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化學反應

時間:2023-01-09 23:58:20

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學反應,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

化合效應――由兩種或兩種以上的物質生成一種新物質的化學反應

人生不是孤立的,或與世共存,或與人相處,或與物為伴,其間“化合”的反應往往是不知不覺、潛移默化的。

這種“化合”,令人想起孔子的學說,有一個十分重要的詞:“和”。一是“和為貴”,有和諧之意;二是“和無寡”,有和睦之意;三是“君子和而不同”,有恰到好處之意。

和睦相處,是家庭幸福的標志;和善待人,是為人真誠的表現;和氣生財,是行業興旺的依據;和衷共濟,是國家強盛的象征。和則興,不和則衰。

如果你想圓滿地為人處事,那么“和”字就是最為重要的秘訣。

一曰“性命和則生”,是說人體內須平衡地調節。中醫文化的核心理念是“執中致和”,強調“不熱不寒”、“不實不虛”、“抑強扶弱”、“陰陽互補”。人性之美如成語所表述的:亦動亦靜、一張一弛,剛柔相濟、不偏不倚、不豐不殺等等,乃是生命的真諦。

二曰“人物和則親”,是說人貴在謙和,寬宏大量,瀟灑自如。外則與人為善,和衷共濟;內則親親熱熱,家庭和美。婚姻就是夫妻兩個活性元素的“化合”過程,如果沒有認清彼此,就會少有良性反應,甚至生成惡性反應。夫妻之間的和諧取決于三個方面的生活:一是精神生活上的有默契與價值觀上的有認同,二是社會生活上的所有彼此關系的接納,三是性生活上的和諧及身體的默契。

三曰“人天和則靈”,是說人要同大自然朝夕相處,休養生息。這里的一切免費,人人可以盡情享用。親近自然,就有無邊的愜意:曠野的風,要比空調電扇舒適得多喲;溪邊的草,要比花壇盆景更富有生機;喝一口清泉,全身都會透徹般明凈;聞一聲鳥鳴,心靈頓覺自由而歡快。同大自然“化合”在一起,我們可以釋去生活中的煩惱、郁悶、疲乏、迷惘、焦躁。

“和”的作用使我們改變精神,更新生活,享受詩意人生。

分解治理巧受益

分解效應――由一種物質分解成兩種或兩種以上新物質的化學反應。

愚公移山,堅持一天挖一點,而且天天挖山不止,世世代代不息。其實他心里十分明白,分解是戰勝阻障的最好方法。

我們的一切所作所為,不能不講究藝術,其竅門就是分解整體,降低難度,以達到各個擊破之目的。辯證哲學告訴我們“化整為零”、“變難為易”,這樣的話,事情就好辦多了,還能從整體上受益呢。

一位世界冠軍是如何創造百米賽跑的新紀錄呢?原來在教練的指導下,他是將100米分成五個20米,在每個20米的階段中反復琢磨,所有的動作細節都不放過,將發現的問題逐一解決,終于獲得了突破性的提高。

我們學太極拳也是如此。其道術可以一分為三:拳腳術練身,吐納術練氣,導引術練意。其練身之法,又能分解成四種:步法虛實分明,手法剛柔相濟,腰法中正安舒,眼法威而不猛。其練氣也是分成三部曲:以意調息――以心行氣――以氣運身。其練意更須分解掌握多樣辯證法:意欲上,必先下;意欲前行,必有后撐……必須深信:但得功夫久,日月化太極。

關于博覽群書,有學者提出“分類治理法”,可以將書籍“分解”成以下四類:第一類是“目治的”,用眼睛瀏覽,只是走馬觀花;第二類是“口治的”,大聲朗讀,用語感體驗;第三類是“心治的”,認真思考,細心分析研究;第四類是“手治的”,書寫記錄,以加強記憶效果。

說到旅游,分解就是全方位的生命體驗,五官身體都要積極參與進去。足游,時時留下腳印,處處風光不同;目游,遠眺無限景色,近睹細微花草;鼻游,花木之香,山水之氣;品嘗一口清甜的泉水為舌游,能回味無窮;聆聽一下鳥兒的歌唱為耳游,于是浮想聯翩;清風嗖嗖而來,不覺心爽而起神游。

人的心理調節中,提倡宣泄就是一種分解的方法: “一份快樂由兩個人分享會變成兩份快樂;一份痛苦由兩個人分擔就只有半份痛苦。”如果把自己的煩惱、痛苦埋藏在心底里,只會加劇自己的苦惱,而一旦把心中的憂愁、煩惱、痛苦、悲哀等等,向親朋好友傾訴出來,即使他無法替你解決,但能得到同情或安慰,這時你的心情就會感到舒暢的。

置換表達顯哲理

置換效應――由某種元素被另一種元素所替代后形成新物質的反應。

在運用語言時,有意調整詞語的順序,通過“置換”的反應方式,別出心裁地表現自己的思想,傳達生活的哲理。

詩人紀伯倫說:“當你祈禱的時候,不要說‘上帝在我心里’,而要說‘我在上帝的心里’。”兩種表達方式,會產生完全不同的效果。

哲學家維根斯坦也喜歡置換的方式,他說:“小人物問‘我是誰’?大人物則問‘誰是我’?”其中的意味是不言而喻的。

還有許多人生格言,值得我們細細品味,如:“大地不屬于人,而人屬于大地”;“生活的理想,是為了理想的生活”;“美的東西不一定偉大,而偉大的東西一定是美的”;“要知道‘不可隨處小便’,更須明白‘小處不可隨便’。”

一些著名的教育家都是語言的大師,習慣以“置換”的方式來表達觀點,于是產生了名人名言,給后人以深遠的啟迪。

先生告訴夜校的工人們:“人不是為生而工,是為工而生的。”勞動是人類的本能,工作著即為幸福。

先生總結出治學的訣竅:“要小題大做,千萬不要大題小做。”智者常常以小見大,一滴水可以反映太陽的光輝。

顧頡剛先生曾為畢業生題詞:“寧可勞而不獲,不可不勞而獲。”做人必須以此存心,然后乃有事業可言。

余日章先生這樣警示大學生:“要‘學而不大’,不要‘大而不學’!”其中的意味深刻,至今仍然有著回響呢。

第2篇

關鍵詞:合成 化學反應 氧化還原 催化 化工

一、合成過程介紹

合成過程是指兩種或兩種以上比較簡單的物質,以化學反應原理為基礎,通過發生質的變化而產生所需新物質的過程。合成過程必須注意原材料發生反應的比例關系及發生化學反應所需的條件,從而減少資源浪費、節約成本。

合成過程所發生的化學反應主要包括氧化、還原、催化、聚合、氯化、硝化、重氮化、酸化、堿化等,在一些石油化工生產過程中,會產生一些熱氣、危害氣體、易燃易爆等危險物質,因此在不同的合成生產過程應該采取不同的防護措施,以確保合成過程順利、安全的進行,提高化學試驗、生產的高效性和安全性。

二、合成過程中常見的化學反應及要求

不同的合成過程,其生產工藝也不一樣,因此在進行合成反應中,還要注意成本的節約和過程的安全、合理。

1.氧化還原

氧化還原反應是物質間電子數目的等量傳遞,氧化與還原是兩種同時發生且不可分開的化學反應,氧化的同時進行著還原反應,而還原的同時也伴隨著氧化的發生。氧化過程需要加熱,而還原過程需要放熱,因此在氧化還原過程,需要注意環境的溫度補給與降溫。

工廠生產常見的問題,對于危害氣體SO2的回收利用,通常采用石灰漿Ca(OH)2進行吸收,反應方程式:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O。在反應設備中,SO22氧化反應過程釋放出大量的熱量,為未發生反應的SO2提供所需的溫度,減少外界供給,降低生產成本,同時又可以平衡設備中的溫度,減少因還原反應釋放溫度而損壞反應設備。

2.催化反應

催化反應是指在催化劑的作用下發生的化學反應,例如氮氣和氫氣合成氨、二氧化硫和氧氣合成三氧化硫、乙烯和氧氣合成環氧乙烷等都屬于催化反應。石油化工產常見的化學合成過程――汽油餾分的催化重整,是在催化劑及一定的溫度、壓力條件下使汽油中烴分子重新排列重組的過程,不僅可以產生優質的汽油,還可以生產出具有芳香性的碳氫化合物芳烴。

催化劑是催化反應過程不可或缺的一種物質,其在化學反應前后不變,且具有選擇性。有的催化劑本身無害、無危險性,但在反應過程可能因溫度的變化產生危險,例如因二氧化錳加快催化反應過程而引起的溫度迅速上升、沖料等危險情況,甚至產生火災等危險,因此在使用催化劑的化學生產、試驗中要全面考慮反應過程中出現的問題,確保用量適中,反應設備散熱良好,以降低危險和損害。

從安全角度考慮,催化反應過程還要注意生成物的屬性,如產生氯化氫、硫化氫等危險物質時,生產人員應注意戴好防護措施、禁止明火,防止中毒或由高溫高壓引起爆炸等危險造成的人員安全事故;同時注意反應容器的選擇,以防止因容器腐蝕、損壞造成的事故。

3.聚合反應

聚合反應是指低分子單體合成聚合物的反應,按聚合物和單體元素組成結構不同可將聚合反應分為加聚反應和縮聚反應。加聚反應是指單體加成而聚合的反應,元素組成不變,與加聚反應不同的是,縮聚反應同時還產生水、醇、氨等低分子副產物,例如氯乙烯聚合成聚氯乙烯屬于加聚反應,已二胺和已二酸反應生成尼隆―66屬于縮聚反應。

