导读量子位 | QbitAI第52届国际物理奥林匹克竞赛，中国队5名参赛队员包揽前5全员摘金，取得总分、理论、实验和团体4项第一。片来自南大新闻网再加上前不久结束的第63届国际数学奥林匹克竞赛，中国队6名参赛队员并列第一，全员摘金，还是全部满...

万博 发自 凹非寺

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今年的国际数理化奥赛，中国队的表现用优秀来形容已经不够了：

第52届国际物理奥林匹克竞赛，中国队5名参赛队员包揽前5全员摘金，取得总分、理论、实验和团体4项第一。

片来自南大新闻网

第54届国际化学奥林匹克竞赛，中国队4名参赛队员全员摘金，包揽前3名。

片来自南开大学

再加上前不久结束的第63届国际数学奥林匹克竞赛，中国队6名参赛队员并列第一，全员摘金，还是全部满分的那种。

事实上，中国队作为传统强队，在国际赛场上金牌拿到手软也算是“基操”。今年的物理奥赛，已经是中国队自2008年来第14年包揽全部金牌。

片来自IMO官网

对此，网友们也是被这届的中国队员惊呆了：

数理化一锅端，这届牛娃真神了。

还有人也心疼小伙子们，成绩好也要注意身体呀：

物理奥赛5人全员摘金

据悉，此次国际物理奥林匹克竞赛由瑞士主办，采用线上方式进行。大赛参赛队伍来自全球75个国家和地区，共计368名学生参加本届比赛。

赛制安排，分为理论和实验两项共5道大题，合计50分，光考试卷面就有134页。其中实验考试首次采用全线上虚拟考试的方式。

片来自南师附中

中国队则是由南开大学物理学院宋峰和王槿老师带队，参赛队员共计5名。

最终，5名中国队参赛队员全部获得金牌，并以总分212.3，平均分42.46的成绩斩获团体冠军。同时，总分第一、理论项目第一以及实验项目第一也都被中国队收入囊中。

具体来看，5名中国队参赛队员：

南京师范大学附属中学徐国玮，个人总分第一，实验项目第二。

值得注意的是，徐国玮也是这届中国队唯一的高二学生。

片来自南师附中

南京师范大学附属中学高三学生杨明轩，实验项目第一，总分第二。

至此，南京师范大学附属中学，也成为这届国际物理奥赛的最大赢家，总分前两名均出自南师附中。

其实在今年50人的国家集训队入围名单中，江苏选手入选4名，其中有3名来自南师附中。

片来自南师附中

石家庄市第二中学高三学生黎千诚，理论项目第一。

黎千诚，曾在去年12月举行的全国中学生物理竞赛中，取得河北省第一的成绩。同时，他也是河北唯一一个入选这届国家集训队的同学，目前保送北京大学。

片来自石家庄二中

中国人民大学附属中学高三学生刘子睿，获得金牌。

人大附中也是国际物理奥赛的常客，截止到本届国际物理奥赛，人大附中已经连续4年在该项目中摘金。

片来自南大新闻网 （左一刘子睿）

长沙雅礼中学高三学生任雨奇，获得金牌。

任雨奇，目前已被保送清华大学，准备攻读计算机专业。

片来自雅礼中学 （左四为任雨奇）

化学奥赛4人摘金

本次第54届国际化学奥林匹克竞赛，由中国南开大学承办，同样以线上参赛的方式进行。

参赛队伍来自全球84个国家和地区，共计有326名参赛选手。

考试内容，涵盖无机化学、有机化学、物理化学、结构化学、分析化学等。而且值得注意的是，本届化学奥赛，还重点了新冠病毒、储能材料支持碳中和等当下全球聚焦的现实问题。

片来自南开大学

最终，中国队4名参赛队员在比赛中脱颖而出，全部获得金牌，并且还包揽前三名。

这4名中国队队员分别是：

杭州学军中学教育集团文渊中学高三学生傅周，获得总分第一名。

据悉，在去年11月举行的全国化学奥林匹克竞赛中，傅周曾以全国第一名的成绩，进入国家集训队。

目前傅周已被保送北京大学。

片来自南开大学

济南市历城第二中学张旭瑞，获得总分第二名，目前已被保送北京大学。

片来自历城二中

长沙市长郡中学高三学生贺文，获得总分第三名，同时还获得本届竞赛实验奖项“金丝猴奖”。

目前已保送北大。

片来自长郡中学

华中师范大学第一附属中学李炆泽，获得金牌。

据悉，华师大第一附属中学在今年的数理化奥赛场上斩获颇多，此前国际数学奥赛的张志成，就来自这所中学。

同时它还是全国所有中学里，在5大学科国际奥赛中获得金牌最多的学校，截止到目前已经获得35枚金牌。

片来自华师大第一附属中学

参考链接：

[1]https://news.nankai.edu.cn/ywsd/system/2022/07/18/030052033.shtml
[2]https://news.sina.com.cn/c/2022-07-19/doc-imizmscv2416816.shtml
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/-V8BOZDP-z3ZuQNl49eqKw
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/acL6vsspB9MSXMc904BGDA
[5]https://mp.weixin.qq.com/s/mVYjSB7To-b1p9JUE9sijw
[6]https://mp.weixin.qq.com/s/r0SggWcK88JcQd092r_7lA
[7]https://mp.weixin.qq.com/s/A9jmfBJPfMMWTbB8dIPKxQ
[8]https://mp.weixin.qq.com/s/cK77KkQAMuzqI0WGuwm7Iw
[9]https://mp.weixin.qq.com/s/i7RiIhNSPo_JOlVSk3_Siw

— 完 —

