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化学中的能量变化范文1
【关键词】 缺血性心脏病； 内皮祖细胞； 数 量; 功 能
慢性心力衰竭为多发病，发病率还在上升。缺血性心脏病(ischemic heart disease,IHD)是慢性心力衰竭的主要原因，早期重运重建显著降低早期死亡率，但不能修复坏死的心肌。内皮祖细胞(endothelial progenitor cells, EPCs)移植治疗IHD, 不仅可以再生血管,而且可以再生心肌, 使人们看到了治疗IHD的新希望［1］。我们观察了IHD患者外周血中EPCs数量及功能的变化。
1 资料与方法
1.1 临床资料：IHD组23例，男13例、女10例，年龄(66.5±7.4)岁，均有胸痛，冠脉造影证实至少一支冠脉狭窄>5O% ，其中单支病变7例，2支病变7例，3支病变9例。另选23例作为对照组，男12例、女11例，年龄(66.1±8.4)岁，入选者均有胸痛病史，冠脉造影未见狭窄性病变。两组性别、年龄、吸烟、血脂、糖尿病等临床资料无统计学差异。
1.2 EPCs的分离、培养和鉴定：采用密度梯度离心法从患者外周静脉血中分离单个核细胞并在包被有HFN 的24孔培养板中培养。EBM-2培养基培养4d，换培养液继续培养至d7，分析贴壁细胞。贴壁细胞用DiLDL(2．4 ug／ml)在37℃温育1 h。然后用2％多聚甲醛固定10min。再用FITC-UEA-I(10ug／ml)温育1 h。双染色阳性者为正在分化的EPCs，2～3个观察者每孔随机选取3个200倍视野计数EPCs。流式细胞仪分析：取100 ul外周血用PE标记的CD34抗体避光温育15 min，同型抗体做阴性对照，分析100 000个细胞。
1.3 粘附能力检测：用0．1%胰蛋白酶消化、收集EPCs，悬浮于500ul EBM-2培养基中计数。然后将同等数目的EPCs接种在包被有人HFN的24孔培养板，37℃下培养30 min，计数贴壁细胞。
1.4 EPCs迁移能力检测：用0．1% 胰蛋白酶消化、收集EPCs，悬浮在500ul EBM-2培养基，计数。将500ul EBM-2培养液加入改良的Boyden小室的下室，2×104 EPCs悬浮在50ul EBM-2培养基注入上室。37℃ 培养24 h，刮去滤膜上面未移动的细胞，用甲醇固定，Giemsa染色，随机选择3个显微镜视野，计数迁移到底层的细胞。
1.5 体外血管生成能力检测:在200倍倒置显微镜下观察小血管生成情况,随机选择10个视野计数。细胞拉长变形，长度为宽度的4倍以上即可被认为形成小血管。
1.6 统计学方法：数据以均数±标准差表示，组间比较采用配对t检验，P<0.05被认为有统计学差异。
2 结果
2．1 两组EPCs数量比较：以流式细胞仪计数CD34+细胞所占比例作为外周血中EPCs数量，IHD组比对照组显著降低(0．033±0．006 vs 0．039±0．007 )% ，P<0．05。倒置荧光显微镜下计数双染色阳性者，即正在分化的EPCs数量，IHD组为(159±37)个／视野，对照组为(239±48)个／视野，两组比较有显著差异(P<0．05)。
2．2 两组EPCs功能比较：两组EPCs粘附、迁移、血管生成细胞比较，发现IHD组比对照组EPCs功能显著降低，见表1。
表1 两组EPCs粘附、迁移、血管生成细胞比较（略）
与对照组比较，P<0．05
3 讨论
最近研究发现存在于外周血中的内皮祖细胞可能参与出生后的血管新生和损伤血管的再内皮化过程，对内皮修复、维持血管稳定有利的生物学功能具有重要作用。一些研究发现在组织缺血、血管损伤、心血管危险因素、严重烧伤等病理性刺激及药物作用下循环EPCs数量可发生变化［2］。
本研究发现，IHD患者外周血中EPCs数量明显低于对照组，其粘附能力、迁移能力和体外生成血管能力也明显受损。 此外，我们观察到随着冠状动脉病变程度的加重，EPCs水平逐渐降低，提示IHD的发生及冠状动脉病变程度可能与循环EPCs数量减少有关。EPCs数量减少及功能损伤可能导致IHD患者冠状动脉自身修复能力降低与缺血心肌新生血管减少。本研究也发现，有高血压、糖尿病、吸烟、冠心病家族史、血脂异常等综合危险因素的患者循环EPCs水平较对照组降低，而吸烟与循环EPCs数量减少相关性最密切。冠心病危险分数与循环EPCs水平呈负相关，这与文献报道一致。冠心病危险因素使循环EPCs数量减少的原因目前尚不清楚，可能与其促进EPCs凋亡、干扰调节EPCs分化动员的信号通路有关。
内皮祖细胞移植治疗IHD, 不仅可以再生血管,而且可以再生心肌, 使人们看到了治疗IHD的新希望。通过不断探讨IHD患者内皮功能及内皮祖细胞数量与功能的改变，可以为冠心病的细胞及分子水平的治疗提供新途径［3，4］。
【参考文献】
［1］ Assmus B., Honold J., Sch?chinger V.,et al. Transcoronary Transplantation of Progenitor Cells after Myocardial Infarction［J］. N Engl Med， 2006，355:1222-1232.
