在学习过程中,学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念。
情感态度和价值观:1.体会思考带给人的愉快情感体验,感悟化学学科学习的乐趣。
2.养成良好的实事求是的科学态度。
3.关注与化学有关的社会热点问题和科技前沿问题,增强环境保护意识,逐步形成可持续发展的思想。
【教学重点】1.化学反应中能量变化的实质。
2.原电池的概念、原理、组成及应用。
【教学难点】1.从微观的角度认识化学反应中能量变化的实质2.通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
【教学方法】采用探究式学习方式:提出问题→明确任务→制定计划→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→表达与交流【教学准备】1.学生:按每4名同学为一组进行分组,以小组为单位预习探究实验,了解实验的主要目的与具体步骤;2.教师:准备多媒体教学设备及探究实验的仪器和药品。
【教学过程】第一课时【引入】嫦娥一号奔月是什么产生的能量把火箭推向天空?【提问】上节课学习了化学反应过程中,物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成,请同学们分析以下两个反应中化学键变化的情况:2H2+O22H2O2H2O2H2↑+O2↑【过渡】我们研究化学反应就是要很好地利用化学反应,不仅仅可以利用化学反应制取新物质,还可以利用化学反应过程中的能量。
比如:远古时期的人通过钻木取火,并利用燃烧放出的能量烧烤食物、取暖;当今社会,煤、石油、天然气是主要能源。
鲁科版必修第二册第一章原子结构元素周期表.............................................................................................. - 2 - 第1节原子结构与元素性质........................................................................................ - 2 - 第1课时原子结构.............................................................................................. - 2 -第2课时原子结构与元素原子得失电子能力.................................................. - 7 - 第2节元素周期律和元素周期表................................................................................ - 12 - 第1课时元素周期律........................................................................................ - 12 -第2课时元素周期表.......................................................................................... - 17 - 第3节元素周期表的应用............................................................................................ - 22 - 第1课时认识同周期元素性质的递变规律.................................................... - 22 -第2课时研究同主族元素的性质.................................................................... - 27 -第3课时预测元素及其化合物的性质............................................................ - 34 - 微项目海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用................. - 41 - 第二章化学键化学反应规律............................................................................................ - 45 - 第1节化学键与物质构成........................................................................................ - 45 - 第2节化学反应与能量转化........................................................................................ - 50 - 第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式........................................ - 50 -第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池.................................. - 56 - 第3节化学反应的快慢和限度.................................................................................... - 63 - 第1课时化学反应的快慢................................................................................ - 63 -第2课时化学反应的限度................................................................................ - 71 - 微项目研究车用燃料及安全气囊—利用化学反应解决实际问题 ........................ - 78 - 第三章简单的有机化合物.................................................................................................... - 80 - 第1节认识有机化合物................................................................................................ - 80 - 第1课时有机化合物的一般性质与结构特点................................................ - 80 -第2课时有机化合物的官能团同分异构现象............................................ - 86 - 第2节从化石燃料中获取有机化合物........................................................................ - 93 - 第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯 .................... - 93 -第2课时煤的干馏与苯.................................................................................. - 100 -第3课时有机高分子化合物与有机高分子材料.......................................... - 107 - 第3节饮食中的有机化合物...................................................................................... - 113 - 第1课时乙醇.................................................................................................. - 113 -第2课时乙酸.................................................................................................. - 118 -第3课时糖类、油脂和蛋白质...................................................................... - 125 - 微项目自制米酒—领略我国传统酿造工艺的魅力 .............................................. - 130 -第一章原子结构元素周期表第1节原子结构与元素性质第1课时原子结构1.下列有关原子的说法正确的是( )①原子是由核外电子和原子核构成的②原子不能再分③原子在化学变化中不能再分④原子在化学变化中不发生变化⑤原子的质量主要集中在原子核上A.①②③B.①③④C.①②⑤D.①③⑤答案 D解析所有原子都是由原子核和核外电子构成的,①正确;原子是由原子核和核外电子构成的,可以再分,②错误;原子是化学变化中的最小微粒,所以原子在化学变化中不能再分,③正确;原子在化学变化中可以通过得失电子变为离子,④错误;由于电子的质量很小,所以原子的质量主要集中在原子核上,⑤正确。
化学反应与能量转化化学反应是指由于物质之间的相互作用而引起的物质结构和性质的改变过程。
在化学反应中,能量的转化是一个重要的过程,能量在反应中既能被释放出来,也能被吸收进去。
本文将探讨化学反应与能量转化之间的关系,以及其中涉及到的一些重要概念和重要反应。
1. 能量与化学反应在任何化学反应中,都会涉及到能量的转化。
根据热力学定律,能量在反应中从一个物质转移到另一个物质,但总能量数值不变。
化学反应中常见的能量转化形式包括热能、光能、电能等。
例如,燃烧反应是一种重要的能量转化过程,燃料中的化学能被转化为热能和光能。
2. 内能与焓内能是物质分子在其它宏观性质相等的情况下所具有的所有能量形式的总和。
在化学反应中,内能的改变会导致能量的转化。
焓是内能和物质的体积、压力之间的关系,可以表示为H = U + PV,其中H表示焓,U表示内能,P表示压力,V表示体积。
化学反应过程中焓的改变可以用于定量描述反应过程中能量的转化情况。
3. 放热反应与吸热反应根据化学反应释放或吸收的能量情况,可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。
放热反应是指反应过程中释放能量的反应,温度会升高,常见的例子包括燃烧反应。
吸热反应则是指反应过程中吸收能量的反应,温度会降低,常见的例子包括很多化学合成反应。
4. 能量转化的应用化学反应与能量转化在许多实际应用中起着重要作用。
例如,化学电池利用了化学反应将化学能转化为电能,从而提供电力供应。
太阳能电池则是利用光能与化学反应将其转化为电能,以实现可再生能源利用。
此外,能量转化还在生物体内发挥重要作用,生物体的新陈代谢过程依赖于化学反应与能量的转化。
5. 反应焓变与反应速率反应焓变指的是反应过程中焓的变化量,正值表示反应放热,负值表示反应吸热。
反应焓变与反应速率之间存在一定的关系。
一般来说,放热反应的反应速率要快于吸热反应,因为放热反应会产生热量,促进反应的进行。
总结:化学反应与能量转化密不可分,无论是放热反应还是吸热反应,能量的转化都是必然的。