聚合反應中的單體大多數屬于易燃易爆的物質,而聚合反應發生的條件則是高壓,反應過程易發生燃燒、爆炸等危險,由于反映本身會釋放熱量,所以對于反應條件的控制要求相當嚴格,引發劑的配比要求科學合理、反應容器設備要求優材優質、反應過程必須保證溫度低于危險系數等。

4.氯化反應

氯化反應是指以氯原子取代有機化合物中氫原子的過程,其主要原料是含有氯原子的氯化劑。在石油化工提取及生產中,氯化反應尤為重要,其產物主要有甲烷、乙烷、戊烷、天然氣、苯、甲苯及荼等。

在氯化反應過程中,氯化劑除了與原料進行反應外,與生成的衍生物也發生作用,例如CeO2+2NH4Cl=CeOCl+1/2Cl2+2NH3+H2O,反應生成的CeOCl與NH4Cl繼續發生化學反應CeOCl+2NH4Cl= CeCl+2NH3+H2O。由此可見,在氯化反應過程中不僅會產生一氯取代物,甚至可能產生二氯取代物甚至三氯取代物,所以氯化反應產物也是各種不同濃度的氯化物的混合物。

氯化過程往往會伴有氯氣的產生,如工業生產常見反應2NaCl+2H2O == 2NaOH+H2+Cl2。氯氣是一種易燃易爆的有毒氣體,因此對于產生氯氣的氯化反應過程要做好尾氣收集或尾氣處理,以防化學反應造成的爆炸或中毒。另外一個注意事項是,對于氯化反應有氯化氫氣產生的反應設備,要求嚴密不漏氣且要具有防腐蝕性;氯化氫氣體產生后可采用冷卻法、水洗滌吸收法、蒸餾分離法等將氣體回收,同時在排氣管上安裝自動信號分析儀,借以檢測是否有殘留危害氣體被排除,減少環境污染,降低化學反應產生的危害。

5.烷基化反應

烷基化反應是指有機化合物中的碳、氧和氮等原子被烷基(R-)所取代的化學反應,主要的烷基團有甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、丙基(-C3H7)、丁基(-C4H9)等。C-烷基化反應是在催化劑的作用下向芳環碳上引入烷基生成烷基苯的過程,N-烷基化是向氨或銨中得氮原子上引入烷基生成各種類型的銨鹽的過程,O-烷基化反應是向醇、酚中得氧原子上引入烷基生成醚類化合物。

烷基化反應過程存在的主要危險有:首先,烷基化的原料、烷基化劑及烷基化反應產物均屬于易燃易爆的物質,例如苯的閃點為-11℃,爆炸極限為1.5%~9.5%;丙烯的爆炸極限是1.3%~4.2%;其次,烷基化過程所使用的催化劑活性較強,遇水易放出危險有害氣體,極易發生爆炸;然后,烷基化反應條件要求嚴格控制,對于原料、催化劑、烷基化劑的添加順序要科學掌控,不允許顛倒順序、加快添加速度或者是攪拌,否則會引起反應加速,從而導致的沖料、著火,甚至爆炸。

參考文獻

[1](美)卡雷、(美)松德貝里 高等有機化學:反應與合成(第五版) 科學出版社 2009-01.

[2](美)史密斯.馬奇 高等有機化學:反應、機理與結構(原著第5版修訂)化學工業出版社 2010-01.

[3]張子峰、張凡軍 甲醇合成反應的化學平衡 化學工業出版社 2008.

第3篇

一、熱化學方程式的書寫

書寫熱化學方程式除了要遵循書寫化學方程式的要求外,還應注意幾個方面。

(1)反應熱與反應物和生成物所呈現的聚集狀態有關,在熱化學方程式中必須標明各物質的狀態(g、l、s、aq);

(2)反應熱與反應溫度和壓強有關,中學所用ΔH一般是指101KPa和25℃因此不特別指明。但需注明ΔH的“+”與“-”,放在方程式的右邊,“+”表示吸熱,“-”表示放熱。

(3)ΔH的單位kJ?mol-1是指熱化學方程式中化學計量數在計量反應熱時是以“mol”為單位的,并不一定是指1mol物質。所以熱化學方程式中各物質化學式前的計量數可用整數或分數表示,且ΔH與化學計量數成比例。同一反應,化學計量數不同,ΔH也不同。

(4)當反應向逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數值相等,符號相反。

(5)書寫燃燒熱的熱化學方程式,應以燃燒1mol物質為標準來配平其他物質的化學計量數。

例(2004年全國理綜Ⅱ):已知

(1)H(g)+1/2O(g)=HO(g) ΔH=akJ?mol

(2)2H(g)+O(g)=2HO(g) ΔH=bkJ?mol

(3)H(g)+1/2O(g)=HO(l) ΔH=ckJ?mol

(4)2H(g)+O(g)=2HO(l) ΔH=dkJ?mol

下列關系式中正確的是( )

A.a<c<0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0

解析由熱化學方程式中的ΔH與化學方程式中各物質前面的化學計量數有關,以及物質燃燒時都放熱得:ΔH=2ΔH<0,ΔH=2ΔH<0;又氣態水變為液態水這一過程要放熱,則c<a<0,d<b<0。綜上所述答案為:C。

二、化學反應中能量與化學鍵的關系

反應中的熱效應等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和。當結果小于零時為放熱反應。當結果大于零時為吸熱反應。

例:化學鍵的鍵能是原子間形成化學鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。以下是部分共價鍵鍵能數據H-S 364KJ/mol,S—S 266KJ/mol,S==O 522KJ/mol,H—O 464KJ/mol。

(1)試根據這些數據計算下面這個反應的反應熱:2HS(g)+SO(g)=3S(g)+2HO(g)反應產物中的S實為S,實際分子是一個8元環狀分子(如圖),則反應熱為?解析:因為S分子中有8個S原子,由圖可知共有8個共價鍵。每個S就有1個S—S共價鍵。則該反應的反應熱為:

4×364KJ/mol+2×522KJ/mol-3×266KJ/mol-4×464KJ/mol=-154KJ/mol.

三、可逆反應的反應熱

例已知一定溫度和壓強下,N(g)和H(g)反應生成2mol NH(g),放出92.4KJ熱量。在同溫同壓下向密閉容器中通入1molN和3molH,達平衡時放出熱量為QKJ;向另一體積相同的容器中通入0.5molN和1.5moLH,相同溫度下達到平衡時放出熱量為QKJ。則下列敘述正確的是( )

A.2Q>Q=92.4KJ B.2Q=Q=92.4KJ

C.2Q<Q<92.4KJ D.2Q=Q<92.4KJ

解析:92.4KJ為1molN(g)與3molH(g)恰好完全反應生成2molNH(g)時所放出的熱量。而在實際反應中由于存在平衡狀態,反應物不可能完全轉化,因此Q<92.4KJ。當溫度不變,相同的密閉容器中,起始反應物物質的量減半(相當于減壓)時,由平衡移動原理可知,平衡向逆反應方向移動,有2Q<Q。故答案為C。

四、蓋斯定律的應用

例(2012理綜新課標高考):工業上利用天然氣(主要成分CH)與CO進行高溫重整制備CO,已知CH、H、CO的燃燒熱(ΔH)分別為-890.4KJ/mol、-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol,則生成1m(標準狀況)CO所需能量為 。

解析:①CH(g)+2O(g)=HO(l)+CO(g) ΔH=-890.4kJ?mol

②H(g)+1/2O(g)=HO(l) ΔH=-285.8kJ?mol

③CO(g)+1/2O(g)=CO(g) ΔH=-283.0kJ?mol

①-2×②-2×③得:

第4篇

腦科學以及心理學研究發現,浪漫的、轟轟烈烈的愛情是一種生物程序。生物學對愛情的解釋是通過進化的力量主導,通過激素起作用,所有瘋狂的行為只是為了把基因傳遞給后代,其中起到主導作用的激素則是多巴胺。雖然文人窮盡了美好的辭藻來形容愛情,但對科學家來講,那些長久的、忠貞的愛情不過是多種激素刺激下,在大腦中發生的化學反應而已。 愛情的吸引是無法控制的

多巴胺是一種神經傳導物質,不僅能左右人們的行為,還參與情愛過程,促進人對異性(也包括同性)情感的產生。但是促使多巴胺等大量愛情激素的分泌則來源于基因。大腦中心――丘腦是人的情愛中心,其間貯藏著丘比特之箭――多種神經遞質,也稱為戀愛興奮劑,包括多巴胺、腎上腺素等。平時,多巴胺的釋放是受抑制的,只有遇到大腦皮層“認可”的異性時,多巴胺才會大量分泌,使人產生“愛”的感覺,多巴胺也被稱為“戀愛分子”。在多巴胺的作用下,我們感覺愛的幸福。人們在品嘗巧克力或癮君子們在“騰云駕霧”時,所體驗到的那種滿足感,都是同樣的機制在發生作用。幸好,我們的大腦能夠區別彼此之間的不同。多巴胺好像一把能打開許多鎖的萬能鑰匙,根據所處情景不同,在體內產生不同的反應。巧克力的氣味、口味告訴大腦,我們正在吃東西;情侶的體味和香味提醒大腦,我們正身陷愛中,并促使我們進行,以此繁衍后代。科學家揭示出了愛情在大腦中的位置,以及組成愛情的獨特化學成分――多巴胺。研究同時表明,愛情帶來的迷狂,在化學組成上,與人發瘋的時候幾乎完全一樣。所以,那些表白“親愛的,我愛你愛得發瘋”的男女們,其實并沒有夸張,他們在無意中說出了一個偉大的科學預言。 愛情為什么排他?