［2］ 崔斌,黄岚,宋耀明，等.冠心病患者循环内皮祖细胞与相关危险因素及冠状动脉病变的关系［J］.中华心血管病杂志，2005，33:785-788.
化学中的能量变化范文2
关键词：课堂教学 创意 创新 精彩
任何一堂课，如果没有创意，而是照本宣科，那一定是平平淡淡、枯燥乏味的课堂，老师平铺直叙，学生昏昏欲睡，其教学效果肯定是不会很好的。如果一个教师在教学中有所创意，甚至是有很好的创意，那么他的课堂会变得生动，充满活力，充满生机，学生就会学得有趣味，有收获。课堂创意的优劣直接决定着课堂教学效果。、如何创新课堂教学，如何创设课堂情景，如何整合教学资源，这是仁者见仁，智者见智的问题。只要教师做到用心而为，有意而为，必将突破常规，构思出高质量的教学设计，收到良好的教学效果。以下我以《化学能与热能》的常规课教学为例来谈一谈自己的认识和做法，借此抛砖引玉，不当之处，望同行指正。
人教版高中化学必修二第二章第一节《化学能与热能》，这个内容虽然总体上难度不大，但对于初次从能量角度来认识化学反应的高一学生而言，还是有些认知障碍的，因为这是研究化学现象的一个新的视角。要想把课上出点新意来，打造高效课堂，教师就要立足基本教学内容，调整教学布局，创设教学主线，设置教学情境，从而引发学生积极的思考和有效的参与。具体如下：
第一个创意：通过信息整合展示引入新课。本章是《化学反应与能量》，为了把学生的关注点集中到“能量”上来，可引导学生看看本章的“章图”都有些什么？（注：有燃料电池，海上油井台，燃气灶，炼钢炉等），这些都与能量有关。然后提出人类的“衣、食、住、行、医、研、学”与“能源、材料、信息”的交叉关系（打出一张PPT，让学生观看、思考、连线，并谈谈连线的理由。之后教师把话题收到“能量”上来，打出另一张PPT：“中国的两个第一”，内容为我国是世界上第一能源消费大国和第一能源生产大国（2011年6月《世界能源统计》公布，中国的能源消费量占全球的20.3%，超过了美国19%的比重，成为世界上最大的能源消费国，到2012年底，我国已成为世界第一能源生产大国。引起学生关注能源。注：此处学生参与度很高）。
第二个创意：整合演示实验，可在上述内容完成后，演示三个实验，播放一个视频：一是纸片燃烧，二是铝与盐酸反应（让学生摸试管外壁，插入温度计看温度变化），三是盐酸与NaOH溶液反应，（让学生看温度计温度变化）。一个视频是“自热米饭”的发热原理（生石灰与水反应放热）。这几个实验操作简便，现象明显，目的在于让学生切身感受化学反应的能量变化，引发学生思考：这些热量从何而来？与化学反应有何关系？（注：Ba（OH）2・8H2O与NH4Cl反应的演示实验，费时较长，不在此做，安排在后面做，这样分散安排更好）。
第三个创意：要求学生阅读P32“一“的内容，领会“能量变化与化学变化”的关系。打出PPT：学生思考两个问题：以H22H，吸热436KJ/mol，2HH2，放热436KJ/mol为例来理解断键与成键的能量变化关系；并从H-H键能、Cl-Cl键能、H-Cl键能数据估算一下H2+Cl2=2HCl是放热还是吸热？吸多少或放多少？（此步设计目的在于让学生从微观角度认识热量变化与化学健的关系，达成微观认识。这是本节课的难点，学生要通过合作交流完成，其间，教师要予以引导、点化、补充，以突破这一教学难点，同时此创意还在于引导学生关注课本，精读文段，从中领会实质，以培养学生读书习惯）。
第四个创意：通过金刚石、石墨分别燃烧生成CO2时的热量变化作一个能量坐标图，展现出能量变化的直观效果。由此，至少可得到四个方面的信息：（1）、总结出能量守恒定律，（2）、化学能可转化为热能，（3）、相同物质的量时，石墨比金刚石能量低，故石墨比金刚石稳定（强调：物质稳定性的能量标准是能量越低越稳定），（4）、石墨转化为金刚石，要吸收热量，这说明热能也可以转化为化学能（对照课本开头的“学与问”，石灰石要经过高温燃烧才能变成生石灰，高温条件提供的热量在石灰石的反应中起什么作用？此问在此得到了回答，前呼后应。此创意是为了引领学生从“宏观”角度认识化学反应与热能关系）。
