時(shí)間:2023-08-04 09:19:07
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇如何提高化學(xué)轉(zhuǎn)化率,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)?;瘜W(xué)平衡只有在一定的條件下才能保持,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,如果改變濃度、壓強(qiáng)、溫度等反應(yīng)條件,達(dá)到平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會(huì)隨著改變,從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。
我們研究化學(xué)平衡的目的,并不是希望保持某一個(gè)平衡狀態(tài)不變,而是要研究如何利用外界條件的改變,使舊的化學(xué)平衡破壞,并建立新的較理想的化學(xué)平衡。例如,使轉(zhuǎn)化率不高的化學(xué)平衡破壞,而建立新的轉(zhuǎn)化率高的化學(xué)平衡,從而提高產(chǎn)量。在實(shí)際的學(xué)習(xí)中,我們常常會(huì)遇到一些"誤會(huì)",本文的一些經(jīng)驗(yàn)也許會(huì)給你一點(diǎn)幫助。
(1)(誤)化學(xué)平衡中正逆反應(yīng)速率相等是指平衡時(shí)用反應(yīng)物來表示的速率值等于用生成物來表示的速率的值。
(析)化學(xué)平衡中的正逆反應(yīng)速率相等是指平衡時(shí)同一反應(yīng)物或者是同一生成物而言,即對(duì)于同一反應(yīng)物,正反應(yīng)消耗該物質(zhì)的速率等于逆反應(yīng)生成該物質(zhì)的速率。
(2)(誤)有可逆反應(yīng),在一定條件下達(dá)到平衡,要使B物質(zhì)的量增加,而正反應(yīng)速率減小,可采取的措施是增加A物質(zhì)的量或升高體系的溫度.
(析)這類問題要從反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個(gè)方面來分析.若增加A物質(zhì)的量,平衡正反應(yīng)方向移動(dòng),B的量增加,但是正反應(yīng)速率也增大.若升高體系的溫度結(jié)果一樣,因此只有采取減小生成物的量或者是減小壓強(qiáng).
又如:在下列情況混合時(shí),開始時(shí)的反應(yīng)速率最小的是。
該題主要是討論濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,這里的濃度是指反應(yīng)時(shí)混合物中各物質(zhì)的濃度,而不是所取試劑的濃度。只有當(dāng)所取試劑的體積一樣時(shí),才能根據(jù)原試劑的濃度來判斷反應(yīng)速率的大小。
(3)(誤)在一密閉容器中,反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡.恒容下向該容器中充入惰性氣體,則壓強(qiáng)增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng).
(析)這種說法沒有弄清壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響實(shí)質(zhì).對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變?nèi)绻軐?dǎo)致濃度的變化,則會(huì)引起反應(yīng)速率的改變.在該說法中,通入惰性氣體,雖然氣體的總壓強(qiáng)增加,但是各物質(zhì)的濃度均未改變,所以反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡也不移動(dòng).
(4)(誤)改變影響平衡的一個(gè)條件,使化學(xué)平衡正反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡時(shí),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定提高,,生成物在平衡混合物中的含量也一定增加.反應(yīng)物的濃度也一定減小.
(析)對(duì)于化學(xué)平衡,在恒容、恒溫(830K)時(shí),反應(yīng)物濃度和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、生成物百分含量如下表
CO起始濃度起始濃度轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率平衡濃度
可見,增加水蒸氣的濃度,雖然會(huì)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物CO的轉(zhuǎn)化率是增大了,而反應(yīng)物水蒸氣的轉(zhuǎn)化率卻降低了,生成物的百分含量降低了,從上例可知,對(duì)于A+B==C+D的平衡體系,當(dāng)增大A的濃度時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí),一般說另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高,而A本身的量增加了,其轉(zhuǎn)化率降低了。,同理生成物C或D的百分含量也可能降低.
(5)(誤)在一定條件下達(dá)到平衡后,若增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),所以四種氣體的物質(zhì)的量濃度不變。
(析)對(duì)于上述平衡,若壓強(qiáng)增大(通過縮小體積來實(shí)現(xiàn)),平衡不移動(dòng),平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量、百分含量保持不變,但是各組分的濃度均增大。因此"平衡不移動(dòng),并不等于遠(yuǎn)平衡"
(析)增大壓強(qiáng),平衡向右移動(dòng),但是,增大壓強(qiáng)會(huì)使體積減小,于是各物質(zhì)的濃度都大于原平衡時(shí)的濃度。
[關(guān)鍵詞]化學(xué)助劑 有機(jī)氯
中圖分類號(hào):TE622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)06-0143-02