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35化学反应中的能量变化知识点

35化学反应中的能量变化知识点

1．化学反应过程中能量转化形式

化学反应不仅是物质的转变，同时还伴随着能量的变化，通常表现为化学能与热能、光能、电能的相互转化，但主要是化学能与热能的转化。

2．吸热反应和放热反应有热量放出的化学反应称为放热反应，吸收热量的化学反应称为吸热反应。

3．化学反应中能量变化的原因

(1)从化学键的断裂与形成理解放热、吸热反应

化学反应中的能量变化可以用下形象地表示出来：

①若E1>E2，反应吸收能量

②若E1<E2，反应放出能量

(2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系

①Ⅰ中反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应放出能量。

②Ⅱ中反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。

4．常见的吸热反应和放热反应

(1)放热反应

①所有的燃烧反应，剧烈的发光、发热的化学反应；

②酸碱中和反应；

③大多数的化合反应；

④铝热反应；

⑤活泼金属与酸或H2O的反应；

⑥金属氧化物和水或酸的反应。

(2)吸热反应

①碱与铵盐的反应；

②大多数的分解反应；

③碳与水蒸气的反应；

④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。

二　热化学方程式

1．概念

表示化学反应中放出或吸收热量的化学反应方程式。

2．意义

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

3．反应热(ΔH)

ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。若ΔH＞0，为吸热反应，若ΔH＜0，则为放热反应。

4．书写注意事项

(1)需注明ΔH的符号和单位

若为放热反应，ΔH为"－"；若为吸热反应，ΔH为"＋"("＋"常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。

(2)需注明物质的聚集状态

反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注"g"、"l"、"s"、"aq"。热化学方程式中，可以不标明反应条件、"↑"和"↓"等。

(3)需注明反应热的测定条件

反应热ΔH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ΔH的测定条件。若不注明，则指25__℃和101.3__kPa。

(4)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应

由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1

eq f(1,2)CH4(g)＋O2(g)===eq f(1,2)CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1。

(5)需注意可逆反应的ΔH含义

不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。例如：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ

燃料燃烧释放的热量

1．化石燃料

当今社会的主要能源是煤、石油、天然气等化石燃料，化石燃料是不可再生的能源。

2．热值

一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量。课本表格中所列举的热值中，H2的热值最高，它应是应用价值最高的燃料。

3．提高燃料的燃烧效率的措施

(1)尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。

(2)尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。

4．提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节约资源、减少污染。

(a、b、c均大于零)

是什么让电车做到和油车一样方便

如果给你一台电动车，你会想了解它的什么？相信答案肯定离不开电池续航和补能。因此在锂离子电池和快充方面的新技术层出不穷，而且研发方式也迎来了变革，下面将列举4个在电池、补能及两者研发方面的新技术，到底哪些技术可行、易量产，哪些技术只是一味“画大饼”而不见其踪影呢？

物理电池

可能很多人对这个名词比较陌生，其实物理电池就是太阳能电池。使用这种方式补能也是不是什么新鲜的事了，很久以前就出现过以太阳能驱动的概念车，但由于太阳能发电的效率较低，所以要在量产车上完全实现太阳能补能短期内是无法实现的，目前太阳能补能一般应用于旅行房车上，通过太阳能光伏板获取的电能储存在电池内，并对车内的低功率电器进行供电。

最近，厂商在研发太阳能对电动车进行补能的技术上有新的动作。在4月11日，天津市科学技术奖励大会上亮相了一辆名为“天津号”的纯太阳能汽车，能做到完全依靠纯太阳能驱动，实现真正的零排放。同时“天津号”所使用的关键零部件完全由天津本地企业提供，能做到自给率100%，该车还具备L4级辅助驾驶的能力。但是“天津号”上的太阳能面板能量转换率依旧较低，要实现真正量产恐怕还需相当长的一段时间。