第五个创意：创设本节课教学主线：由反应放热引发学生思考，热量从何而来？到热量与反应物、生成物键能有关（微观角度）到热量与反应物、生成物总能量有关（宏观角度）到能量守恒定律（化学能转为热能，热能转化为化学能）。以期达到从微观和宏观两个角度认识“化学能与热能的关系”的教学目的。到此，基本结束新课。
教学反思：这样的创意旨在上好每一节常规课。通过这样的教学创意，可促进“三维目标”的有效达成，在第一个创意中，引入的“两个第一”的信息是教材中没有的新信息，这样的时政信息对丰富课堂教学内容和引发学生学习兴趣，引领学生关注社会关注能源的思想意识，有很好的作用。第二个创意中的三个实验，操作简便，现象明显，引人思考，一个视频的播放更能引发学生的兴趣。第三个创意是为了突破本节教学难点而设计的教学环节（微观角度），其中有阅读、思考、计算，需要学生自主学习、合作探究和师生互动才能有效完成。第四个创意是通过具体物质（如金刚石与石墨）的变化及能量变化，从宏观角度感受化学能与热能的关系。第五个创意是理清本节课的教学主线，贯串本节主干知识，利于整体把控教学进程，有效完成教学任务。
化学中的能量变化范文3
本部分教材内容由三大知识块构成，即有氧呼吸、无氧呼吸和细胞呼吸的意义，按照教学层次要求，均要求“理解”。在教材构成上，除以文字描述为主外，还有一图一表，图表都简明扼要阐明了教材的重点内容，在本内容中有三个重要的名词概念，细胞呼吸代替了原教材中的生物呼吸，强调了细胞是生物体的结构和功能单位。
二、教学目标
1．知识与技能
（1）识记细胞呼吸的概念和类型
（2）理解有氧呼吸的概念、总反应式、过程和图解，各阶段区别和联系
（3）掌握有氧呼吸物质和能量变化
2．过程与方法
在本内容的课堂教学中，突出图解与表格相结合，让学生学会用图表结合的方法来描述生物体中的生命现象，尝试概念的推导式、探索式教学，学会理解和分析概念的方法。
3．情感态度与价值观
通过有氧呼吸三个阶段的比较，，进一步理解发生在细胞内的这些生物化学反应，是生命物质运动的高级形式，也是生命物质的特殊性所在。同时更是发生在生物体细胞内的有规律的化学变化，正确运用发展的、运动的观点来认识生命的存在。
三、学情分析
学生在学习本节时，由于有机化学还没有学到，因此，在书写化学式时，有点难度，所以在请学生去黑板书写时，教师应先写出。当然，在集体活动方面，本节体现得不是很多，这要根据内容来看。再者，高中学生，在活动开展方面，应根据他们的具体特点来开展。
四、教学重点和难点
1．教学重点：细胞的有氧呼吸过程及原理
2．教学难点：细胞的有氧呼吸过程
五、教学方法
阅读、观察、讨论、讲述等
六、教学准备
多媒体课件
七、教学过程
课题引入
投影：学校运动会百米赛跑场面
师：赛跑过程中要消耗什么？
生：能量。
师：生物体生命活动的主要能源物质是什么？生物体各项生命活动所需能量的直接来源是什么？
生：糖类、ATP。
师：有机物中稳定的化学能是通过什么生理活动转换成ATP中活跃化学能的？
生：细胞呼吸。（从而引入课题《细胞呼吸》）
师：投影细胞呼吸（投影并板书）
细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
师：细胞呼吸是否需要氧？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸？
生：都能。（从而引出细胞呼吸的类型，投影并板书）
细胞呼吸的类型：包括有氧呼吸和无氧呼吸
师：首先我们来讨论有氧呼吸，请同学们仔细阅读71页图4-25细胞呼吸，讨论下列问题：
1．呼吸作用的中间产物丙酮酸在哪个阶段生成，在哪个阶段利用？产生的场所在哪儿？
2．［H］在哪个阶段生成，在哪个阶段被利用？
3．水既是有氧呼吸的反应物又是生成物，水在哪个阶段生成，在哪个阶段利用？
4．有氧呼吸要吸收O2，放出CO2，O2在哪个阶段被消耗利用？CO2在哪个阶段生成释放的？
5．ATP在哪个阶段生成，哪个阶段产生ATP最多？