英國著名的生物學家理查德?道金斯曾經提出一個觀點:基因是自私的,基因的唯一目的是存在下去。他在這個基礎上總結了一個社會學假說“基因的自私性”――基因總是傾向于把自己傳播得最廣。基因的自私性解釋了生物界弱肉強食的叢林規律:通過斗爭奪取更多的空間,食物是為了能夠養育更多的后代。基因的自私性還能解釋雌、雄動物在性問題上的本能差異:雄性動物不直接生育,無法知道下一代是否親生,傾向采取數量策略,跟更多的雌性生育更多的后代,從而直接保證基因最大限度地傳播;雌性動物能夠確認后代是親生的,并且生育數量有限,傾向采取質量策略,跟最強壯(最聰明)的雄性生育有生存能力的后代,間接保證基因最大限度地傳播。生育繁殖為什么會具有排他性呢?出于基因的自私性,雖然自己劈腿有利于基因的傳播,但對方劈腿會分走共同后代的生存資源,不利于基因傳播。低等生物通過嚴防死守的辦法來實現劈腿、不劈腿之間的平衡,爭

斗、爭奪隨時都可能發生。人類是具有理性思維的高等生物,能夠有更好的辦法:防止對方劈腿的砝碼是自己先承諾不劈腿。為什么要與前女友劃清界限,對配偶表忠心?基因的自私性或許能給出答案。 婚外情是怎么發生的?

多巴胺帶來的“激情”會給人一種錯覺,以為愛可以永久狂熱。不幸的是,我們的身體無法一直承受這種像古柯堿的成分刺激,也就是說,一個人不可能永遠處于心跳過速的巔狂狀態。如此美妙的熱戀不會持續太長,這是一個生物學的陷阱,它能確保人類有時間繁殖后代。因為那些激素不可能永遠處于高水平上,你的身體也承受不了成天處于心跳加速中。平均30個月之后――最長不會超過4年,這些愛情激素的濃度高峰開始消退,你也就從熱戀中清醒過來。通常依戀的穩定時間只有4年,因為4年之后,我們很可能又在街上、辦公室等場所被另外的異性所吸引,被陌生人所打動。如果你不能把持道德上的標準,忘記了婚姻的義務和責任,就可能因為重新墜入情網而打亂正常的生活秩序,破壞原本美滿的家庭。雖然情愛“依戀”通常的穩定時間是4年,但這并非是婚外情產生的正當理由,也不是人人都會由此發生“情變”,因為愛情畢竟還要受到道德倫理 、社會、文化等諸多因素的制約。

第5篇

一、化學反應速率

例1(2009年山東)2SO2(g)+O2(g)

V2O5

2SO3(g)是制備硫酸的重要反應.下列敘述正確的是( )

(A) 催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率

(B) 增大反應體系的壓強,反應速度一定增大

(C) 該反應是放熱反應,降低溫度將縮短反應達到平衡的時間

(D) 在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時間間隔t1~t2內,SO3(g)生成的平均速率為v=

c2-c1t2-t1.

解析:催化劑可同等程度改變正逆反應的速率,(A)錯.如果是通入無關氣體增大了體系壓強,各物質濃度未變,反應速率不變,(B)錯;降溫,反應速率減慢,達到平衡的時間增多,(C)錯.答案為(D).

解題策略:計算反應速率主要是利用公式v=

.若需再求其它物質表示的反應速率,則根據“不同物質表示的反應速率之比等于相應物質的化學計量數之比”這一關系即可得到.在判斷化學反應速率的變化時,則需要理解幾個外界因素的影響情況進行,注意不能將其與平衡移動相混淆.

命題方向:(1)計算與影響因素結合考查;(2)判斷反應進行的快慢;(3)根據影響反應速率的時間變化曲線圖象,提出合理的解釋或定量計算,或者是與數學、物理學科間的綜合等.

二、化學平衡狀態

例2(2009年上海,有刪減)鐵和鋁是兩種重要的金屬,它們的單質及化合物有著各自的性質.

(1)在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發生下列反應:

Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

②該溫度下,在2 L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體,10 min后,生成了單質鐵11.2 g,則10 min內CO的平均反應速率為 .

(2)請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應已達到平衡狀態:

解析:(1)

(2)化學平衡的根本特征是 正= 逆,其表現為反應物和生成物的濃度、質量、百分含量不隨時間變化,注意不能考慮固態或純液態的物質.前后體積變化的可逆反應還可通過壓強來判斷是否平衡,若反應中含有色氣體,還可通過氣體的顏色變化來判斷.

答案:(1)②0.015mol·L-1·min-1

(2)①CO或(CO2)的生成速率與消耗速率相等;②CO(或CO2)的質量不再改變.

例3(2009年廣東省)取5等份NO2 ,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發生反應:

2NO2(g)N2O4(g),ΔH

反應相同時間后,分別測定體系中NO2的百分量(NO2%),并作出其隨反應溫度(T)變化的關系圖.下列示意圖1中,可能與實驗結果相符的是( )

解析:恒容狀態下,在五個相同的容器中同時通入等量的NO2,反應相同時間,有兩種可能:一是已達到平衡狀態,二是還沒有達到平衡狀態,仍然在向正反應移動.若5個容器在相同時間下均已達到平衡,則由于該反應是放熱反應,溫度越高,平衡向逆反應方向移動,NO2的百分含量隨溫度升高而升高,所以(B)正確.若5個容器中有未達到平衡狀態的,則NO2%在達到平衡前仍然應該逐漸減小,達到平衡后,則由于溫度升高,平衡逆向移動,NO2%又會逐漸增大,(A)圖中最高點、(D)圖中最低點都為平衡狀態,左邊則為未平衡狀態,右邊則為平衡狀態,(A)錯誤,(D)正確.答案為

(B)、(D).

解題策略:判斷化學反應是否達到平衡應抓住化學平衡狀態的定義,主要以“等”和“定”來判斷.另外還要注意一些特殊的判斷因素,如氣體的顏色、氣體的總壓強、總物質的量、混合氣體的平均相對分子質量、混合氣體的密度等.不論應用哪種因素進行判斷,都要看反應前后這些量是否由“變化到不變化”,如是,則可判斷,如不是,則不能判斷.

命題方向:以前的高考中,主要以選擇題的形式考查平衡狀態的判斷,預計未來的命題方向是:(1)根據已知選項進行選擇;(2)根據方程式進行填空;(3)通過有關計算來確定;(4)根據圖象進行判斷,如圖象中的拐點、極點、交叉點等.

三、化學平衡移動

例4(2008年天津)對平衡CO2(g) CO2(aq);ΔH=-19.75 kJ·mol-1,為增大二氧化碳氣體在水中的溶解度,應采用的方法是( )

(A) 升溫增壓 (B) 降溫減壓

(C) 升溫減壓 (D) 降溫增壓

解析:該反應是一個氣體體積減小的放熱反應,要使CO2溶解度增大,即使平衡正向移動,應降低溫度、增大壓強,故答案為(D).

解題策略:分析題中的影響因素,聯想此因素對化學平衡移動的影響,作出正確的判斷.判斷時要注意一些特殊變化.

命題方向:應用平衡移動原理判斷平衡移動的方向以及由此引起的轉化率、各組分的百分含量、氣體的體積、壓強、密度、混合氣體的平均相對分子質量、氣體的顏色等變化,或它們的逆向思維是高考命題的重點;把化學平衡的移動與生產生活、科研、化學現象等實際問題相結合,考查學生應用理論分析問題和解決問題的能力將會是命題的熱點.

四、平衡圖象

例5(2008年全國Ⅰ)已知:

4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(g)

該反應是一個可逆反應,若反應物起始的物質的量相同,下列關于該反應的示意圖2不正確的是( )

解析:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),ΔH=-1025 kJ·mol-1,該反應是可逆反應,是一個氣體體積增大的放熱反應.因此,溫度越高,反應速率越快,達到平衡的時間越短;升高溫度時,平衡向逆反應方向移動,NO的含量降低,故(A)正確,(C)錯誤.增大壓強,反應速率加快,達到平衡的時間縮短,平衡向逆反應方向移動,NO的含量降低,故(B)正確.加入催化劑,反應速率加快,達到平衡時的時間縮短,但NO的含量不變,故(D)正確.答案為(C).

例6(2009年安徽)汽車尾氣凈化中的一個反應如下:

在恒容的密閉容器中,反應達平衡后,改變某一條件,下列示意圖3正確的是( )

解析:由題給信息知,該反應為放熱反應.溫度升高,平衡逆向移動,化學平衡常數減小,CO轉化率減小,(A)、(B)錯.化學平衡常數只和溫度有關,與其他條件無關,(C)正確.增大N2的物質的量,平衡逆向移動,NO轉化率降低,(D)錯.答案為(C).

解題策略:(1)看圖象:一看面(橫坐標與縱坐標),二看線(走向、變化趨勢),三看點(交點、拐點),四看要不要作輔助線(如等溫線、等

壓線);五看定量圖象中有關量的多少.(2)作判斷:利用外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規律,結合化學反應方程式的特點將圖象中表現的關系與所學規律對比,作出符合題意的判斷.當圖象中有三個量時,先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系.

