质量能量转化守恒定律

这是质量能量转化守恒定律，是优秀的物理教案文章，供老师家长们参考学习。

质量能量转化守恒定律第 1 篇

课标要求

　　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、了解反应热和焓变的含义

　　3、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式

　　要点精讲

　　1、焓变与反应热

　　（1）化学反应的外观特征

　　化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键生成，从外观上看，所有的化学反应都伴随着能量的释放或吸收、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象的发生。能量的变化通常表现为热量的变化，但是化学反应的能量变化还可以以其他形式的能量变化体现出来，如光能、电能等。

　　（2）反应热的定义

　　当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为反应在此温度下的热效应，简称为反应热。通常用符号Q表示。

　　反应热产生的原因：由于在化学反应过程中，当反应物分子内的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量的差即为该反应的反应热。

　　（3）焓变的定义

　　对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变，称为焓变，符号ΔΗ。

　　ΔΗ=Η（反应产物）—Η（反应物）

　　为反应产物的总焓与反应物总焓之差，称为反应焓变。如果生成物的焓大于反应物的焓，说明反应物具有的总能量小于产物具有的总能量，需要吸收外界的能量才能生成生成物，反应必须吸热才能进行。即当Η（生成物）>Η（反应物），ΔΗ>0，反应为吸热反应。

　　如果生成物的焓小于反应物的焓，说明反应物具有的总能量大于产物具有的总能量，需要释放一部分的能量给外界才能生成生成物，反应必须放热才能进行。即当Η（生成物）<Η（反应物），ΔΗ<0，反应为放热反应。

　　（4）反应热和焓变的区别与联系

　　2、热化学方程式

　　（1）定义

　　把一个化学反应中物质的变和能量的变化同时表示出来的学方程式，叫热化学方程式。

　　（2）表示意义

　　不仅表明了化学反应中的物质化，也表明了化学反应中的焓变。

　　（3）书写热化学方程式须注意的几点

　　①只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。

　　若为放热反应，ΔΗ为“-”；若为吸热反应，ΔΗ为“+”。ΔΗ的单位一般为kJ·mol-1。②焓变ΔΗ与测定条件（温度、压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔΗ的测定条件。

　　③热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

　　④反应物和产物的聚集状态不同，焓变ΔΗ不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。若涉及同素异形体，要注明同素异形体的名称。

　　⑤热化学方程式是表示反应已完成的量。

　　由于ΔΗ与反应完成的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔΗ相对应，如果化学计量数加倍，则ΔΗ也要加倍。当反应向逆向进行时，其焓变与正反应的焓变数值相等，符号相反。

　　（4）热化学方程式与化学方程式的比较

　　3、中和反应反应热的测定

　　（1）实验原理

　　将两种反应物加入仪器内并使之迅速混合，测量反应前后溶液温度的变化值，即可根据溶液的热容C，利用下式计算出反应释放或吸收的热量Q。

　　Q=-C（T2-T1）

　　式中：C表示体系的热容；T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。

　　（2）实验注意事项：

　　①作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。

　　②盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须大于盐酸的浓度。为了使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴阳离子间相互牵制作用就大，电离度就会减少，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，造成较大的误差。

　　③宜用有0.1分度值的温度计，且测量时尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的

　　精度。

　　（3）实验结论

　　所测得的三次中和反应的反应热相同。

　　（4）实验分析

　　以上溶液中所发生的反应均为H++OH-=H2O。由于三次实验中所用溶液的体积相同，溶液中H+和OH-的浓度也是相同的，因此三个反应的反应热也是相同的。

　　4、中和热

　　（1）定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O（l）时所释放的热量为中和热。中和热是反应热的一种形式。

　　（2）注意：中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸收热等。中和反应的实质是H+与OH-化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

　　5、放热反应与吸热反应的比较

　　本节知识树

　　二、燃烧热能源

　　课标要求

　　1、掌握燃烧热的概念

　　2、了解资源、能源是当今社会的重要热点问题

　　3、常识性了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发

　　要点精讲

　　1、燃烧热

　　（1）概念：25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ·mol-1。如果是1g物质完全燃烧的反应热，就叫做该物质的热值。