（生回答）
师：投影（有氧呼吸的过程）并板书。
师：第一阶段，葡萄糖进入细胞，在细胞质基质中，葡萄糖在酶的催化下分解成丙酮酸和少量［H］，并释放少量能量。
师：第二阶段，在线粒体基质中，丙酮酸与水彻底分解成CO2和[H]，并释放少量能量。
师：第三阶段，第一、二阶段产生的［H］与O2结合形成水，并释放大量能量。
请三个小组代表分别到讲台写出有氧呼吸第一、二、三阶段的场所和反应式。（抢答）
投影表格，启发各组同学总结，归纳出有氧呼吸的总反应式并追踪C、H、O的来龙去脉。
1．总反应式：（略）
2．C、H、O的来龙去脉：教师演示C的，学生完成其他。
注意：
（1）区分有氧呼吸的场所和主要场所
（2）不同阶段催化反应的酶不同
师：根据有氧呼吸的过程，请同学们总结细胞有氧呼吸的概念
师：有氧呼吸的场所在哪里？
投影相应图片及答案，并注意区分场所和重要场所。
师：根据有氧呼吸的过程，请同学们从物质变化和能量变化方面分析的实质。
那么，释放的能量去哪里了？
师：能量的产生与去向：投影分析（学生计算）
师：小结有氧呼吸
本节课我们共同学习了生物体的又一种新陈代谢过程——细胞呼吸。首先，我们明确了细胞呼吸的概念，其次，重点讲述了有氧呼吸的概念、条件、场所、过程、物质变化、能量变化等知识。细胞呼吸在无氧条件下能进行吗？下节课我们继续讨论。
作业：请同学完成光合作用与细胞呼吸的区别与联系。
随堂练习：投影显示
化学中的能量变化范文4
一、在热力学基础中渗透环境教育
热力学是自然科学中的一个重要分支学科，它是研究化学反应过程中能量相互转换规律的科学。在生产和科学研究中，我们经常会遇到这样一些问题：一个化学反应能否进行，反应进行的最佳条件是什么？化学反应是放热还是吸热，完成一个化学反应我们需要提供或者得到多少能量？解决这些问题的理论基础就是热力学。热力学内容，与环境问题有着直接联系。化学反应和能量之间有着重要的内在联系。热力学正是研究它们之间的关系。化学反应常常伴随着能量的变化。无论是人类已经大量利用的能源还是新开发的能源，大多都是依靠它们进行化学反应来获得能量。人类的文明始于火的使用，燃烧是人类最早的化学实践之一。燃烧把化学与能源紧密地联系在一起。人类巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化，创造出丰富多彩的物质文明。同时燃料的燃烧也带来了一系列的环境问题，如大气污染、温室效应。人们必须掌握化学反应中的热量变化规律，从根本上解决能源问题。能源与清洁生产是当今社会的热门话题，而在这部分内容中蕴含着大量的相关知识。人们对能源进行了分类：可再生能源和不可再生能源、清洁型能源和污染型能源等。例如，水力能、太阳能、核能等都是清洁型能源而且是可再生能源，煤炭和石油污染型能源是不可再生能源。目前，能源问题主要有两个方面，一是能源短缺的资源问题，另一个是能源造成的环境污染问题。在这部分内容中，可以向学生大力倡导使用清洁源及可再生资源，开发研制新能源，向学生提出可持续发展的方向。
再如：在介绍热力学第二定律，学习概念、原理时，可以将抽象理论与社会发展相联系。比如，有位科学家将对熵的性质的理解上升到哲学层面，将自然科学与社会科学有机融为一体。熵代表的就是系统的混乱度，往往系统都是向着混乱度增大的方向移动。如果从哲学的角度分析，熵不仅向着无组织性滑去，在某些条件下熵本身会成为有序的根源，所以有序来源于混沌。如人类社会的发展经历着由简单到复杂的变化，于是，人和自然之间以及人与人之间需要有一种新关系，那就是和谐共生的有序关系。自然科学与社会科学原本是为了研究客观世界而分裂的整体，但人们往往忘记将它们结合，片面强调某一科学的实用价值，这无法使受教育者全面看清世界的本质及发展。所以，在化学教学中要注意结合人文教育进行环境教育渗透。
二、在化学反应原理中渗透环境教育
化学反应原理中包括化学平衡和化学动力学。化学平衡问题，是指在一定条件下，反应物可以转化成产物的最大限度问题。化学反应动力学是研究反应速率的问题即反应完成需要多长时间以及化学反应速率机理的学科。只有掌握化学反应的基本原理，才能把握反应的可能性和现实性，在环境保护中利用化学反应的原理可以实现清洁生产。