第6篇

1.通過對化工生產資料的閱讀,認識可逆反應是有限度的。

2.通過交流研討數據分析,能理解化學平衡建立的過程,并能判斷平衡狀態。

3.通過“溫度對化學平衡的影響”的實驗,初步了解化學平衡的移動。

重點:化學平衡建立的過程。

難點:正確判斷一個反應是否達到平衡狀態。

學習目標一:可逆反應

1.可逆反應定義: 。

2.可逆反應的特點:反應物 (“能”或“不能”)全部轉化為生成物。

3.表述:約定采用“ ”來代替方程式中原來用的“ ”,把從左向右進行的反應稱作 ;從右向左進行的反應稱作 。

學習目標二:化學平衡

【交流研討】以下是某溫度下在VL的密閉容器內充入10 mol SO2和5 mol O2一定條件下進行反應,一段時間后測量各物質的物質量如下,分析數據回答下列問題。

(1)當反應剛開始時,反應物和生成物的濃度哪個大?正反應與逆反應哪個反應速率大?

(2)隨著反應的進行,反應物和生成物濃度如何變化?v正與v逆怎樣變化?

(3)反應進行到什么時候會“停止”?此時,反應物和生成物濃度如何變化?

【總結歸納】

1.化學平衡的定義:一定條件下的____反應進行到一定程度時,___反應速率和___反應速率____,反應物和生成物的濃度______的狀態。

2.化學平衡的特點: 。

【學以致用】

2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g)?葑2CO2(g)+N2(g)。

有關此反應的說法不正確的是( )

A.達到化學平衡時,單位時間內生成N2和消耗的N2分子數目相等

B.達到化學平衡時,NO、CO、CO2、N2的分子數不再發生變化

C.達到化學平衡時,v正(NO)∶v逆(N2)=2∶1

D.達到化學平衡時,NO、CO、CO2、N2的分子數相等

【自我總結】化學平衡狀態標志的判斷

(1)v正=v逆,如果表示同一種物質,該物質的生成速率 它的消耗速率;如果用不同物質表示反應速率,速率之比等于 ,但必須是不同方向的速率。

(2)反應混合物中各組成成分 。

學習目標三:化學平衡的移動

【實驗探究】探究溫度對化學平衡的影響

1.實驗研究對象:在平衡球內存在氣體混合物NO2和N2O4,并時刻進行。可逆反應:2NO2(紅棕色)?葑N2O4(無色),正反應為放熱反應。

2.提供的實驗儀器和用品:熱水、冷水、燒杯、兩只平衡球。

3.實驗現象和結論:浸入熱水中的平衡球一端,混合氣體顏色

;浸入冷水中的平衡球一端,混合氣體顏色 。

4.結論:改變溫度,原平衡狀態 ,在新的條件下建立起 ,即發生了 。

【實驗后反思討論】

1.實驗過程中,你是通過什么物理量的變化判斷化學平衡發生了移動?

2.化學平衡移動的本質原因是什么?化學平衡移動的結果是什么?

【課堂達標檢測】

甲醇是一種可再生能源,具有開發和應用的廣闊前景,工業上采用如下反應來合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?葑CH3OH(g)下列各項中,能說明該反應已達到平衡的是( )

A.恒溫、恒容條件下,容器內的密度不發生變化

B.一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等

C.一定條件下,CO、H2和CH3OH的分子數之比為:1∶2∶1

第7篇

關鍵詞:可逆反應;限度

中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)15-320-02

一、教學目標:

1.知識與技能目標

(1)通過科學史話認識化學反應限度的存在,了解化學反應限度的概念和產生原因。

(2)掌握達到化學反應限度的特征,并會運用此特征判斷某一反應是否達到化學反應的限度

(3)理解化學平衡建立的過程,并會分析化學反應限度的速率――時間圖像

(4)了解控制反應條件在生產生活和科學研究中的作用,認識提高燃料的燃燒效率的重要性和方法。

2、能力與方法目標

(1)注重培養學生分析問題的能力。

(2)通過對探究二的分析,注重培養學生的思維邏輯性。

3、情感、態度和價值觀目標

(1)通過探究活動,培養學生嚴謹細致的科學態度和質疑精神。

二、教學重點、難點

重點:化學反應限度概念;了解影響化學反應限度的因素。

難點:化學反應限度的本質原因及外部特征。

三、教學方法

學案導學、講練結合

四、課時安排:1課時

五、教學過程

引入:化學反應是按照化學方程式中的計量關系進行的,我們正是據此進行有關化學方程式的計算。你是否思考過這樣一個問題:一個化學反應在實際進行時(如化學實驗、化工生產等),給定量的反應物是否會按照化學方程式中的計量關系完全轉變為產物?如果能,是在什么條件下?如果不能,原因是什么?

這就是我們本節課的內容,化學反應的限度。

板書:

1、化學反應的速率和限度

2、化學反應的限度

師:帶著這個疑問,請同學們閱讀科學史話――煉鐵高爐尾氣之謎

【多媒體】煉鐵高爐尾氣之謎

探究一:什么是化學反應的限度,為什么存在化學反應限度的問題?

【學生活動】可逆反應:在同一條件下,既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的反應。

由于可逆反應不能進行到底,因而出現了反應的限度問題。

板書:

1、化學反應限度:在一定條件下,可逆反應所能完成或達到的最大程度。

【隨堂練】例1、H2+O2 ===== H2O,H2O ===== H2+O2是否互為可逆反應?

例2、在可逆反應體系2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)加入18O2后,哪些物質中會含有18O?

探究二:2SO2+O2 2SO3(一定條件下,向一體積一定的密閉容器中通入一定量的SO2、O2,請分析以下問題)

(1)反應起始時,正反應與逆反應速率是否相同?(提示:此時反應速率與濃度有關)

(2)隨著反應的進行,各物質的濃度是如何變化的?

(3)隨著反應的進行,正反應速率和逆反應速率是如何變化的?最終達到怎樣的狀態?

(4)能否用圖示表示該過程?

【學生活動】反應開始時,反應物濃度 ,正反應速率 ;生成物濃度為 ,逆反應速率為 。隨著反應的進行,反應物濃度 ,正反應速率 ;生成物濃度 ,逆反應速率 。當正反應速率 逆反應速率時,反應物濃度和生成物濃度不再發生改變,達到表面靜止的狀態――平衡狀態

板書:2、化學平衡的建立――可逆反應

速率――時間圖

探究三:達到化學反應限度的特征有哪些?

【學生活動】可逆反應;正反應速率=逆反應速率;各組分的濃度、物質的量保持不變;動態平衡; (指導學生從探究二的討論中得出結論)

板書:達到化學反應限度的特征:逆、等、定、動、變

【隨堂練】例3、一定溫度下,可逆反應3X(g)+Y(g) ==== 2Z(g)達到限度的標志是( )

A、單位時間內生成3n mol X,同時消耗n mol Y

B、X的生成速率與Z的生成速率相等

C、X、Y、Z的濃度相等

D、X、Y、Z的分子個數比為3:1:2

第8篇

方程式的書寫是學習化學的基本素養和基礎,也是化學學習中的一個重要內容。但在學習中很多學生會出現這些現象:方程式感覺很容易,但學了一段時間后又很容易忘記,在書寫的時候只能胡亂書寫,更不用說是應用所學知識去學習新的化學反應了。因此,很多學生對方程式的學習甚至對化學的學習產生畏懼的心理,主要是因為學生對方程式的學習如同記憶英語單詞一樣,以背誦、單純的記憶為主,忽視了化學反應方程式所體現出來的化學思維,以至于記不住、忘得快、用不了。

我們對知識記憶的一種有效辦法是分類記憶,方程式也不例外,我們可以根據不同的分類標準對方程式進行分類以便記憶。比如,根據反應物和生成物種類和數目的不同,可以將化學反應分為化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應四種基本反應類型;根據是否有電子的轉移可以將化學反應分為氧化還原反應和非氧化還原反應;根據反應是否有離子的參與分為離子反應和非離子反應;根據反應的熱效應可以將反應分為放熱反應和吸熱反應等等。在實際的教學中,我認為,如果根據方程式書寫的思想,將化學反應分為復分解反應、氧化還原反應和分解反應三種類型進行教學會更加有利于學生的學習,其中復分解反應和氧化還原反應是中學化學學習的重點,中學所學的方程式幾乎都跟這兩種方法有關。

蘇教版化學1專題1一開始學習化學反應時,學生通過學習知道化學反應是物質在一定條件下生成新的物質,在此過程中應該遵循質量守恒及其他的規律,而化學反應方程式則將化學反應體現出來,在書寫上必然是要遵循其中的規律,必然是有規律可循的。

復分解反應:AB+CD=AD+CB,核心的思想是兩種化合物相互交換成分形成新的化合物,書寫的要點是:拆、交換、組合、配平。拆,這是對化合物的認識,是書寫復分解反應方程式的基礎,這要求學生在書寫時要有電離的觀點,將化合物拆成陰離子和陽離子,如HCl應拆成H+和Cl-;NaOH應拆成Na+和OH-,NaHCO3可拆成Na+和HCO-3或Na+、H+和CO32-等,當然難點在于酸性氧化物如CO2,就不能拆成C4+和O2-,應該根據化合價尋找其對應的含氧酸H2CO3,再拆成H+和CO32-或H+和HCO3-。交換,兩種化合物的陽離子(或陰離子)交換,這是復分解反應方程式書寫的核心。組合,將交換完的陰陽離子重新組合得到新的物質。在學習中,學生通過對初中所學的復分解反應進行復習和書寫,理解復分解反應方程式書寫的規律,掌握常見酸、堿、鹽、氧化物所體現的常見的復分解反應。如果學生掌握了這種書寫的規律,那么在鋁及其化合物中所學的相關方程式就很容易理解。如NaAlO2溶液與CO2的反應,學生只需知道NaAlO2要拆成Na+和AlO2-,CO2能拆成H+和CO32-或H+和HCO3-,將陽離子(Na+和H+)或陰離子(AlO2-和CO32-、HCO3-)進行交換組合得到新的物質,理解HAlO2在水溶液中不存在,應該寫成Al(OH)3,然后根據原子的守恒配平方程式即可。 這樣的學習有利于學生舉一反三,掌握更多的化學反應方程式,例如可將NaAlO2換成KAlO2,將CO2換成HCl、SO2等。