　　（2）对燃烧热的理解

　　①燃烧热是反应热的一种，并且燃烧反应一定是放热反应，其ΔΗ为“-”或ΔΗ<0。

　　②25℃，101kPa时，可燃物完全燃烧时，必须生成稳定的化合物。如果该物质在燃烧时能生成多种燃烧产物，则应该生成不能再燃烧的物质。如C完全燃烧应生成CO2（g），而生成CO（g）属于不完全燃烧，所以C的燃烧热应该是生成CO2时的热效应。

　　（3）表示燃烧热的热化学方程式书写

　　燃烧热是以员1mol物质完全燃烧所放出的'热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准，来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程

　　式中常出现分数。

　　（4）研究物质燃烧热的意义

　　了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。

　　2、能源

　　能提供能量的自然资源，叫做能源。能量之间的相互转化关系如下：

　　（1）能源的分类

　　①一次能源与二次能源

　　从自然界直接取得的自然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源，如各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等。

　　②常规能源与新能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能等。人类采用先进的方法刚开始加以利用的古老能源以及利用先进技术新发展的能源都是新能源，如核聚变能、风能、太阳能、海洋能等。

　　③可再生能源与非再生能源可连续再生、永远利用的一次能源称为可再生能源，如水力、风能等；经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如石油、煤、天然气等。

　　（2）人类对能源利用的三个时代

　　①柴草能源时代：草木、人力、畜力、大阳、风和水的动力等。

　　②化石能源时代：煤、石油、天然气。

　　③多能源时代：核能、太阳能、氢能等。

　　（3）燃料充分燃烧的条件

　　①要有足够的空气

　　②燃料与空气要有足够大的接触面

　　注意：足够的空气不是越多越好，而是通入量要适当，否则过量的空气会带走部分热量，造成浪费。扩大燃料与空气的接触面，工业上常采用固体燃料粉碎或液体燃料以雾状喷出的方法，从而提高燃料燃烧的效率。

　　（4）我国目前的能源利用状况

　　目前主要能源是化石燃料，它们蕴藏有限且不能再生，终将枯竭，且从开采、运输、加工到终端的利用效率都很低。我们目前使用的最多的燃料，仍是化石燃料，它们都是古代动植物遗体埋在地下经过长时间复杂变化形成的，除含有C、H等元素外，还有少量S、N等元素，它们燃烧产生SO2、氮的氧化物，对环境造成污染，形成酸雨。此外，煤的不充分燃烧，还产生CO，既造成浪费，也造成污染。

　　（5）解决能源危机的方法：节约能源；开发新能源。

　　3、有关燃烧热的计算

　　（1）计算公式：Q放=n（可燃物）×ΔΗ

　　（2）含义：一定量的可燃物完全燃烧放出的热量，等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热。

　　（3）应用：“热量值与热化学方程式中各物质的化学计量数（应相对应）成正比”进行有关计算。

　　（4）应用：“总过程的反应热值等于各分过程反应热之和”进行有关计算。

　　4、燃烧热和中和热的比较

　　本节知识树

　　三、化学反应热的计算

　　课标要求

　　1、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律

　　2、能正确运用盖斯定律解决具体问题

　　3、学会化学反应热的有关计算

　　要点精讲

　　1、盖斯定律

　　（1）盖斯定律的内容

　　化学反应的焓变只与反应体系的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应焓变之和与该反应一步完成时的焓变是相同的，这就是盖斯定律。

　　（2）特点

　　①反应热效应只与始态、终态有关，与过程无关。

　　②反应热总值一定。

　　（3）意义

　　有些反应很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），给测定反应热造成了困难。应用盖斯定律，可以间接地把它们的反应热计算出来。

　　2、反应热的计算

　　（1）依据

　　①热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项（同时改变正、负号）；各项的系数（包括ΔΗ的数值）可以同时扩大或缩小相同的倍数。

　　②根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式（包括其ΔΗ）相加或相减，从而得到一个新的热化学方程式。