1 引言
目前化學(xué)助劑檢測的主要方法為Q/SHCG 39-2012《油田化學(xué)助劑有機(jī)氯含量測量方法》,此標(biāo)準(zhǔn)闡述了化學(xué)助劑檢測的原理和步驟,但在實(shí)際檢測過程中發(fā)現(xiàn)一些難點(diǎn),直接影響檢測速度和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度,本文通過有機(jī)氯檢測技術(shù)研究與攻關(guān),闡述在檢測過程中的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
2 化學(xué)助劑檢測原理
樣品經(jīng)氧瓶燃燒分解后有機(jī)氯轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)氯,通過NaOH溶液吸收后,用鹽含量測定儀測出總氯的含量,再減去無機(jī)氯,即為油田化學(xué)助劑中的有機(jī)氯含量。
鹽含量測定儀測試Cl-原理:將處理后的樣品注入含一定量銀離子的乙酸電解液中,試樣中的氯離子即與銀離子發(fā)生反應(yīng):
Cl-+Ag+=AgCl
反應(yīng)消耗的銀離子由發(fā)生電極電生補(bǔ)充,通過測量電生銀離子消耗的電量,根據(jù)法拉第定律即可求得氯離子含量。
3 有機(jī)氯檢測的影響因素
在日常檢測過程中,要確保油田化學(xué)助劑有機(jī)氯含量測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,分析和判定出影響檢測結(jié)果的相關(guān)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是十分重要的。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)長期實(shí)際操作和比對(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在樣品的稱量、樣品的清洗和轉(zhuǎn)移、固體類助劑燃燒、鹽含量測定儀轉(zhuǎn)化率以及人員等環(huán)節(jié)存在一些需要引起注意的地方,處理不好會(huì)大大影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3.1樣品的稱量
化學(xué)助劑中大部分試樣都是易揮發(fā)的,稱量過程中極易損失,處理不好會(huì)大大影響檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
3.2樣品的清洗和轉(zhuǎn)移
標(biāo)準(zhǔn)Q/SHCG 39-2012規(guī)定:用蒸餾水分三次沖洗氧燃燒瓶壁和支持桿,移至100ml容量瓶中,最后定溶至100ml。
在實(shí)際清洗過程中,三次清洗的用水量不同會(huì)產(chǎn)生不同清洗效果,從而影響檢測結(jié)果,每次用多少量的水清洗能達(dá)到最佳效果成為難點(diǎn)。
3.3固體類助劑的燃燒
在標(biāo)準(zhǔn)Q/SHCG 39-2012中并未明確規(guī)定固體類助劑的檢測細(xì)節(jié),常規(guī)固體類助劑檢測方法有如下兩種;
a.研磨成粉后直接燃燒;
b.配制溶液,然后稱取溶液進(jìn)行燃燒。
兩種方法的如何選擇,兩種方法對(duì)檢測結(jié)果的影響有多大成為難點(diǎn)。
3.4鹽含量測定儀的轉(zhuǎn)化率
Q/SHCG 39-2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:氯離子標(biāo)樣的平均轉(zhuǎn)化率應(yīng)在80%-100%之間。
在實(shí)際檢測過程中,鹽含量測定儀的轉(zhuǎn)化率經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)化率低于80%的情況,應(yīng)該如何處理成為難點(diǎn)。
3.5人員
在標(biāo)準(zhǔn)Q/SHCG 39-2012并未對(duì)檢測人員有相應(yīng)規(guī)定。
但在實(shí)際檢測過程中,同一實(shí)驗(yàn),總氯和無機(jī)氯檢測為不同的人員檢測,會(huì)產(chǎn)生較大誤差。
4 有機(jī)氯檢測技術(shù)的要點(diǎn)控制
4.1樣品的稱量
對(duì)于易揮發(fā)的化學(xué)助劑,要減少失重誤差。通過在檢測中的大量實(shí)驗(yàn)證明:吸收樣品的脫脂棉不能松散,必須把脫脂棉捏成緊致的棉球,減少樣品的揮發(fā)量,樣品必須滴在棉球上,稱量過程讀數(shù)變化較快,所以稱量過程要快,且以第一次穩(wěn)定讀數(shù)為準(zhǔn)。
4.2樣品的清洗和轉(zhuǎn)移
勝利油田樣品的清洗方法:只清洗兩次,每次用水量40ml,然后定容至100ml。
根據(jù)調(diào)研,最常用的清洗方案還有:30-30-30ml和40-30-20ml兩種。
實(shí)驗(yàn)室為確定最佳清洗用水量,用標(biāo)樣(10mg/L NaCl)進(jìn)行燃燒后清洗,結(jié)果如下:
表格分析:因?yàn)樵诔醮吻逑囱跞紵繒r(shí),瓶內(nèi)無機(jī)氯含量最多,應(yīng)盡可能的多用水來溶解瓶內(nèi)無機(jī)氯,避免在此過程產(chǎn)生無機(jī)氯的損失;第二次可采用30ml來清洗,因?yàn)樵诖舜吻逑催^程中,絕大部分無機(jī)氯已被轉(zhuǎn)移,故可清洗用水可不需太多,最后用20ml蒸餾水進(jìn)行掃底清洗。所以方案3應(yīng)為最佳清洗方法。
4.3固體類助劑的燃燒
在實(shí)際檢測過程中,實(shí)驗(yàn)室以粘土穩(wěn)定劑JS-7進(jìn)行了兩種方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下:
表格分析:固體類助劑研磨后直接燃燒,只有在清洗過程中產(chǎn)生部分損失,嚴(yán)格控制清洗程序,可使損失減至最少;而配制成溶液后,再用溶液進(jìn)行燃燒,屬于間接測量,造成的損失量會(huì)明顯增強(qiáng)。因此,應(yīng)優(yōu)先選擇直接燃燒法。
4.4鹽含量測定儀的轉(zhuǎn)化率
勝利油田對(duì)轉(zhuǎn)化率低的處理方法是只要滿足下列三個(gè)條件時(shí),則認(rèn)定此轉(zhuǎn)化率為可行,條件如下:
①轉(zhuǎn)化率不低于50%;