氧化還原反應方程式的書寫和記憶是學生學習的難點,很多學生不理解為什么會這樣反應,怎么樣才能記住?其實,在教學中,我們完全可以適當提高學習高度,從氧化還原反應的本質進行教學,可能會更有利于學生的學習。氧化還原反應的本質是電子的轉移,表現出來化合價發生變化,所以首先應該讓學生樹立氧化還原反應中化合價變化的規律,在一個氧化還原反應中化合價有升必有降,不能只升不降,也不能只降不升,讓學生明白如果你方程式不會寫、亂寫或者寫錯十有八九違反了這一條規則。如硝酸分解的反應方程式是學生常常弄錯的一個化學反應,經常寫成HNO3NO2+H2O,模仿碳酸、亞硫酸分解的反應方程式,然后試圖配平,卻無法解決,這是因為N元素的化合價由+5變化為+4,升高,卻沒有降低的價態,當然是不可能的。

其次,讓學生明白氧化還原反應方程式書寫的規則:拆、變化、組合、配平。拆,同樣對于化合物要有拆的思想,分析到底是陽離子還是陰離子發生變化。變化,這是書寫和理解氧化還原反應方程式的核心,就是要理解物質在一定條件下化合價如何變化生成新的微粒。組合,將原有未變化的微粒(陰陽離子)和變化后的微粒(陰陽離子)進行合理組合,生成新的物質。下面以氯氣相關反應方程式的學習進行說明。

在學習氯氣的性質時,引導學生根據相關知識認識到氯氣在化學反應中主要有兩種變化形式。第一種變化形式是Cl2Cl-,氯氣只表現強氧化性,發生還原反應,而要實現該變化,則需各種還原劑,如各種金屬單質、非金屬單質等,在書寫方程式的時候注意到氯元素的化合價降低則必有另一種元素的化合價升高,如FeFe3+,CuCu2+等,而后Cl-與Fe3+,CuCu2+組合得到反應的產物。第二種變化形式是ClO-Cl2Cl-,氯氣在反應中既表現出氧化性又表現出還原性,其他反應物只是與其反應,在反應中化合價并沒有發生變化,學生在學習中只要記住能夠實現該變化的主要有H2O、堿等物質,在這種變化中學生關鍵在于掌握如何組合的問題,為了匹配ClO-和Cl-,與水反應,水只能提供的是H+進行組合,而在NaOH中,則是要提供Na+進行組合形成NaCl和NaClO,H和O元素化合價不變,則組成H2O。

這樣的學習雖然在剛開始要求是比較的高,但是學生通過學習,需要記憶的東西就比較的少,也比較不會忘記,有利于學生理解化學反應的本質、懂得如何分析新的化學反應。如Cl2在一定溫度下與NaOH反應的生成物中ClO-和ClO3-的濃度之比為1∶1,請寫出反應的方程式。對于這個問題的解決首要判斷反應的產物,而后進行配平。對于反應產物的判斷,學生利用“組合”的思想能寫出NaClO和NaClO3,再根據氧化還原反應化合價有升必有降的理念,分析元素化合價的變化,會發現在該反應中只有Cl元素的化合價發生變化,所寫的產物中Cl元素的化合價由0升到+1、+5,但沒有降價,所以Cl化合價必須降為-1,產物還有NaCl,H和O元素的化合價不能變,產物中還有H2O,通過配平就能寫出反應的方程式:4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O。

在方程式的學習中,我們要讓學生體會到化學反應并不是無中生有的,必須遵循一定的規律,只要我們遵循規律就能夠輕松自如地寫出反應的方程式,記住方程式,應用所寫的方程式解決實際的問題。

第9篇

關鍵詞:職業教育;培養目標;教學策略

引言

隨著國家對職業教育工作會議的發展,并落實全教會精神的各個省市,中國職業技術教育快速發展。根據高等職業教育培養技術應用型人才的辦學特色,選擇合適的教學材料,建立具有高職教育特色的教學方法,提高就業率是教學工作的重中之重,也是高職院校生存之道。

《化學反應過程與設備》作為高職院校應用化工技術專業的一門專業學科,在基本概念、理論的基礎上,聯系實際生產過程,詳述化學反應過程所用設備的操作與控制。

1高職教育的教學現狀簡析

1.1 高職教育的處境

高職教育占據了高等教育的“半壁江山”,目前高等教育存在下滑的趨勢,比如教學過程中師生互動差、教學環境有待提高、考核方式陳舊、學生實踐能力不足、學生潛力有待挖掘、全面發展的學生比重小等,這些現象制約著高職教育的有效發展和深化,針對這些問題進行探析、改進,是高職院校提高教學質量切實可行的方法。

1.2 高職學生的特點

高職學生本身具有一些優點,比如正直善良、思想活躍、活潑好動、積極性高、動手能力強、適應能力強等,但是也存在著一些缺點,如知識儲備相對薄弱、理論知識吸收相對緩慢、缺乏抽象思維、自身的學習勁頭不足、學習上缺乏創新精神,這樣使得教和學、供和需產生了極大的矛盾,也給高職院校的發展與提高帶來很大的壓力。因此,高職教學推行 “以能力為主導,以就業為導向”發展的方向已迫在眉睫。

1.3 《化學反應過程與設備》課程的特點

隨著我國產業機構的不斷調整,化學工業的節能減排要求不斷提高,淘汰了許多落后的化工生產技術、工藝、設備,這樣一來化學工業中新技術,新材料,新設備被廣泛應用,使得化學工業的技術含量有了很大的提高。

我校《化學反應過程與設備》所使用的教材是化學工業出版社出版的“十二五”職業教育國家規劃教材,本課程既著重基本概念、基本理論和技術應用的闡述,更要著重講述各類反應的不同特點,并突出各種常見反應器的日常運行和操作內容,以“表達知識、傳授知識、消化知識、理解知識、記憶知識、再現知識”為己任,并注重學生的能力培養,提高學生的做事本領,完成職業崗位工作任務,強化實踐技能培養[1]。讓學生理論聯系實際,學以致用。

2《化學反應過程與設備》課程的培養目標

本課程教學過程中,以能力培養為核心、項目任務為載體、知識儲備為輔助、態度紀律為抓手。

知識目標:通過本課程的學習,能掌握各種反應器的基本結構、類型、特點,了解各種反應器的工業應用,掌握各種反應器的工藝設計方法,能根據反應特征和生產條件選擇反應器。

能力目標:樹立嚴謹求實、安全第一的職業意識,初步掌握各種反應器的基本操作和基本維護方法;能夠進行反應器的優化、操作與控制,能判斷和排除反應器故障;具備信息檢索和加工能力,具有發現問題、分析問題和解決問題能力。

素質目標:培養學生誠實守信、富有愛心的思想品質;實事求是、尊重科學的理念;吃苦耐勞、善于溝通,團結合作的職業素養;勤于思考、敢于創新的意識。使學生具備良好的職業態度和職業道德,形成良好的職業行為,最終形成化工生產的職業綜合能力。

3《化學反應過程與設備》教學策略

3.1 加強教師培訓,提高教師自身專業水平

轉變原有觀念,樹立正確的高職教育質量觀[2],能夠巧妙創設情景,輕松導入到教學中去,教師應順應時展的方向,力爭成為“雙師型”教師,在教學工作中采用綜合教法,除了平時廣泛采用的講授法、演示法,還應逐漸滲透討論法,設計有層次的訓練內容。除了傳統的板書教學,還采用多媒體手段為學生提供更多的信息量,拓展學生思維。目前,微課堂、天空課堂、信息化教學設計大賽此起彼伏,這樣就需要教師對專業知識能夠熟練掌握,并能精煉地概括總結,對教師計算機水平的要求也逐漸提高,由此可見,現代的高職教育對教師的專業要求較以前有明顯提高,加強教師的專業培訓必不可少。

3.2 激發學生的學習興趣,提高學生創新意識[3]

愛因斯坦曾說過“興趣是最好的老師”。如今教學廣泛采用多媒體技術,為學生提供更為直觀、更加生動的課堂,擴大信息的傳輸量,通過讓學生觀察、思考、互相討論、探究發現、分析推理等為主的多邊教學,引導和啟發學生掌握探究方法,激發學生探究和發現問題的動機和興趣,為學生學習創造理想的問題情境。整個課堂設計緊湊、邏輯嚴密、前后呼應。

為了增強學生的創新能力,教師應做到教學設計合理,層次清晰,環節過渡自然。能依據本節課的知識結構特點、教學目標和學生實際,確定本節課采用探究式教學法。在課堂上改變原有的“灌輸教育”教學方法,改為“啟發式教育”的教學方法,調動學生思考鉆研的積極性,增強學生的自我創造力,讓學生掌握學習的技巧,這樣不僅有利于他們對專業知識的記憶和運用,還能激發他們的創新思維[4],不僅學會,還要會學。在教師的引導下,讓學生成為課堂上的主人公,使不同層次的學生都有較大的提高。