　　③可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热。

　　注：计算反应热的关键是设计合理的反应过程，正确进行已知方程式和反应热的加减合并。

　　（2）计算方法

　　列出方程或方程组计算求解。

　　①明确解题模式：审题→分析→求解。

　　②有关热化学方程式及有关单位书写正确。

　　③计算准确。

　　（3）进行反应热计算的注意事项：

　　①反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。

　　②热化学方程式中的反应热，是指反应按所给形式完全进行时的反应热。

　　③正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。

　　④用某种物质的燃烧热计算反应放出的总热量时，注意该物质一定要满足完全燃烧且生成稳定的氧化物这一条件。

质量能量转化守恒定律第 2 篇

教学目标：

　　一、知识与技能

　　1、知道能量的描述性定义——能使物体“工作”或运动的本领。

　　2、知道能量有不同的表现形式。

　　3、能够正确区分常见的几种能量形式。

　　二、过程与方法

　　1、在观察、实验等具体操作活动中积累对能量各种不同表现形式的感性认识。

　　2、初步学习在自然界各种不同现象之间寻找可能的内在联系。

　　三、情感态度与价值观

　　懂得能量对于人类和自然界的活动有着重要作用。 教学重难点：探究能量大小与物体运动之间的关系。

　　教学准备：课件、“火箭”及“发射器”，实验表格。

　　教学过程：

　　（一） 导入揭题

　　1. 播放课件“本单元的小诗歌”——“我相信一定是有什么，托起风筝在蓝天自由飞翔。我相信，一定是有什么，让水车在河边吱呀呀地歌唱。我相信，一定是有什么，让向日葵绽开金黄灿烂的微笑。„„我要用智慧的大脑，寻找这背后的神奇„„”

　　2. 师问：“你们知道是什么让风筝飞翔吗？”“什么让水车吱呀呀地歌唱？”“什么让向日葵微笑呢？”（依次出现投影：图片）

　　3. 生答：风、水、太阳。

　　4. 再出现各种图片：它们又是依靠什么“工作”或运动的呢？

　　5. 生答。

　　6. 师小结：像这样能使物体“工作”或运动的本领叫能量。风有风能，水有风能，太阳有太阳能。你还知道哪些能量的名称？师相机板书。

　　二、讨论各种能量的作用。

　　1. 师述：我们生活中存在着这么多种能量，它们都有什么作用呢？

　　2. 讨论后回答（看哪个小组说得多）

　　（2） 出示课件：课文中的插图（逐次出示）。

　　（3） 学生回答

　　a、 太阳光可以使植物生长，还能用来发电，还能使热水器里的水变热，能把衣服晒干„„

　　b、 热能可以将水烧开，还能发电，能把饭煮熟，能给我们取暖„„

　　c、 电能可以使电灯发亮，还能使电动机转动，使电视机出图像，使电瓶车跑起来„„ d、 食物中的化学能可以使我们的身体“工作”，还能使我有力气踢球„„

　　e、 水能可以使水车转动，可以发电，可以冲洗车辆„„

　　f、 声能可以使纸片振动，还能使水面泛波„„

　　g、 风能„„

　　３、师小结：太阳能可以发电、晒衣服，热能可以煮饭、烧水，电能可以使家用电器“工作”，化学能可以使我们的身体“工作”，一句话能量可以使物体运动。可以说，我们生活中处处离不开能量，如果没有能量，人类和自然界的一切活动都将停止。