②轉(zhuǎn)化率測定時(shí),幾次轉(zhuǎn)化率的平穩(wěn)性好、重復(fù)性好;
③轉(zhuǎn)化率測定結(jié)束后,用標(biāo)樣做樣品反注,所測值不超過真值的±5%。
我實(shí)驗(yàn)室與勝利油田實(shí)驗(yàn)室的差別:勝利油田的鹽含量測定儀有轉(zhuǎn)化率自動(dòng)補(bǔ)償程序,而我實(shí)驗(yàn)室的鹽含量測定儀無此程序。
因此,我實(shí)驗(yàn)室鹽含量測定儀的轉(zhuǎn)化率必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的80%以上,否則損失量過大,對(duì)檢測結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室的分析研究,對(duì)策臺(tái)下:
①與廠家聯(lián)系,升級(jí)鹽含量測定儀的程序,增加自動(dòng)補(bǔ)償程序;
②在未升級(jí)前,通過實(shí)驗(yàn)前對(duì)電解池進(jìn)行光照來提高轉(zhuǎn)化率,光照的時(shí)間確定如下:
表格分析:當(dāng)電解池見光時(shí),電解池內(nèi)的銀棒電極會(huì)遇光分解,使Ag+離子增強(qiáng),從而使轉(zhuǎn)化率升高。但光照會(huì)使電極壽命減少,不宜進(jìn)行長時(shí)間的光照,從表格可看出,最佳光照時(shí)間可確定為:5-7min。
4、5檢測人員的要求
為確定同一實(shí)驗(yàn),總氯和無機(jī)氯檢測分別為不同的人員檢測,會(huì)產(chǎn)生多大的誤差,實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品殺菌劑進(jìn)行了不同人員的測試,檢測結(jié)果如下:
表格分析:從表格可看出,每個(gè)檢測人員所檢測出的有機(jī)氯均在300ppm左右;但如果總氯和無機(jī)氯檢測分別為兩個(gè)不同的人,則所檢測出的結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生較大誤差。因此,在檢測過程中,總氯檢測和無機(jī)氯檢測必須為同一人。
5 結(jié)論
1.稱樣過程要快,時(shí)間不能超過30s;
2.氧燃燒瓶清洗最佳用水量為:40ml-30ml-20ml;
3.固體類助劑燃燒,應(yīng)優(yōu)先選用直接燃燒法,只有當(dāng)固體類助劑不能直接燃燒時(shí),才選用配溶液燃燒法;
4.當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%時(shí)的光照時(shí)間約為5-7min;
5.總氯檢測和無機(jī)氯檢測必須為同一人員。
關(guān)鍵詞:等效平衡;化學(xué)平衡常數(shù);轉(zhuǎn)化率
中圖分類號(hào):G633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-2851(2011)08-0-01
等效平衡這一知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用因其抽象、難懂一直是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)。新人教版教材選修4中,這一知識(shí)點(diǎn)在教材原文中仍沒有出現(xiàn),但在課后習(xí)題中出現(xiàn)了這么一道題:
2.0mol PCl3和1.0mol Cl2充入體積不變的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生下述反應(yīng):PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)達(dá)平衡時(shí),PCl5為0.4mol,如果此時(shí)移走1.0mol PCl3和0.5mol Cl2,在相同溫度下再達(dá)平衡時(shí)PCl5的物質(zhì)的量是()
A.0.4molB.0.2 mol
C.小于0.2 molD.大于0.2 mol,小于0.4 mol
該題可用平衡常數(shù)計(jì)算求得,解題過程相當(dāng)繁瑣。首先,新人教版教材對(duì)等效平衡知識(shí)點(diǎn)的展開設(shè)置了很好的知識(shí)鋪墊―引入化學(xué)平衡常數(shù)。在以往的教學(xué)中,我覺得最大的困難是讓學(xué)生在定性的層面去理解等效平衡?;瘜W(xué)平衡常數(shù)很好地解決了這個(gè)問題,學(xué)生在正式學(xué)習(xí)等效平衡前會(huì)先掌握化學(xué)平衡常數(shù),明確認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡常數(shù)為溫度函數(shù),對(duì)某一特性的可逆反應(yīng)而言它只隨溫度變化而變化。同時(shí),對(duì)平衡常數(shù)在平衡計(jì)算中的應(yīng)用能力也有要求。因此,在進(jìn)入等效平衡的具體授課之前,我先以作業(yè)的形式給同學(xué)們布置了兩道這樣的計(jì)算題。
作業(yè)一:恒溫恒容條件下,對(duì)可逆反應(yīng)2SO2+O2 2SO3達(dá)平衡后,依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫下表(設(shè)容器體積為1升):
改起始量分別為0、0、2和1、0.5、1,用平衡常數(shù)計(jì)算出表格中其余各項(xiàng)。
作業(yè)二:恒溫恒壓條件下,對(duì)可逆反應(yīng)2SO2+O2 2SO3達(dá)平衡后,依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫下表:
(注:*為補(bǔ)充要求,可依據(jù)學(xué)生實(shí)際情況選擇)
同樣,改起始量分別為0、0、2和4、2、0,用平衡常數(shù)計(jì)算出表格中其余各項(xiàng)。