化工生产及其相关工业生产中，包含很多化学反应。所以，化学反应原理与实际生产过程密切联系。工业生产排放的“三废”是污染的主要来源，而且也是最难消除和降解的。所以，在这部分内容中，笔者认为可以提倡从源头上控制使用有害原料，并且在生产过程中最大地转化利用原料，避免有害污染物的产生，即清洁生产的新思想――生产全过程的无害化。这就需要应用所学到的化学反应原理，判断反应进行的方向，实现反应的最大转化率，促进清洁生产的推广使用。这样，既联系实际，明确学习的目的及应用，又有效进行了环境教育的渗透，加深了环境意识，又指导了环境行为。当学生将来进入生产第一线时，会为社会创造不可估量的价值。因此，在化学反应原理中要注重渗透清洁生产相关内容及如何运用化学反应原理实现清洁生产。比如，上世纪70年代以来，全球环境日益恶化。为此，世界各国不断增加投入，治理生产过程中排放的三废。然而，污染物一经排放到环境，再进行治理，不但难度大，而且效果差，达不到要求。为此，国际上对工业污染控制战略进行了重大变革，其核心是：以污染防止战略取代末端处理为主的污染防治战略，即清洁生产。利用化学改革传统的生产工艺，从三方面保证生产的清洁：能源清洁、生产过程清洁、产品清洁，从而达到清洁生产的目的。
三、在电化学中渗透环境教育
电化学是研究电能与化学能相互转化的科学。在进行二者间相互转化的同时，必须发生有电子转移的氧化还原反应，这样才能实现电能和化学能之间的相互转换。很多污染的形成都涉及电化学反应机理，相反，学习电化学也可以帮助我们分析污染的形成过程，以此来防止污染的形成及污染的治理。所以，在这部分内容中，我们要注意结合实例，讲解电化学与污染的关系。电化学中的氧化还原反应是化学中非常重要的一类反应。在我们的生存环境中，氧化还原反应是一种非常普遍的化学现象。例如，长期暴露在潮湿空气中的金属器具会腐蚀生锈。燃料燃烧时产生的一氧化氮在空气中转化成二氧化氮，二氧化硫在空气中氧化生成三氧化硫。由于污染气体的排放，再经氧化形成的酸雨现象已经是全球性环境问题，它严重影响人类及生物的健康、腐蚀建筑物、破坏植被的生长等。
人类活动产生的污染物进入环境后发生迁移和转化反应等大多是氧化还原反应。而在污染物的治理中，也会经常利用到氧化还原反应原理。氧化还原处理法一般用于环境中难以消解的有毒、有害物质的处理。这种方法可使环境中的污染物因发生氧化还原反应而变为无毒或低毒化合物，或转化成能从环境中分离出来的物质。所以，在教授电化学内容的时候，注重强调所学的理论知识与实践相结合，它可以帮助我们分析污染物形成的机理及如何治理污染物。此外，电化学处理方法也是废水净化中经常采用的方法。利用阳极使水中污染物氧化，阴极使水中污染物还原，也可以利用电解产生氧化剂和絮凝剂对污染物加以处理。
化学中的能量变化范文5
关键词：质能方程；能量守恒定律；质量守恒定律；矛盾
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0036-3
1 问题的提出
能量守恒定律指出，在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变；质量守恒定律指出，在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统）中，不论发生何种变化或过程，其总质量保持不变；而爱因斯坦相对论动力学的一个著名结论是质能方程：E=mc2，此方程表明物质的质量亏损对应着一定的能量损失。
问题一：在核反应中，能量是哪来的？释放之前是以什么能的形式存在的？根据爱因斯坦的质能方程，核反应前后，总质量有损失，可以根据质能方程算出释放的核能，难道是质量转化为能量了吗？
问题二：化学反应中会有能量的变化，而根据爱因斯坦的质能方程可知，能量的变化必然会有质量的变化，那为什么反应前后质量还守恒呢？