　　三、探究能量大小与物体运动之间的关系

　　1. 过渡：那么能量的大小会影响物体运动吗？它们之间到底有什么样的关系呢？大家想不想知道？那么我们就用这“火箭发射”的实验进行探究一下。

　　2. 教师演示：这是“火箭发射器”，橡皮筋拉伸后产生一定的能量，然后把橡筋猛地一松，火箭会弹出去，这个能量的大小与“火箭”发射的高度有何关系？

　　3. 猜测：橡筋能量越大，火箭发射的高度越高。

　　4. 讨论方案：怎样才能使橡筋能量变大？

　　生：把橡筋拉长一些。

　　师：老师为了方便大家测量，在吸管上标上了刻度，（边说边演示）拉得越长，刻度越大。

　　师：这是个对比实验，那么在实验的过程中应该注意些什么呢？学生讨论，完成实验方案。

　　５、汇报方案

　　生：对比实验应该注意控制变量，只能有一个变量。

　　师：这里的变量是什么？

　　生：能量。

　　师：如何改变？

　　生：橡筋拉得长、短来改变能量大小。

　　师：不变量又有哪些呢？

　　生：火箭以及发射器都不能改变，发射器的位置也不改变。

　　师：火箭和发射器可以保持不变，那么位置应如何不变呢？

　　生：把发射器的下端与桌面平行，放一点在桌面上，以做支撑，保持不变。

　　师：还有要注意的吗？

　　生：还要注意、观察、记录。

　　师：每个刻度可以发射３次，然后取其平均值，这样更准确一些。

　　６、开始实验。教师巡视指导。

　　７、汇报交流。

　　学生带实验表格，上如汇报。

　　师生补充、修改。

　　８、小结：从大家的实验结果中，我们可以发现橡筋拉得越长，也就是能量越大，火箭发射的高度越高，那么其他的物体运动是不是也这样呢？如风越大，风筝就飞得越高，太阳越大，热水器的水就越热„„我们有兴趣课后可以做个探究。

　　能量大小与物体之间的关系

　　我们的假设：________________________

　　改变条件：__________________________

　　不变条件：__________________________

质量能量转化守恒定律第 3 篇

一、教学目标

　　（略）

　　二、教学重难点：

　　探究能量大小与物体运动之间的关系。

　　三、教学准备：

　　课件、“火箭”及“发射器”，实验表格。

　　四、教学过程：

　　（一）导入揭题：

　　1.播放课件“本单元的小诗歌”——“我相信一定是有什么，托起风筝在蓝天自由飞翔。我相信，一定是有什么，让水车在河边吱呀呀地歌唱。我相信，一定是有什么，让向日葵绽开金黄灿烂的微笑。……我要用智慧的大脑，寻找这背后的神奇……”

　　2.师问：“你们知道是什么让风筝飞翔吗？”“什么让水车吱呀呀地歌唱？”“什么让向日葵微笑呢？”（依次出现投影：图片）

　　3.生答：风、水、太阳。

　　4.再出现各种图片：它们又是依靠什么“工作”或运动的呢？

　　5.生答。

　　6.师小结：像这样能使物体“工作”或运动的本领叫能量。风有风能，水有风能，太阳有太阳能。你还知道哪些能量的名称？师相机板书。

　　二、讨论各种能量的作用。

　　1.师述：我们生活中存在着这么多种能量，它们都有什么作用呢？

　　2.讨论后回答（看哪个小组说得多）

　　（2）出示课件：课文中的插图（逐次出示）。

　　（3）学生回答：

　　a、太阳光可以使植物生长，还能用来发电，还能使热水器里的水变热，能把衣服晒干……

　　b、热能可以将水烧开，还能发电，能把饭煮熟，能给我们取暖……

　　c、电能可以使电灯发亮，还能使电动机转动，使电视机出图像，使电瓶车跑起来……

　　d、食物中的化学能可以使我们的身体“工作”，还能使我有力气踢球……

　　e、水能可以使水车转动，可以发电，可以冲洗车辆……

　　f、声能可以使纸片振动，还能使水面泛波……

　　g、风能……

　　３、师小结：太阳能可以发电、晒衣服，热能可以煮饭、烧水，电能可以使家用电器“工作”，化学能可以使我们的身体“工作”，一句话能量可以使物体运动。可以说，我们生活中处处离不开能量，如果没有能量，人类和自然界的.一切活动都将停止。