完成作業(yè)后的學(xué)生準(zhǔn)確理解化學(xué)平衡常數(shù)并會(huì)計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)值,熟悉平衡常數(shù)在平衡計(jì)算中的應(yīng)用,為等效平衡概念的提出埋好伏筆。接下來,在課堂上展開教學(xué)第二層目標(biāo):分析作業(yè)中同學(xué)們算出的數(shù)據(jù),由學(xué)生討論其規(guī)律、特點(diǎn),并思考原因。很快學(xué)生就發(fā)現(xiàn)了各平衡在一定的客觀條件下可以建立起起始條件不同,但最終結(jié)果完全相同的平衡狀態(tài),或者當(dāng)起始量成倍數(shù)變化,平衡量也成倍數(shù)變化的不同平衡。順?biāo)浦?,我給出了等效平衡的概念―可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始還是逆反應(yīng)開始,只要反應(yīng)物起始濃度與生成物起始濃度相當(dāng),在相同條件下就可達(dá)到同一平衡狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生理解“相當(dāng)”的含義,總結(jié)出了兩類等效平衡(等比等效平衡、等同等效平衡)的建立所要遵循的條件。
例1: 1和 2分別是A在兩個(gè)恒容容器中,平衡體系A(chǔ)(g) 2B(g)和2A(g) B(g)的轉(zhuǎn)化率,在溫度不變的情況下,均增加A的物質(zhì)的量,下列判斷正確的是()
A. 1、 2均減少 B. 1、 2均增大
C. 1減少, 2增大D. 1增大, 2減少
(解析):恒容條件下,對(duì)于反應(yīng)2A(g) B(g)達(dá)到平衡后增加A,從濃度或壓強(qiáng)角度平衡均向正反應(yīng)方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率增大,即 2增大。對(duì)于反應(yīng)A(g) 2B(g)達(dá)平衡后,增加A,從濃度角度看平衡應(yīng)正向移動(dòng),從壓強(qiáng)角度看平衡逆向移動(dòng),那么轉(zhuǎn)化率 1究竟如何變化?巧妙建立等效平衡模型,問題迎刃而解。分析時(shí)可先假設(shè)恒壓,再將體積還原,如下圖:
由等效平衡可知,平衡I與平衡II等效,故平衡I、IIA的轉(zhuǎn)化率不變,平衡III相當(dāng)于在平衡II的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率減小,即 '< 1, 1減小,正確答案:C
至此,等效平衡的三維目標(biāo):掌握等效平衡的基本原理和計(jì)算方法(知識(shí)與技能),通過對(duì)不同條件下的等效平衡分析,探究其本質(zhì)規(guī)律,深入理解等效平衡(過程和方法),通過對(duì)不同條件下等效平衡的分析,抓住其本質(zhì)和規(guī)律,拓寬思路,巧解妙算,提高解題能力和開闊視野,最終達(dá)到提升思維品質(zhì)目的(情感、態(tài)度與價(jià)值觀),通過這三個(gè)層次的教學(xué)逐一體現(xiàn)。這時(shí)再看書上那道題,答案顯然選C。
參考文獻(xiàn):
[1]宋心琦,何少華.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(選修4)[M].北京:人民教育出版社,2007,(2).
[2]普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京,人民教育出版社,2003,(4).
[關(guān)鍵詞]校本教研 必修 選修 課程標(biāo)準(zhǔn) 重點(diǎn)難點(diǎn) 教法學(xué)法
《化學(xué)反應(yīng)速率和限度》在高中必修模塊和選修模塊中均有安排,既有學(xué)習(xí)的階段性,又有必修、選修的層次性,在具體內(nèi)容上前后還有交叉和重疊,源于必修又高于必修,學(xué)生概念的形成和發(fā)展應(yīng)該呈現(xiàn)螺旋式上升的形態(tài)。如何把握必修和選修內(nèi)容的銜接教學(xué),提高教學(xué)有效性,課題組成員共同探討如下。
一、教材對(duì)必修、選修內(nèi)容編排不同,把握好從定性到定量的銜接
必修內(nèi)容從日常生活中學(xué)生熟悉的大量化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實(shí)驗(yàn)入手,引出反應(yīng)速率的概念,在此基礎(chǔ)上又通過實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,僅涉及對(duì)反應(yīng)速率進(jìn)行簡單的計(jì)算或同一反應(yīng)中不同物質(zhì)間反應(yīng)速率的簡單相互換算。學(xué)生只需在可逆反應(yīng)的基礎(chǔ)上建立“化學(xué)平衡”的概念,并通過溫度對(duì)平衡移動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn),初步建立“化學(xué)平衡移動(dòng)”的概念。這里對(duì)濃度、壓強(qiáng)等因素對(duì)平衡移動(dòng)的影響一筆帶過,且不涉及化學(xué)平衡的計(jì)算。而在選修中,不僅從定量的角度引入化學(xué)平衡常數(shù)的概念,而且系統(tǒng)地研究了反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,還要求根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率,根據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向,完成了從定性到定量的過渡。在教學(xué)過程中應(yīng)注意嚴(yán)格把握教學(xué)內(nèi)容的深度、廣度和教學(xué)要求,不能隨意提高知識(shí)難度。
二、必修、選修課程標(biāo)準(zhǔn)不同,把握不同階段目標(biāo)的銜接
必修對(duì)《化學(xué)反應(yīng)速率和限度》內(nèi)容確定教學(xué)三維目標(biāo)如下:了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念,知道濃度、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;了解化學(xué)平衡的特征;學(xué)生初步學(xué)會(huì)觀察化學(xué)反應(yīng)速率的問題。選修教學(xué)的三維目標(biāo)為:在必修知識(shí)的基礎(chǔ)上熟練化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法;掌握比較化學(xué)反應(yīng)快慢的方法;學(xué)生運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)不同,把握好難點(diǎn)、重點(diǎn)的銜接