但奔驰有一种效果明显方案应该可以在短期内实现量产。奔驰VISION EQXX概念车实测续航超过了1000公里，其中就有太阳能充电的部分功劳。该概念车在车顶位置装备了117个太阳能板，转化的电能储存在一个轻质磷酸铁锂电池中，为气候鼓风机、灯光、信息娱乐系统和其他辅助设备供电，虽然不能为高压系统供电，但单日理想条件下，该系统能增加 25 公里续航。这种方法不仅环保，还能降低高压系统的能量损耗。

负极硅电池

锂硅电池是众多电池厂商的重点研发方向之一，在能量密度方面的表现相比磷酸铁锂电池及三元锂电池都有较大的提升。但是在开发难度上并不亚于固态电池，当硅作为电池负极时，电池在充放电时都会发生体积膨胀和收缩，因此电池的寿命和性能都受到了一定程度的限制。目前对于含硅电池的开发，主要是将硅与石墨融合以提高电池的能量密度，还有另外一种开发难度较大的方案则是完全采用硅作为电池负极，产生更高的能量密度。

近日，电池制造商Amprius的商用锂硅电池，负极采用100%纯硅。该硅负极采用了硅纳米线的制造工艺，电池的能量密度高达450Wh/kg，这是目前已知的商用锂电池中能量密度的最高水平。

另外，同为电池制造公司的Zenlabs也了一款锂硅电池，采用了预锂化硅负极的工艺以提高硅负极的存储容量，同时该电池由独立第三方测试公司Energy Assurance验证得出，能量密度327.5Wh/kg、额定功率为3000W/kg，且具备1000次充放电循环的能力。

不过上述两种锂硅电池的方案由于成本过高的问题，暂时只能应用于航空领域，但现在的电动车就与锂硅电池无缘了吗？很高兴告诉你，并不是。

广汽埃安AION LX Plus就有搭载海绵硅负极片电池的版本，该车的续航超过了1000公里。官方称该海绵硅负极片电池比锂离子电池单体电芯体积减少20%，重量减轻14%，电芯的能量密度大于205Wh/kg。在未来该电池的体积和重量就可进一步减少，电芯能量密度可达315Wh/kg，同时该技术还可延长电池使用寿命、提高锂离子电池的可靠性。

AION LX Plus该版本售价为46.96万元起，我们可以用合理的价格享受到含硅电池带来的长续航体验。

通过量子计算器研发电池

现代锂离子电池在充放电循环过程中，通过液态电解质材料将电荷从一个电极移动到另一个电极，改进电解质对改进电池的能量密度、充电速度、电池寿命、成本控制和安全性都相当重要，如果找到一种化学物质添加剂，能增强电解液所提供的电流，就能进一步修改开发锂离子电池。

新型锂离子电池的研发，需要通过大量的模拟实验验证不同化学成分在电池中的表现，这当中就涉及了大量的试错实验，这些试错实验消耗大量的人力物力。为加速试错实验，PsiQuantum与梅赛德斯-奔驰通过量子计算改进电池技术，通过量子计算器模拟和验证电池中的化学成分，该技术可以精确地模拟化学添加剂对电解质分子的影响。

但是使用量子计算器参与新型锂离子电池研发，需要大量的财力进行推动，在整体成本上可能与传统实验方案差别不大，因此该研发技术方案对研发成本控制并无太大影响。

充电5分钟，续航160公里

日前，沃尔沃汽车与以色列电池公司StoreDot合作，开发超快速充电电池技术，可以让电池在5分钟内充电到160公里的纯电续航里程。按照规划，这次合作将主要在沃尔沃汽车在去年与电池制造商Northvolt建立的电池技术合资企业内进行。通过对StoreDot的投资，沃尔沃汽车获得了从合作中获得的任何技术的使用权，这是不是也意味着可以在吉利汽车上看到此技术的出现？

同时，StoreDot公司与亿纬锂能、奔驰、三星、英国石油公司（BP）等也存在着合作关系。StoreDot声称，该“闪充电池”可实现在充电5分钟内实现100英里（约161公里）的续航里程，并预计在2024年进行大规模量产。

在国内也有厂商实现了这种速度的快充技术，在广汽埃安的超级充换电中心，480kW充电功率的超充桩可实现充电5分钟续航超200公里的充电速度，同时还能换电。AION V Plus 70超级快充版可以此超充桩实现充电5分钟，行驶207公里续航的成绩。

总结

上述的电池新技术中，可以看到已经有中国企业将其以合理的价格量产，说明中国在电动车电池、补能方面的研发速度处于国际领先水平，同时也能在相对较低的成本下研发出性能相当的产品。在今年年底或明年上半年，蔚来的半固态电池也将实现量产。不仅如此，国内在换电技术方面也有良好的发展，除蔚来以外广汽埃安、吉利汽车、北汽新能源等主流车企，以及宁德时代这种电池巨头企业都加入发展换电技术。可以说，中国在电动车领域发展已经是达到世界领先的水平，我们也将见到更多优秀的国产电动车问世。