　　三、探究能量大小与物体运动之间的关系。

　　1.过渡：那么能量的大小会影响物体运动吗？它们之间到底有什么样的关系呢？大家想不想知道？那么我们就用这“火箭发射”的实验进行探究一下。

　　2.教师演示：这是“火箭发射器”，橡皮筋拉伸后产生一定的能量，然后把橡筋猛地一松，火箭会弹出去，这个能量的大小与“火箭”发射的高度有何关系？

　　3.猜测：橡筋能量越大，火箭发射的高度越高。

　　4.讨论方案：怎样才能使橡筋能量变大？

　　生：把橡筋拉长一些。

　　师：老师为了方便大家测量，在吸管上标上了刻度，（边说边演示）拉得越长，刻度越大。

　　师：这是个对比实验，那么在实验的过程中应该注意些什么呢？学生讨论，完成实验方案。

　　５、汇报方案：

　　生：对比实验应该注意控制变量，只能有一个变量。

　　师：这里的变量是什么？

　　生：能量。

　　师：如何改变？

　　生：橡筋拉得长、短来改变能量大小。

　　师：不变量又有哪些呢？

　　生：火箭以及发射器都不能改变，发射器的位置最好也不改变。

　　师：火箭和发射器可以保持不变，那么位置应如何不变呢？

　　生：把发射器的下端与桌面平行，放一点在桌面上，以做支撑，保持不变。

　　师：还有要注意的吗？

　　生：还要注意、观察、记录。

　　师：每个刻度可以发射３次，然后取其平均值，这样更准确一些。

　　６、开始实验。教师巡视指导。

　　７、汇报交流。

　　学生带实验表格，上如汇报。

　　师生补充、修改。

　　８、小结：从大家的实验结果中，我们可以发现橡筋拉得越长，也就是能量越大，火箭发射的高度越高，那么其他的物体运动是不是也这样呢？如风越大，风筝就飞得越高，太阳越大，热水器的水就越热……我们有兴趣课后可以做个探究。

　　能量大小与物体之间的关系

　　我们的假设：_________________________________________________

　　改变条件：___________________________________________________

　　不变条件：___________________________________________________

　　____________________________________________________________

质量能量转化守恒定律第 4 篇

教学目标

　　1、知识与技能

　　(1)领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事实;

　　(2)理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义;

　　(3)独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系;

　　(4)除伽利略理想斜面实验以外，能列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例;

　　(5)能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒;

　　(6)理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律，激发学生产生用这一规律解决问题的意识。

　　2、过程与方法

　　(1)体会伽利略分析问题的精妙，学习他能分析出事物本质的方法;

　　(2)体会费恩曼所说话的深刻内涵，体会转化与守恒的普遍性。

　　3、情感、态度、价值观

　　(1)体会大自然的多样性和科学概念的概括性，激发对自然现象的探究欲望和对科学知识的崇尚精神。

　　(2)体会物理规律分析问题的简洁之美。

　　教学重难点

　　教学重点：

　　理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性。

　　教学难点：

　　培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景(就象商人看到了商机)。

　　教学过程

　　导入新课

　　从本章开始，我们研究力学中另外一个重要的物理量：能量，以及它所遵守的规律。大家知道，牛顿是经典力学的奠基人，他提出了三个定律和万有引力定律，但是他没有研究过能量(至少没有深入研究)，课本上有一句话：“‘能量’是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一”至于力学中还有哪些概念牛顿也没有研究过，有兴趣的同学可以自己查找资料。但是能量这一概念并不是牛顿之后才出现的，在伽利略时代，能量及其守恒思想就已经出现。

　　理想斜面实验是谁“做”的?为了说明什么问题?怎样“做”的?(伽利略“做”的;为了研究力和运动的关系，证明运动不需要力来维持)

　　让小球沿一个斜面从静止开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时他要滚得远些。继续减小后一斜面的倾角，小球达到同一高度，但滚得更远些，若将后一斜面放平，由于球永远达不到原来的高度，所以将永远滚动下去。

　　伽利略在分析理想斜面实验时，除了得出：运动不需要力来维持的结论外，他还注意到实验中反映出一个转化与守恒的事实(或思想)。

　　1、对理想斜面实验的初步分析

　　提问1：猜一猜他看出的转化的事实是什么?(高度与速度，还要具体说一下，如下滑时高度转化为速度等，若有人直接说出势能与动能，则指出伽利略时代还没有这两个概念)

　　提问2：猜一猜他看出的守恒的事实是什么?(一个与高度有关的量和一个与速度有关的量之和守恒，若回答出势能、动能之和守恒，引导同上，若回答出高度与速度之和守恒，引导出这是描述物体运动的两个不同概念，单位都不一样，无...