必修教學(xué)重點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率的概念;影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素;化學(xué)平衡的建立。必修教學(xué)難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率的概念和化學(xué)平衡的建立。
選修教學(xué)重點(diǎn):活化分子理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式及其表示的意義,知道轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式,并能進(jìn)行簡單的計(jì)算。選修教學(xué)難點(diǎn):化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算。我們?cè)诮虒W(xué)中要熟知必修、選修中的重難點(diǎn),才能很好地銜接。
四、教學(xué)課時(shí)不同和學(xué)生的認(rèn)知水平不同,把握好不同年級(jí)學(xué)生認(rèn)識(shí)水平的銜接
高一開設(shè)課程多、課時(shí)少,知識(shí)的拓展對(duì)教學(xué)的進(jìn)度會(huì)很難把握。比如, 在高一課堂上 想拓展“同一化學(xué)反應(yīng)中各反應(yīng)物和生成物的化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系”這一知識(shí)點(diǎn),但學(xué)生接受起來很難。又如,“影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”計(jì)劃在必修來完成,但對(duì)于程度較好的學(xué)生接受起來很容易,而對(duì)于程度弱的學(xué)生,若增加這部分內(nèi)容卻是負(fù)擔(dān)。其實(shí)有一定的知識(shí)積累后再在選修中學(xué)習(xí)則效果會(huì)更好。
高二開設(shè)選修模塊專題研究“化學(xué)反應(yīng)速率的定量表達(dá)”,運(yùn)用相關(guān)理論對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的各種因素進(jìn)行理論解釋;對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的測定提出了明確要求;讓學(xué)生探究外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響并能加以應(yīng)用;對(duì)于化學(xué)平衡狀態(tài)的定量描述,則限制在化學(xué)平衡中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計(jì)算方面。
在進(jìn)行必修模塊的教學(xué)時(shí)一定要注意對(duì)教學(xué)內(nèi)容深廣度的把握,切忌:超標(biāo)、超前、超量,這樣會(huì)導(dǎo)致課時(shí)緊張,學(xué)生壓力過大。必修模塊教學(xué)的順利實(shí)施,為選修內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
五、教法與學(xué)法不同,把握好教法學(xué)法的銜接
必修以新課標(biāo)精神為指導(dǎo),廣泛聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,通過探究實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的認(rèn)識(shí),以學(xué)生發(fā)展為指導(dǎo)思想進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。
[關(guān)鍵詞]煤液化 供氫溶劑 供氫性
中圖分類號(hào):TQ529.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)42-0168-02
1 前言
煤炭的綜合利用技術(shù)現(xiàn)在倍受重視,煤化工行業(yè)的前景尤為可觀。煤直接液化工藝可簡述為:先將煤磨成煤粉,與溶劑配比成煤漿,在高溫和高壓下對(duì)其直接加氫,將固態(tài)煤轉(zhuǎn)化成液態(tài)產(chǎn)品[1]。溶劑在煤直接液化中起著不可或缺的重要作用,近年來相關(guān)技術(shù)人員一直在研究如何更高效的發(fā)揮溶劑的作用,從而進(jìn)一步提高煤炭轉(zhuǎn)化率。
2 溶劑(供氫溶劑)的闡述
2.1 溶劑簡介
在煤炭液化反應(yīng)過程中,溶劑的作用非常關(guān)鍵,它不僅與煤粉混合制成煤漿,使得氣、液、固三相反應(yīng)介質(zhì)可處在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定、均勻的狀態(tài),便于液化反應(yīng)的進(jìn)行,重要的是溶劑還能釋放大量的活性氫,可穩(wěn)定煤粉受熱裂解產(chǎn)生的自由基碎片,抑制了縮聚反應(yīng)的發(fā)生,從而使反應(yīng)順利進(jìn)行。如何提高溶劑的供氫性來促進(jìn)煤的轉(zhuǎn)化,是能源工作者多年探索的課題,本文介紹了世界上幾種典型的煤直接液化工藝中溶劑的發(fā)展及制備過程。
對(duì)煤炭直接液化溶劑的要求較高,不僅要具備普通溶劑的基本功能,重要的是還要兼有供氫和傳遞氫的性能。為保證煤炭直接液化溶劑性能良好,溶劑必須具備一定的條件,其分子結(jié)構(gòu)和分子量都要符合指標(biāo)要求。在液化反應(yīng)裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)中,可將自身產(chǎn)物中的中質(zhì)和重質(zhì)餾分油的混合油作循環(huán)溶劑(溶劑),但在裝置首次試車時(shí)則需要填加外部油品作為起始溶劑,可以將與試驗(yàn)煤種不同的衍生油作起始溶劑來使用,例如選擇使用產(chǎn)自高溫煤焦油的脫晶蒽油、洗油等,由于含芳環(huán)節(jié)構(gòu),有很好的供氫性;也可以采用產(chǎn)自普通石油常減壓裝置的渣油,石油催化裂化裝置生產(chǎn)的重質(zhì)油處理后也可用來作起始溶劑使用[2]。上述起始溶劑還需經(jīng)加氫處理才能達(dá)到煤直接液化溶劑所要求的指標(biāo),如控制環(huán)烷基芳烴的含量、芳碳率fa值、溶劑的密度、H/C原子比等。溶劑的性質(zhì)的好壞對(duì)提高煤炭轉(zhuǎn)化率和煤液化油收率有重大影響。通常煤液化反應(yīng)裝置經(jīng)過十次以上的循環(huán)可使外購填加的起始溶劑油完全置換成為煤液化自身產(chǎn)生的溶劑。之后,煤液化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就可使用自身生產(chǎn)的循環(huán)溶劑。