问题三：假设有一高温物体，质量为m ，放在低温环境中，该物体必然向外散热，辐射出能量，那么该物体的能量必然变少，根据质能方程，质量也会减少。但是，我们却认为，该物体的质量是守恒的，这怎样解释？
这些问题是否说明能量守恒定律和质量守恒定律是错误的？或者说不是普适定律？
2 守恒定律的科学表述
质量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律是自然界的三大守恒定律。
质量守恒定律是俄国科学家罗蒙诺索夫于1756年最早发现的。在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，这个规律就叫做质量守恒定律，也称物质不灭定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。20世纪初[1]，德国和英国化学家分别做了精确度极高的实验，结果表明，化学反应前后质量变化小于一千万分之一，这个误差是在实验误差允许范围之内的，从而使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。同样的，在物理变化中物体的总质量也保持不变，如把糖溶解在水里，则溶液的质量将严格地等于糖的质量和水的质量之和。大量实验证明，不论如何分割或溶解，物体的质量具有不变性。
能量守恒定律也称为热力学第一定律[2]，是指在一个封闭（孤立）系统的总能量保持不变。其中，总能量一般说来不只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量。能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量。例如，煤燃烧后放出热量，可以用来取暖做饭；可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机工作，将热能转换为机械能，推动汽轮发电机转变为电能，电能又可以通过电动机等用电器转换为机械能、热能等。所有能量转换都遵循能量守恒定律。能量守恒定律指出：“自然界的一切物质都具有能量，能量既不能创造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变。”
对于中学生来说，在经典力学的范围内对质量守恒定律、能量守恒定律的内容是很容易理解掌握的。
3 质能方程的本质
在高中物理选修3-4第十五章《相对论的诞生》中讲到，爱因斯坦在1905年撰写的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》论文中根据狭义相对论原理及洛伦兹变换，经过高等数学推导，划时代地导出了相对论动力学的一个著名结论――质能关系：E=mc2。质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性[3]。在实际应用中，常用其变化量的表达式：ΔE=Δmc2，质量亏损时，即当质量减少Δm，就意味着要释放出ΔE=Δmc2的巨大能量，此式被称为改变世界的方程。
质能方程有三种表达形式 ：
1.E0=m0c2，式中的m0为物体的静止质量，m0c2为物体的静止能量。中学物理教材中所讲的质能方程含义与此表达式相同，通常简写为ΔE=Δmc2。
2.Ev=mvc2，式mvc2为物体运动时的总能量，即物体的静止能量和动能之和。
3.ΔE=Δmc2，式中的Δm通常为物体静止质量的变化，即质量亏损。ΔE为物体静止能量的变化。这种表达形式最常用，也是学生最容易产生误解的表达形式，难道是物质的质量转化为能量了吗？