3.3 增加實訓環節,提高學生操作能力

社會的快速發展,大學生的就業壓力,使得單純理論知識已不能滿足學生的學習要求。高職學生的強項是社會實踐能力,《化學反應過程與設備》主要講述均相反應器、氣固相反應器及氣液反應器的選擇、設計、操作與控制。在理論課堂,重點講解反應器的選擇和設計,而操作與控制安排相應的實訓課,讓學生進行實踐。比如間歇反應釜、填料塔、換熱器是我校已經具備的實訓條件。間歇反應釜實訓要求學生掌握流程,會畫流程圖,掌握其控制過程。填料塔要求學生分組進行操作,掌握填料方式,了解吸附-脫附過程,綜合傳熱裝置中介紹各種換熱器的特點及優、缺點,結合化工生產實際,側重對管路與流程的掌握。另外,為提高學生的動手能力,我校還打算開設管式反應器、固定床反應器的實訓課,為學生將來走上工作崗位打實基礎。

3.4 考核方式靈活多樣

考核是對學習效果以及教學目標的檢驗[5],傳統的筆試形式的期末考試已經不能充分體現學生在學習過程中各項技能的掌握,針對《化學反應過程與設備》的課程特點,知識考核以期末考試筆試的形式進行,另外,能力考核在實訓過程中考核學生的動手能力、團隊協作精神以及對流程的總體掌握情況。過程考核包括兩部分,即過程學習成效評測和素質評價。前者主要考核學生考勤、作業完成情況、以及課堂答問表現。后者主要包括學生的思想態度、行為規范、個人品質、敬業精神、專業精神等,過程考核貫穿整個學習過程。

參考文獻

[1] 陳炳和,許寧.化學反應過程與設備.化學工業出版社2014.5

[2] 那娜.淺析高職教學的創新.職業.中旬,2010(06)

[3] 姜兆波.淺談高職化學教學中學生學習興趣培養.科技資訊,2008(14)

第10篇

一、挖掘知識聯系

挖掘各知識點之間的內在聯系,把零散的知識歸納成知識網,使知識結構化和系統化,有助于把握各知識點之間的聯系.本章的知識網如圖1所示.

圖1

二、把握變化本質

以能量守恒為基礎,從宏觀和微觀兩個角度分析,可以揭示化學反應中能量變化的本質.

1.宏觀角度

從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析,放熱反應和吸熱反應中的能量變化情況如圖2所示:

圖2

ΔH=生成物的總能量-反應物的總能量

2.微觀角度

從鍵能的角度分析,放熱反應和吸熱反應中的能量變化情況如圖3所示.

圖3

ΔH=反應物的總鍵能之和-生成物的總鍵能之和

三、對比分析概念

對一些容易混淆的化學概念進行對比分析,有助于加深對概念的理解,對比一般可列表(見表1、表2)進行.

表1 熱化學方程式和普通化學方程式的對比

熱化學方程式普通化學方程式

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ/mol2H2+O2

點燃2H2O

右端有表示能量變化的ΔH右端無表示能量變化的ΔH

必須標明反應物、生成物的聚集狀態不標明物質的聚集狀態

化學計量數只表示物質的量,可以是整數,也可以是分數化學計量數可以表示物質的量,也可以表示微粒個數,一般都是整數

不用標明反應的條件、“”或“”需要標明反應的條件、“”或“”

表2 燃燒熱與中和熱概念對比

燃燒熱中和熱

相同點能量變化放熱反應

ΔHΔH

不同點反應物的量1 mol(O2不限量)可能是1mol,也可能是0.5mol

生成物的量不限量H2O是1mol

反應熱

的含義1 mol反應物完全燃燒時放出的熱量;不同反應物的燃燒熱不同生成1molH2O時放出的熱量;不同反應物的中和熱大致相同,均約為

57.3 kJ/mol

四、建立思維模型

根據蓋斯定律計算反應熱是本章最重要的題型,復習時應注意總結運用蓋斯定律計算的要點,建立如圖4所示的思維模型,做到觸類旁通,以不變應萬變.

先確定

待求的

化學方

程式

找出待求化學方

程式中各物質在

已知化學方程式

中的位置

根據待求化學方程式中

各物質的計量數和位置

對已知化學方程式進行

處理,得到變形后的新

化學方程式

將新得到的化學

方程式進行加減

(反應熱也需要

相應加減)

寫出待求的熱化學方程式

圖4

五、走出認識誤區

本章有很多似是而非的問題,需要深入思考,走出認識誤區.

誤區1:化學反應中的能量變化就是熱量的變化

能量的形式多種多樣.在化學反應中,反應物轉化為生成物的同時,必然發生能量的變化.有些反應需要吸收能量,反應中熱能、光能、電能等轉化為化學能,如植物的光合作用、水的電解等;有些反應需要放出能量,反應中化學能轉化為熱能、光能、電能等,如化石燃料的燃燒.

誤區2:需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應

需要加熱才能發生的反應不一定是吸熱反應.有很多放熱反應也要加熱,加熱是促使反應開始,加快反應速率的條件之一.例如,氫氣和碘的反應在高溫下才能發生,但該反應是放熱反應.

誤區3:吸熱反應一定要加熱才能發生

大部分吸熱反應都需加熱才能發生,但有些吸熱反應在常溫下卻能發生,它們吸收的是周圍環境中的熱量,使環境溫度降低.

化學反應中的能量變化主要表現為放熱和吸熱,反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物、生成物所具有的總能量的相對大小.放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能發生.反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應.反應的熱量變化與反應發生是否需要加熱沒有必然的聯系.

誤區4:物質所具有的能量越高,該物質越穩定

物質所具有的能量越高,該物質越不穩定.物質都具有由不穩定走向穩定的傾向.物質本身所具有的能量越低,說明其結構越穩定,熱穩定性越強,化學鍵越牢固.因此反應放出的熱量越多,產物也就越穩定.

誤區5:酸堿的物質的量越多,該反應的中和熱越大

在稀溶液中,強酸與強堿反應生成1 mol H2O時放出的熱量是中和熱,中和熱是以反應生成1 mol H2O為基礎度量的,與酸堿的用量無關,所以增加酸堿的量不影響中和熱的數值.

對于不同的中和反應,其反應熱與酸堿的類型和物質的量是有關系的.

①如果是弱酸或弱堿參加的中和反應,要考慮弱電解質電離過程中要吸收熱量;

②如果是濃硫酸直接和強堿混合,要考慮濃硫酸被稀釋時放出的熱量;

③如果是固體物質直接反應,要考慮溶解過程中的熱效應;

④如果反應過程中有沉淀、氣體等其他物質生成,則要全面綜合考慮該反應的反應熱.

誤區6:不同條件下完成的可逆反應,其ΔH與反應進行的程度有關

可逆反應實際上都具有不徹底性,條件不同,反應的程度不一定相同,反應熱也不一定相同,要依據平衡移動原理進行分析比較.但對于既定的反應,其ΔH卻是個定值,平衡移動,能改變吸收或放出的熱量,但不會使ΔH發生改變.

ΔH表示反應已完成時的熱量變化,與反應是否可逆及反應進行的程度無關.例如:

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

ΔH=-92.4 kJ/mol

該反應表示1 mol N2和3 mol H2完全反應生成2 mol NH3時放出92.4 kJ的熱量.但實際上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反應,不可能生成2 mol NH3(g),故實際反應放出的熱量肯定小于92.4 kJ.

誤區7:ΔH的單位“ kJ?mol-1”是表示每摩爾反應物反應時熱量的變化

“ kJ?mol-1”并不是指每摩爾具體物質反應時伴隨的能量變化,而是指給定形式的具體反應的能量變化.如

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ?mol-1

此反應的反應熱是指每摩爾反應

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

放出的熱量為483.6 kJ.ΔH與化學方程式的寫法有關,如

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ?mol-1

另外反應熱還與反應物的狀態有關,如

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ?mol-1

六、了解考查方向

能量和能源問題是化學中的核心問題,雖然這部分內容在教材中所占的篇幅較少,但卻是高考的必考內容.在高考中經常涉及的內容有:化學反應中能量變化的本質、書寫熱化學方程式或判斷熱化學方程式的正誤、有關反應熱的計算、比較反應熱的大小等.近年來的高考試題特別關注社會熱點,經常將反應熱、能源、環境保護等問題進行綜合,需要引起重視.

例1 在同溫同壓下,下列各組熱化學方程式中,ΔH 1>ΔH 2的是( )

(A) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 ;

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2

(B) S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 ;

S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2

(C) C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 ;

C(s)+12O2(g)=CO(g) ΔH2

(D) H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1;

12H2(g)+12Cl2(g)=HCl(g) ΔH2

解析:本題要求比較焓變ΔH的相對大小,要考慮正負號問題.本題中的反應都是放熱反應,ΔH為負,放熱越多,ΔH越小.(A)中生成液態水時放熱多,ΔH1>ΔH2;(B)中氣態硫燃燒放熱多,ΔH1

答案:(A)

例2 肼(N2H4)又稱聯氨,是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料.

(1)已知在298 K、101 kPa時,32.0 g N2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣,放出熱量624 kJ,則N2H4完全燃燒反應的熱化學方程式是 .