2.2 溶劑的供氫性
通常用供氫指數(shù)PDQI(mg/g)評(píng)價(jià)溶劑供氫性能的好壞,即每克溶劑中環(huán)烷基芳烴上環(huán)烷基β位含有活性氫的毫克數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)供氫指數(shù)與溶劑的化學(xué)組成有直接關(guān)系,部分被氫化的多環(huán)芳烴的供氫指數(shù)隨著芳族碳數(shù)的降低而增加。根據(jù)芳香度fa值判斷芳香族碳數(shù)的多少,而被氫化飽和的碳原子上的氫才有活性。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,溶劑的芳碳率fa值控制在0.4~0.5時(shí),溶劑的供氫性能較強(qiáng)。
2.3 溶劑的選擇
根據(jù)近代煤科學(xué)研究,認(rèn)為煤是由基本結(jié)構(gòu)單元組合而成的,每個(gè)結(jié)構(gòu)單元之間通過多種橋鍵相連接,基本結(jié)構(gòu)單元含有脂肪族結(jié)構(gòu)、脂環(huán)族結(jié)構(gòu)及芳香族結(jié)構(gòu)。溶劑的選擇依據(jù)相似相溶的原理,溶劑的分子結(jié)構(gòu)與煤分子結(jié)構(gòu)單元相近的多環(huán)芳烴,對(duì)煤熱解時(shí)產(chǎn)生的自由基碎片有較強(qiáng)的穩(wěn)定作用,在比較鏈烷烴、環(huán)烷烴與飽和芳烴的供氫性中發(fā)現(xiàn),飽和芳烴的供氫性能最好,部分被氫化的多環(huán)芳香烴具有較強(qiáng)的供氫性,并具有與煤相似的化學(xué)結(jié)構(gòu),是煤液化的首選供氫溶劑[3]。Orchin等所做的研究發(fā)現(xiàn),使用被氫化的芳香族化合物作溶劑,供氫效果要比含脂肪族合物的溶劑的效果好很多,因?yàn)楹袣浠枷憬Y(jié)構(gòu)和酚羥基結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在煤液化過程中能提供大量活性氫,能快速穩(wěn)定自由基,這些溶劑常常被稱作供氫溶劑[4]。供氫溶劑提供的活性氫,使自由基碎片在很短的時(shí)間里達(dá)到穩(wěn)定,生成小分子的液態(tài)類產(chǎn)品。研究發(fā)現(xiàn)部分被氫化的多環(huán)芳烴(如四氫萘、二氫菲、二氫蒽、四氫蒽等)具有非常強(qiáng)的供氫性[5,6]。鄒綱明等所做的研究中發(fā)現(xiàn),煤焦油作液化溶劑使用,效果很好,因煤焦油中含一定量的蒽、萘等芳香族化合物,經(jīng)過中壓催化可生成四氫蒽、四氫萘等,這些化合物可很好的傳遞活性氫,適合作供氫溶劑[7]。此外,石油渣油、重芳烴由于含有芳環(huán)結(jié)構(gòu),經(jīng)過加氫處理后同樣也可作為煤液化溶劑油,重質(zhì)餾分油經(jīng)加氫處理也可有效地實(shí)現(xiàn)煤轉(zhuǎn)化率的提高。比較幾種溶劑的供氫性能發(fā)現(xiàn):煤焦油>混合油>石油渣油,原因是煤焦油是煤經(jīng)過干餾而來的,含有大量的芳香族結(jié)構(gòu)的物質(zhì),分子結(jié)構(gòu)與煤非常相近,所以更有利于煤的溶解與轉(zhuǎn)化,因此煤焦油也是常常被選用作煤液化溶劑[8]。
3 溶劑的發(fā)展過程
3.1 溶劑的改進(jìn)
二戰(zhàn)期間(最早的煤直接液化工藝)采用加壓過濾或離心分離的方法制備溶劑,溶劑含有固體和瀝青,性質(zhì)較差,煤漿濃度較低,加熱爐容易結(jié)焦、反應(yīng)器利用率低,油收率低等,稱為第一代煤直接液化工藝。
上世紀(jì)70年代末開發(fā)出新的工藝,采用減壓蒸餾的方法來制備溶劑,溶劑去除瀝青和固體,溶劑性質(zhì)得到了改善。稱為第二代煤直接液化工藝。
第三代煤直接液化工藝采用部分芳香環(huán)飽和的供氫性溶劑,溶劑性能進(jìn)一步提高,使反應(yīng)條件緩和、油收率提高。
3.2 幾種典型工藝溶劑的制備
(1)EDS工藝。EDS工藝的基本原理是采用溶劑加氫催化技術(shù)使固體煤轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品,即使用產(chǎn)自工藝本身的餾分作為循環(huán)溶劑,采用普通催化加氫的方法在特別控制的條件下先對(duì)循環(huán)溶劑進(jìn)行加氫,提高其供氫性。經(jīng)過加氫后的循環(huán)溶劑具有很強(qiáng)的供氫性能,在反應(yīng)過程中便可釋放出活性氫,提供給煤熱解產(chǎn)生的自由基碎片使之穩(wěn)定,失去了活性氫的循環(huán)溶劑則需通過再次加氫來恢復(fù)供氫能力。循環(huán)溶劑在固定床催化反應(yīng)器中被加氫,使用傳統(tǒng)的鈷-鉬或鎳-鉬氧化鋁載體性催化劑,反應(yīng)器操作溫度控制為370℃,操作壓力為11MPa,通過調(diào)整反應(yīng)條件來控制溶劑的加氫質(zhì)量和深度。普通的石油加氫裝置就可進(jìn)行溶劑加氫,經(jīng)加氫后的循環(huán)溶劑可用來制備煤漿。循環(huán)溶劑的催化加氫是EDS工藝過程最主要的特點(diǎn),循環(huán)溶劑經(jīng)加氫后增強(qiáng)了其供氫性能,可相應(yīng)地提高了煤炭的液化油產(chǎn)率。