相对论力学指出，物体有总能量，也有静止能量[4]。粒子的总能量包含静止能量和运动能量。物体的静止能量是它的总内能，包括分子运动的动能、分子间相互作用的势能、使原子与原子结合在一起的化学能、原子内使原子核和电子结合在一起的电磁能，以及原子核内质子、中子的结合能……物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一，它指出，静止粒子内部仍然存在着运动。一定质量的粒子具有一定的内部运动能量，反过来，带有一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量。在基本粒子转化过程中，有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放出来，变为可以利用的动能。由此可见，在相对论力学中，能量和质量只不过是物体力学性质的两个不同方面而已。
爱因斯坦推导出质能方程之前，人们都认为质量和能量是两个概念，他们之间是没有关联的。质能方程所包含的，是关于原子核的反应过程中质量和能量的转换。在相对论力学中指出，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有以下关系：
此式表明物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，在核反应中，这个现象必须考虑。
4 质能方程在更为宽泛的领域揭示了质量守恒与能量守恒的正确性
当一组粒子构成复合物体时，由于各粒子之间有相互作用能以及有相对运动的动能，因而，当物体整体静止时，它的总能量一般不等于所有粒子的静止能量之和，两者之差称为物体的结合能。与此对应，物体的静止质量亦不等于组成它的各粒子的静止质量之和，两者之差称为质量亏损，质量亏损与结合能之间有关系：ΔE=Δmc2。由于在中学物理教材中，对此式的解释较浅，因此，有些学生就误认为，核反应过程中，质量不再守恒，且少掉的质量转化为能量了。
问题一释疑：在核反应中，释放的核能是原子核的静止能量的一部分，即原子核内核子的强相互作用的核能等转化成了发射粒子的动能和势能，但总能量守恒；此外核反应前后，原子核有质量亏损，由于发射的微观粒子高速飞出而质量增大，其增大质量就是原子核质量亏损，但总质量仍然守恒。质能方程反应的就是质量亏损与所释放核能的数量关系。
问题二释疑：通常情况下，质量守恒是在低速条件下的静止质量守恒，化学反应中的质量守恒就是这种情况；化学反应中的能量变化，没有涉及到物体的微观静止能量与运动能量的变化，因而不用爱因斯坦的质能方程去解释。可用宏观经典力学能量守恒理论解释。可以说，化学变化只能改变物质的组成，但不能创造物质，也不能消灭物质，所以质量守恒定律又称物质不灭定律。
（下转第40页）
（上接第37页）
问题三释疑：对于高温物体的热辐射，是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传导方式。它不依赖任何外界条件而进行，这是热的三种主要传导方式之一。我们所说的其质量守恒，仍然是低速条件下的静止质量守恒，没有考虑能量减少引起的运动质量变化。实际上，辐射能量的同时是有质量亏损的，物体的一部分质量转化成了光子的质量。
此外，原子核衰变时放出能量，其总质量也是减小的。原子核衰变时释放的α粒子、β粒子、中子、质子、核子团等的动能即来自于衰变前后质量亏损对应的核能。
可见，质能方程把质量和能量的关系表达了出来，并没有违背能量守恒定律和质量守恒定律。质能方程表明，物体的质量是它所含能量的量度，质能方程将经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来，成了统一的“质能守恒定律”，它充分反映了物质和运动的统一性。一方面，任何物质系统既可用质量m来标志它的数量，也可用能量E来标志它的数量；另一方面，一个系统的能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统接受而增加了能量时，其质量也相应地增加。质能方程在更为宽泛的领域揭示了质量守恒定律和能量守恒定律的正确性。
参考文献：
[1]课程教材研究所.化学・九年级上册[M].北京：人民教育出版社，2012.
[2]肖德武.能量守恒定律的发现[J].科学与文化，2007（11）：51.