(2)若肼和強氧化劑液態H2O2反應,產生大量N2和水蒸氣,并放出大量熱.已知在此條件下0.4 mol肼與足量H2O2(l)反應放出256.652 kJ的熱量,則該反應的熱化學方程式為 ;若H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,則16 g液態肼與足量的液態H2O2反應生成液態水時放出的熱量是 kJ.

解析:(1)32 g 液體N2H4的物質的量恰為1 mol,25℃、101 kPa時生成液態水,熱化學方程式即可書寫成:

N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-624 kJ/mol

(2)生成水蒸氣時,0.4 mol N2H4與足量H2O2反應放出256.652 kJ的熱量,則同條件下1 mol N2H4與足量H2O2反應放出641.63 kJ熱量,故其熱化學方程式為:

N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)

ΔH=-641.63 kJ/mol

H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol

當生成液態水時,其熱化學方程式為:

N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O (l)

ΔH=-(641.63+44×4)=-817.63 kJ/mol

所以16 g液態肼(0.5 mol)與足量的液態H2O2反應,放出817.63 kJ/mol×0.5mol=408.815 kJ的熱量.

答案:(1)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=

-624 kJ/mol

(2)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ/mol 408.815

例3 根據下列條件計算有關反應的焓變:

(1)已知:Ti(s) +2Cl2(g) = TiCl4(l)

ΔH = -804.2 kJ?mol-1

2Na(s) +Cl2(g) = 2NaCl(s) ΔH = -882.0 kJ?mol-1

Na(s) = Na(l) ΔH=2.6 kJ?mol-1

則反應TiCl4(l) +4Na(l) = Ti(s) +4NaCl(s)的ΔH = kJ?mol-1.

(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=-483.6 kJ?mol-1

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ?mol-1

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=-180.5 kJ?mol-1

則反應6NO(g)+ 4NH3(g)= 5N2(g)+ 6H2O(g)的ΔH= .

(3)已知下列反應數值:(見表2)

表2

反應

序號化學反應反應熱

①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH1=-26.7 kJ?mol-1

②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH2=-50.8 kJ?mol-1

③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2 (g)ΔH3=-36.5 kJ?mol-1

④FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH4

則反應④的ΔH4=kJ?mol-1.

解析:(1)由已知反應得:

TiCl4(l)= Ti(s) +2Cl2(g) ΔH=+804.2 kJ?mol-1 ①

4Na(s) +2Cl2(g) = 4NaCl(s) ΔH=-1764.0 kJ?mol-1 ②

4Na(s) = 4Na(l) ΔH=10.4 kJ?mol-1 ③

將①+②-③得:TiCl4(l) +4Na(l) = Ti(s) +4NaCl(s)

ΔH=+804.2 kJ?mol-1-1764.0 kJ?mol-1-10.4 kJ?mol-1=-970.2 kJ?mol-1

(2)由已知反應得:

6H2(g)+3O2(g)=6H2O(g) ΔH1=-1450.8 kJ?mol-1 ①

2N2(g)+6H2(g)=4NH3(g) ΔH2=-184.8 kJ?mol-1 ②

3N2(g)+3O2(g)=6NO(g) ΔH3=-541.5 kJ?mol-1 ③

①-②-③得:6NO(g)+ 4NH3(g)= 5N2(g)+ 6H2O(g)

ΔH=(-1450.8+184.8+541.5) kJ?mol-1=-724.5 kJ?mol-1

(3)將(①×3-②-③×2)/6得:

FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)

則:

ΔH 4=(ΔH 1×3-ΔH 2-ΔH 3×2)/6=7.3 kJ?mol-1

第11篇

關鍵詞:儒家思想 禮 義 中和 高等教育

每年的九月,無數學子懷著對大學的無限憧憬走進了一所所高等學府,期待著自己能夠成為完整的素質教育人才,成為祖國的棟梁,然而清華大學徐葆耕教授在他的《紫色清華·走出半人時代》中說:“一位建筑學院的老師告訴我,梁思成于1984年有一講演,標題是‘半個人的時代’,談文理結合問題。距離大師的講演已經半個世紀了,但這個標題依然發人深省,因為我們還沒有走出這個‘半人時代’,而且,從世界范圍講,人的發展更加畸形化了。”這段話的確有著很大的現實意義,現階段對于人才的培養也處于不成熟階段,可以說我們所培養的都是“半人”,這樣的現實激勵著我們來尋找一條出路,如何培養一個對社會各方面有所了解并且可以全方位看待問題、解決問題的“全人”。我們不妨從古圣賢人那里去尋找答案。

1 “禮”與“義”的結合

文化蘊含的正是最能夠代表人類社會的人的創造性。文化不僅僅只限于知識,還包括人的行為方式,而人的行為方式都是由思想指揮的,所以,要教學生首先從尊師重道開始,然后才論其發展。

1.1禮

在孔子的思想中,“人”是作為某種“通過而思”的行動表述和實現的,思想擁有主觀能動的目的性這一主要特征。孔子認為“人,仁者”,而在這個成為“仁”的過程中,“禮”很重要。在《論語·季氏》中有一句“不學禮,無以立”,它可作為揭示幾個與“禮”的地位和功用以及它在“成人”過程中所起的作用,有關的認識的一條途徑:

“禮”是學生必須知曉的第一要義,是儒家思想關于一個人的定義的最重要方面,我們在當今的教育中,應當從學禮開始規訓學生日益懶散的學習風氣和失去地位的尊師思想,學禮才能立人,才能在學校乃至今后走入社會找到自己最合適的位置,才能在這個位置上發揮自己最大的潛力,走向成功,所以“不學禮,無以立”是完全應該值得關注的,是當前高校教育的一個突破口,這樣不僅可以樹立尊師重道的旗幟,更可以養成學生謙遜的人格,為將來的進步打下堅實的基礎。

1.2義

“禮”和“義”是不可分割的,不可剝離的。其實,古典儒家傳統中的“義”,如果不是人的一種突出特征性和其個人身份,那也一定是一種自然狀態。《論語》中“義”是君子自我塑造的“質”:“君子義以為質,禮以行之,孫以出之,信以成之,君子哉!”之前的儒家大家們為我們固定了“義”的重要性,以及“義”在人們生活和學習中所扮演的重要角色,它是我們每一個人擁有自己獨立人格的一個先決條件,是一個“成人”必須擁有的品質,也是現在高等教育所追求的一個目標。我們已認定,“義”是某種獨為人類擁有的品格,它源于自我,也決定獨一無二的“尊貴”自我,并且以某種積極、規范方式引導人的行為。

“禮”和“義”既是教育學生的一個內容,也是教育學生的一個方式手段,而儒家思想教育的目的則是要塑造“中和”之人。 “中和”即人不可偏廢,人要全方位發展,做到“和諧”。人肯定要有個性,否則人人都一樣,社會就失去了它的多樣性,所以我們說,追求個性發展無可厚非,但是如果太過度,則會相反,所以,“中和”是儒家教育和現代高等教育的一個交叉點,即共同的目標,將學生培養成全面、高素質的人才。

2 儒家教育思想的特征

2.1 人文與科學并重

儒家認為政治上的成敗得失決定于倫理道德的好壞,教育則是傳播倫理道德的主要手段。因而,儒家的教育中心是教人做人,充滿了人文性。儒家教育實質是以“仁”為核心容的教育,提出了中國最早的關系“人”的理論。 轉貼于

同時,我們也必須看到,儒家教育也重視科學性。從教育內容來說,儒學傳播了我國古代的自然哲學觀,傳授了大量的科技史料,因為儒學體系具有一定的自然科學基礎,在進行經學教育的過程中,必然要傳授相應的科學知識。如孔丘刪訂“六經”,為古代教育提供了一整套內容豐富精湛的教材,同時也開辟了使儒者借助讀經來學習科學知識的途徑。因此,儒家教育貫穿著一種科學精神。

2.2 適應性與實踐性

儒家教育思想的博大精深,源遠流長,展現了儒家教育在其產生之初豐富多彩的風貌和演變與發展的適應性。孔門弟子人數眾多,弟子顯榮天下的亦眾多,且教育有方,這些都是儒家教育適應性的表現。古人說:“道,非權不立,非勢不行。”弟子能夠顯榮于世,充滿天下,多是以其政績顯示孔門的教育成績,又能以其權勢推行儒家的道義。因此,儒家才能設教授徒,使“六經”流傳天下后世。這些都表明儒家教育思想,能夠適應不同時期不同政權的需要。

3 結語

回到開篇,如何塑造一個對當代社會有用的完人,是我們不停思考,不停探索的一個話題。實際上,孔子早在幾千年前便提出了“因材施教”的理論,對于自己的弟子也是根據不同的個性區別對待來教授做人的道理。因此儒家文化是當今高等教育借鑒的一個豐富的寶藏,尤其是從另一個角度來看待教育問題,因為教育并不僅僅只是學習文化知識,學習做人才是最重要的,而儒家思想重視思想,重視“禮”“義”,重視“和諧”,正與現代的教育理念不謀而合,是我們打開如何教育出一個“完人”這個問題的關鍵鑰匙。“禮”、“義”是教育的原則,“中和”為教育的目的,兩者并行,一定可以解決這個已經困擾教育界將近一個世紀的問題,所以,我們必須從儒家的教育思想中吸取營養,指導工作,達到目標。