(2)德國IGOR+工藝。IGOR+工藝基本原理是將煤粉、循環(huán)溶劑及“赤泥”鐵系催化劑混合配成煤漿,再經(jīng)過與氫氣混合以后,預(yù)熱后進(jìn)入液化反應(yīng)器,在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)生成的反應(yīng)流出物進(jìn)入高溫分離器,高溫分離器底部的產(chǎn)品為液化粗油,液化粗油被送入減壓閃蒸塔。減壓閃蒸塔底部的產(chǎn)物為液化殘?jiān)?,閃蒸塔頂產(chǎn)出閃蒸油與從高溫分離器分離出來的氣相產(chǎn)物一同進(jìn)入加氫反應(yīng)器。此反應(yīng)器所得產(chǎn)物被送入中溫分離器,中溫分離器底部所得到的重質(zhì)油用于煤漿制備,作為循環(huán)溶劑。固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)填有Mo-Ni型載體催化劑,反應(yīng)器溫度350~420℃,壓力為30.0MPa。由于制備煤漿采用本工藝生產(chǎn)的加氫循環(huán)油作循環(huán)溶劑,溶劑供氫性能較高,這樣有利于提高煤炭轉(zhuǎn)化率和液化油的產(chǎn)率。
(3)日本NEDOL工藝。NEDOL煤炭液化工藝原理是先將煤、催化劑與循環(huán)溶劑配制成煤漿,配好的煤漿與氫氣混合預(yù)熱后進(jìn)入到煤液化反應(yīng)器內(nèi);反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過冷卻、減壓后被送至常壓蒸餾塔,蒸出輕質(zhì)產(chǎn)品。常壓蒸餾塔底部產(chǎn)物再被送至減壓蒸餾塔,經(jīng)減壓蒸餾塔所產(chǎn)出的中質(zhì)和重質(zhì)組分混合后,一起被送進(jìn)溶劑加氫反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)器類型為固定床反應(yīng)器,操作溫度在320~400℃之間,反應(yīng)壓力10.0MPa。中質(zhì)油和重質(zhì)油經(jīng)加氫處理后可作為供氫溶劑被使用。
(4)神華工藝。神華工藝是具有國內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型煤直接液化工藝。反應(yīng)技術(shù)采用了二級(jí)串聯(lián)全返混懸浮床,反應(yīng)器底部使用了循環(huán)泵,這樣不但可以提高反應(yīng)器內(nèi)液相的流速,同時(shí)還可提高氣、液、固三相的傳熱傳質(zhì)速率,避免了反應(yīng)器內(nèi)部固體顆粒物沉降與局部過熱等問題。對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的分離采取減壓蒸餾的方式,固體產(chǎn)物從減壓塔底抽出,加氫處理后作為供氫溶劑。煤液化裝置需要的供氫溶劑是由T-star加氫穩(wěn)定裝置提供,同時(shí)T-star加氫穩(wěn)定裝置還將液化裝置生產(chǎn)出來的液化油進(jìn)行全餾分預(yù)加氫。T-star采用了AXENS公司有專利權(quán)的沸騰床技術(shù)和催化劑,可使來自液化裝置的原煤液體升級(jí)并使循環(huán)溶劑得到氫化。T-star反應(yīng)器系統(tǒng)采用的沸騰床技術(shù)有兩大顯著的優(yōu)點(diǎn),一是能在裝置保持正常操作的同時(shí),可在線添加或取出催化劑,使反應(yīng)器內(nèi)催化劑的活性維持在一個(gè)恒定的水平,并能使反應(yīng)器處在恒定的溫度下操作。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠處理含有高含量瀝青質(zhì)甚至固體的原料,這些非理想原料通常會(huì)堵塞固定床反應(yīng)器系統(tǒng)。T-star單元使用的催化劑為HTS-358,是一種以氧化鋁為載體的鎳-鉬壓出式催化劑,可對(duì)溶劑進(jìn)行相對(duì)緩和的加氫精制,目的在于將循環(huán)溶劑中芳香族碳數(shù)的比例達(dá)到指標(biāo)。
4 結(jié)束語
當(dāng)代的煤液化工藝降低了煤液化反應(yīng)的苛刻程度,使操作相對(duì)緩和便于控制,與此同時(shí)也提高了煤炭的轉(zhuǎn)化率和油收率,充分體現(xiàn)了煤液化技術(shù)的發(fā)展。供氫溶劑的使用能有效地提高煤炭轉(zhuǎn)化率。如何選擇和處理供氫溶劑,使其供氫性增強(qiáng)仍是值得煤液化工作者探索的課題,對(duì)溶劑加氫時(shí)理想組分的含量控制仍存在一定問題。建議優(yōu)化工藝參數(shù),調(diào)整反應(yīng)停留時(shí)間,增強(qiáng)催化劑的反應(yīng)活性,使溶劑的供氫性不斷增強(qiáng),才能有望進(jìn)一步提高煤的轉(zhuǎn)化率。
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辯證唯物主義是一種認(rèn)識(shí)事物的科學(xué)方法, 引導(dǎo)學(xué)生用辯證的方法學(xué)習(xí)化學(xué),這也是實(shí)施素質(zhì)教育,提高公民素質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一種教育策略。
1教給學(xué)生用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題,避免思維的孤立性
聯(lián)系,是指一切事物、現(xiàn)象之間及其內(nèi)部諸要素之間的相互影響,相互作用和相互制約?;瘜W(xué)是研究物質(zhì)世界的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、變化及其規(guī)律的自然科學(xué),而其物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化是有聯(lián)系的。在化學(xué)學(xué)習(xí)中只要學(xué)會(huì)了用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題,就能找出事物變化的原因,認(rèn)清事物變化的本質(zhì),把握事物發(fā)展的規(guī)律,從而避免孤立、片面地看待變化著的問題。
如氨水中存在著相互聯(lián)系的六個(gè)概念,即氨水的溶解度(S)、密度(ρ)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)[W(B)]、物質(zhì)的量濃度[c(B)]、電離度(α)和pH。它們彼此之間均有聯(lián)系,當(dāng)S增大時(shí),則氨水的ρ減小,W(B)、c(B)增大,α減小,pH升高;若加水稀釋時(shí),ρ增大,W(B)、c(B)減小,α增大,pH降低。對(duì)這些彼此相互聯(lián)系的問題,總難免有些學(xué)生會(huì)孤立、片面地看待問題,認(rèn)為α增大,c(OH-)一定會(huì)增大,pH升高。忽視了在上述變化中α增大是由濃度變小為前提的,根據(jù)弱電解質(zhì)的稀釋規(guī)律:當(dāng)其溶液稀釋1/n倍時(shí),α增大 倍。如25℃時(shí)0.10mol?L-1的氨水的α=1.34%,pH約為11。當(dāng)加水使之稀釋100倍時(shí),α增大 倍,即α為13.4%,此時(shí)pH約為10。只有掌握了弱電解質(zhì)溶液中各有關(guān)概念的內(nèi)在聯(lián)系,才能正確地判斷某種變化引出的相應(yīng)結(jié)果,如果只孤立地從某一個(gè)方面看問題,就會(huì)得出荒謬的結(jié)論。