化学中的能量变化范文6
一、高中化学情感教育的尝试
第一，教师要充分考虑学生的情感需求，创设恰当有趣的情境，激发学生学习化学的兴趣.在情感教育中，教师应结合教学内容，编造一些有趣的小故事，激起学生强烈的好奇心，激发学生的学习兴趣.
例如，在讲“金属腐蚀”时，教师可以讲格林太太假牙的故事：格林太太原本镶有一颗黄金做的假牙，车祸后又镶了一颗不锈钢做的假牙，但是自打车祸后，她经常头疼、失眠、心情烦躁……经很多医生诊治，她的病情没有丝毫好转，反而更加严重，这是为什么呢？这样，能够激发学生的好奇心，加深学生对所学知识的理解与记忆.
第二，教师要充分考虑到学生对抽象知识理解的困难.因此，在情感教育中，教师应善于利用简单、直观的实验，加深学生对化学知识的理解.
例如，在讲“化学反应中的能量变化”时，教师可以做两个化学演示实验，当学生看到铝片与盐酸反应使温度计水银柱升高，而粉末状氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应，使小烧杯和玻璃片间的水结冰时，就能理解化学反应中的能量变化，对吸热反应与放热反应的认识也会更加深刻.
第三，教师要充分考虑学生对知识的接受程度，及时告知学生初中、高中知识的台阶性与衔接程度，及时指导学生在高中化学学习中的着重点，同时在教学时给学生提供适应时间.在高中化学情感教育中，教师应采用与初中相近的教学方式，慢慢提升教学难度，使学生能够保持一个良好的状态，避免由于知识难度的突然加大使学生产生为难情绪，进而打压学生对高中化学知识的学习热情.
二、高中化学教学中的情感教育
1.课前情感准备
在教学前，教师需要对学生进行热爱祖国、热爱自然的情感教育.化学来源于自然，神秘的大自然中蕴涵无穷财富，也体现了许多化学知识，学生只有懂得爱护自然，与自然和谐共处，在情感上认同自然的神圣，才能提高学习兴趣，更好地投入高中化学知识的学习中.学生热爱祖国，才能够以更大的激情参与学习活动，才能掌握更多的知识，成长为对国家和社会有用的人才.教师需要对学生进行辩证唯物主义的情感教育，学习过程是师生情感双向交流的过程，以师生的情感为基础，建立民主、平等、和谐的师生关系，可以唤起学生的学习兴趣，学生对教师感到亲切，才敢于独立思考，才敢于交流思想.
2.课堂情感交流
高中化学教学需要注重师生间的情感交流.在教学中，教师要留心观察学生，及时了解学生对所讲知识的掌握情况；教师要运用一些策略与技巧，通过提问的方式，发现学生的理解误区，及时对学生进行指导.
例如，在讲“二氧化硫的性质”时，教师可把二氧化硫通入澄清石灰水，学生看到澄清石灰水先变浑浊，然后又变澄清，这样学生就会联想到二氧化碳也有类似现象.教师可以提出以下问题：能使澄清石灰水变浑的是否一定是二氧化碳？怎样检验无色气体是二氧化碳？怎样检验二氧化硫气体中是否有二氧化碳？怎样检验二氧化碳中含有二氧化硫？这样的问题设置，可以使学生加深对两种气体的认识，也提醒学生进行两种气体的比较学习.
3.课后情感交流
课后情感交流分为有声情感交流与无声情感交流，有限的课堂学习时间内，学生往往不能完全解决所有的问题，因此，课后师生间的情感交流就变得十分必要.和谐的师生关系，使得师生可以成为朋友，进行平等愉快的团队合作，共同解决化学问题.作业批改是高中化学教学中一个重要的环节，教师对学生的批语便是在进行课后的无声交流.这时，教师不再简单地进行对与错的评判，而会认真分析学生的作业情况，在作业本上留下需要学生注意与改进的地方.此外，教师可以通过鼓励的话语增强学生的自信心，提高学生的学习兴趣.
三、高中化学基本概念教学中的情感教育
抽象的化学基本概念不易被学生理解，在基本概念的学习过程中，学生往往会觉得没有意思，学习兴趣大大减少.教师通过课堂演示实验可以帮助学生对高中化学基本概念产生直观认识.