教育是“育人”,非其他;高等教育,是培育對社會負責的高級專門人才,而非其他。而人是有感情的,有思維能力的,有精神境界的,有個性的,或者概括說,是有“靈魂”的。因此,教育正是教育人的靈魂的“靈魂工程”,現如今面臨的狀況是嚴峻的,在掀起一陣的國學熱中,我們也可以從中找出有積極作用的因素。將科學與人文結合起來,使之交融產生和諧,而這個過程便是“禮”、“義”、“德”的綜合素質教育才能實現,我們應該繼承傳統,立足現代,弘揚人文,崇尚科學,開拓創新,引導潮流,培育信任。

參考文獻

第12篇

項目介紹

自1967年N. H. Williams報道了利用微波輻射加快化學反應的實驗后,人們從此開始重視利用微波加快和控制化學反應的研究。研究表明,大多數藥物合成化學反應都需要外部供熱(加熱),傳統的加熱方式為蒸汽加熱、油加熱和電加熱,這些加熱方式均為分子外加熱,存在溫度場不均勻和加熱時效滯后等缺點。采用微波加熱不僅克服了溫度場不均勻和加熱時效滯后的缺點,而且加熱時微波還可以與分子中的電子相互作用和耦合,從而可以有效催化、促進化學反應,提高收率和選擇性,縮短反應時間,抑制副反應。因此微波不但在石油化工、食品化工等領域有著廣泛的應用,而且近年來在醫藥化工領域也得到了青睞,并產生著巨大的經濟效益。

從上個世紀80年代開始,化學家們在實驗室中常常采用商用微波爐進行微波加快化學反應的實驗并取得了可喜的成績。然而,當化學家們把實驗室中取得的成果應用于化學工業中卻發現實際情況遠比預料的復雜。主要存在的問題有:一、大功率微波作用下,化學反應系統通常產生強烈的非線性響應,這些非線性響應對于微波系統和反應物常常是有害的。例如:用微波加快橄欖油皂化過程中,隨著反應的進行,系統的等效復介電常數突然變化,導致整個化學反應系統對微波的吸收突增,往往由于溫升過度而將反應物燒毀;二、大容量的化學反應器很難獲得均勻的微波加熱;三、應用于化工生產的大功率微波化學反應器成本很高;四、有很多反應需要進行溫度控制,然而能夠進行微波輻射下在線測量溫度與溫度控制的微波化學反應器很少。

因此,以上存在的現實問題迫切需要解決,方能促進微波在化工領域的大規模推廣應用,創造更多的經濟價值。

“藍田”系列大功率微波化學反應器由四川大學應用電磁研究所研制,產品主要應用于大功率有機合成,化工制藥等行業。從1993年起,該項目的研究就受到國家杰出青年科學基金、面上基金和國家“十五”科技攻關計劃的共同資助。十幾年的時間里,研究所對不同應用的微波化學反應器進行了不斷地探索與研究,逐漸積累經驗,根據實驗結果和實際情況不斷改進,先后研制了多種微波化學反應器。目前,已發展到“藍田-III”型。“藍田-III”型產品采用微波加熱方式,不僅克服了傳統加熱方式溫度場不均勻和加熱時效滯后等缺點,而且可以有效地催化促進化學反應,提高收率和選擇性,縮短反應時間,抑制副反應;具有成本低、多模式、大容量、控溫方便精準等特點。

具體特點與指標如下:

一、低成本:該系列產品采用非相干功率合成技術,根據模式正交理論合理選擇了激勵波導的位置和激勵方式,不但大大提高了反應器內的總功率,而且避免了價格昂貴的大功率微波隔離器件的使用,從根本上大大降低了反應器的成本。

二、多模式:產品采用多個磁控管,既可以同時提供能量,也可以分別提供能量,滿足了不同等級功率的需要。

三、大容量:一般微波爐的容量為20L,而本反應器的容量可達138L,甚至更大,因此既可用于實驗室研究,也可用于微波化學工業生產。

四、精確控溫:首次采用新型溫度計加裝光電開關技術,應用于微波場中化學反應溫度的測量。裝置不僅可防腐蝕,而且對微波場干擾小,同時具有可在線測量和控制溫度均勻準確的特點。

五、專利多 :系統包含多項國家專利技術,如多磁控管微波化學反應器主動功率控制方法(申請號 :200610020305.4) ;多磁控管微波化學反應器(專利號 :ZL 200410021986.7) ;微波化學反應器的溫度測量和控制裝置(專利號 :ZL 2003 1 0110927.2) ;高靈敏度液體介電常數測量探頭(專利號:ZL 03 1 35194.8 ) ;反射式介電常數直接測量方法及測量探頭(專利號:ZL 01 1072067);

六、技術指標高: 2006年1月,“藍田-III”微波化學反應器順利通過由教育部組織的鑒定專家委員會鑒定,并榮獲2006年國家科技發明二等獎。經中國計量測試研究院的專家測試,系統指標為:總功率:3800W;溫度測量范圍:0~200℃;測量精度:±1℃;反應器內腔容積為:V =430 L;微波漏能指標:功率密度≤0.5mW/cm2。

技術專家點評

唐建華博士,教授。主要研究方向為化工新產品和新技術、化工分離過程、天然氣化工、磷化工、等離子體化工、醫藥化工等,注重基礎研究和應用研究的融合,主持研究完成或正在進行的科研項目有40余項。現為中國混凝土外加劑協會專家組成員,美國化學協會會員。

微波加熱方式是一種全新的加熱方式,與傳統加熱方式相比具有加熱迅速均勻、節能高效、工藝先進、易控制、安全無害等諸多優點。目前不僅廣泛應用于醫藥和化工行業,同時也可應用于食品的膨化、烘干、脫腥和保鮮處理;煙草的脫水、殺蟲、滅菌處理;工業生產中的橡膠硫化、礦石脫硫、陶瓷燒結等許多行業等。

由四川大學應用電磁研究所黃卡瑪教授領導的課題組經過十幾年的研究開發出的“藍田”系列微波化學反應器,不僅具有普通微波化學反應器加熱迅速均勻、高效清潔的功能,而且更具有低成本、多模式的特點,同時在保證內部場分布均勻的情況下實現了大容量。就目前市場而言,一般微波爐的容量為20L,而“藍田”反應器的容量可達138L,甚至更大到400多升,這無疑更接近于實際工業生產的需求。另外,實驗表明,反應器工作中溫度的均勻性直接關系到化學合成中產品的質量和收率。“藍田”反應器加熱區域溫度均勻度可達到小于1℃,保證了化學合成中對溫度均勻性的要求。此外現有的微波化學反應器大都存在對反應中的安全性考慮不足的缺陷,“藍田-III”微波化學反應器中通過了主動微波功率控制技術等多項具有自主知識產權的國家發明專利技術,保證了合成反應中的安全性問題,而這恰恰是當前工業生產中最應考慮和關注的問題。

四川大學應用電磁研究所的該項技術對于提升我國微波化學反應器的整體水平,實現節能降耗,降低成本,尤其是實現微波化學合成中的安全生產,促進國內相關產業的發展具有重要的現實意義。

市場專家點評

麻林工程師,天水華圓制藥設備科技有限責任公司副總工程師、技術部部長。

微波做為一種功率源,具有高效、環保、節能等諸多優勢。微波用于化學反應中,可以大幅度提高某些物質的化學反應速度,使物質吸收微波能量后迅速升溫,同時微波還可以與分子中的電子相互作用和耦合,有效催化、促進化學反應。所以在石油化工、冶金化工、食品化工、醫藥化工等領域有著極其廣泛的應用。

“藍田”系列微波化學反應器,就是微波能源應用的一種方式。這種反應器,在大功率有機合成,化工制藥等行業已經得到應用。尤其是多磁控管微波化學反應器中的波導布置方式,采用非相干功率合成技術,為大功率反應器的制造提供了一種優選方法;在微波化學反應器中采用的溫度測量和控制裝置,為低成本、高精度的微波專用溫度控制裝置;多磁控管微波化學反應器的主動功率控制方法,實現了對微波功率的主動控制,等等。這些無疑在微波設備上,是技術領先的,代表著微波設備技術的方向。

做為一種利用微波能的設備,微波化學反應器是有著廣泛的應用前景的。從世界各國研究動向來看,微波功率應用正處在向新領域發展的時期,研究重點已從傳統的加熱干燥、食品加工轉向多個高新技術領域。目前主要研究的領域有:微波催化化學反應、新材料微波加工處理、微波氣體放電的多種應用等。而微波化學的實驗研究幾乎遍及化學、化工所有領域,大量的文選報告顯示了微波電磁場可以加速化學反應,可將反應時間縮短到原需時間的十分之一到千分之一,給化學工業引入了誘人的前景。“藍田”系列微波化學反應器,緊追時代,已經做出了可喜的成績。其下一步方向應朝著優化、多用途、大功率和大型化方面發展。同時要考慮微波設備與常規設備和工藝的配套,從而生產出為各個行業與領域所需求的多種系列化、高質量微波工程設備,這將能大大促進微波能應用技術的發展與設備的產業化進程。

對微波技術的關注,是在編輯四川大學應用電磁研究所黃卡瑪教授研發的“藍田”系列微波化學反應器項目后開始的。盡管在生活中天天使用微波爐,卻因科技的日新月異對微波爐的出現似乎司空見慣,潛意識享受著高科技新產品給生活帶來的便利,而從未考證過它的工作原理。今天黃卡瑪教授的研發成果,因其技術的先進性引起我的好奇。在網上搜索后方知,微波技術是在第二次世界大戰期間為了研制雷達而成熟起來的,早在70年代初期,我國就關注著國外微波功率應用技術的發展。

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