用惰性電極電解CuSO4溶液屬于放氧生酸型的電解反應(yīng)(2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4)。電解后若要使電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原,只能加入CuO(與析出Cu的物質(zhì)的量相同)。若用惰性電極電解AgNO3溶液,也屬于放氧生酸型的電解反應(yīng) (4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4HNO3)。電解后若要使電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原,是否也可套用上面的方法即加入Ag2O呢?不可。前者之所以要加入CuO,是因電解后還生成了H2SO4,由于是稀溶液,不能將析出的銅氧化,此時(shí)要使H2SO4全轉(zhuǎn)化為CuSO4,只有加入CuO才能補(bǔ)充析出的銅和產(chǎn)生的氧氣,同時(shí)也恰好反應(yīng)掉生成的硫酸。而電解AgNO3溶液之后,生成的Ag可被溶液中產(chǎn)生的HNO3氧化:3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO+2H2O。由于電解時(shí)生成的Ag和HNO3的物質(zhì)的量相同,反應(yīng)中將有1/4的Ag未被溶解,若要使之復(fù)原,只能加入AgNO3,其量與未溶解的銀的量相同。由此,聯(lián)系要依據(jù)具體情況作具體分析,不問具體情況的機(jī)械聯(lián)系也會(huì)出錯(cuò)。
2 引導(dǎo)用發(fā)展的觀點(diǎn)看問題,避免思維的靜止性
不同物質(zhì)之間或其內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)既相互聯(lián)系,又不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程。有很多化學(xué)反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度、或物質(zhì)的量、或反應(yīng)條件變化時(shí),化學(xué)反應(yīng)也發(fā)生了相應(yīng)的變化。因此在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)展的觀點(diǎn)看問題,就可避免犯靜止看問題的錯(cuò)誤。
如將足量的Zn投入到含有2mol H2SO4的濃硫酸中,問可生成ZnSO4多少摩爾?好多學(xué)生在回答此問題時(shí),把化學(xué)方程式一寫: Zn+2H2SO4(濃)
ZnSO4+SO2+2H2O,理直氣壯地回答:生成1mol ZnSO4!這就是典型的靜止看問題。事實(shí)上隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸在不斷消耗,水在不斷生成,其溶液的濃度在逐漸變小,反應(yīng)一段時(shí)間后即變成了稀硫酸,此時(shí)反應(yīng)便發(fā)生了質(zhì)的變化,即Zn與稀H2SO4發(fā)生的是置換反應(yīng):Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,由此,產(chǎn)生ZnSO4的物質(zhì)的量應(yīng)是大于1mol,小于2mol。
再如,溫度、體積、pH均相同的稀H2SO4與HAc(醋酸)溶液各取等體積置于燒杯中,分別加入表面積相同、質(zhì)量相等的Zn片(酸均過量), 判斷下列產(chǎn)生H2的速率曲線正確的是(縱坐標(biāo)表示速率,橫坐標(biāo)表示時(shí)間):
此題的正確選項(xiàng)是C?;卮鸫藛栴}時(shí)首先要明確反應(yīng)過程中在不斷變化著的三個(gè)問題:一是H+與Zn發(fā)生的置換反應(yīng)是一個(gè)放熱過程,隨反應(yīng)的進(jìn)行,溶液溫度在逐漸升高,可使初始階段的化學(xué)反應(yīng)速率加快(由此淘汰了A、B兩個(gè)選項(xiàng))。二是開始時(shí)由于兩溶液中的 c(H+)相同,故產(chǎn)生H2的速率相等(進(jìn)一步否定了B項(xiàng));隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中H+不斷消耗和溫度的不斷升高,促使了HAc的電離平衡向電離的方向移動(dòng),從而不斷補(bǔ)充溶液中的H+,此時(shí),HAc溶液中c(H+)減少幅度不大;而硫酸溶液中沒有H+補(bǔ)充,其c(H+)在迅速減少,即反應(yīng)開始后醋酸溶液中產(chǎn)生H2的速率相對(duì)快些。三是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Zn的表面積在不斷減小,直至全部反應(yīng)完,由于醋酸溶液中c(H+)相對(duì)大一些,因此醋酸溶液中的鋅片先反應(yīng)完(由二、三淘汰了D選項(xiàng))。學(xué)生答題時(shí),三個(gè)錯(cuò)項(xiàng)均有人選擇了,其主要原因就是靜止地看待變化著的化學(xué)問題。
3 教給學(xué)生用對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)看問題,避免思維的局限性
事物都是相對(duì)應(yīng)而存在的,即矛盾著的對(duì)立面存在于一個(gè)統(tǒng)一體中,觀察者只有站在統(tǒng)一體這個(gè)“高處”才能看清矛盾的對(duì)立面是在怎樣運(yùn)動(dòng)和發(fā)展變化的,從而避免看問題的局限性。
原子是一個(gè)典型的矛盾著的對(duì)立統(tǒng)一體。在原子核里,質(zhì)子之間存在著斥力,在原子核外,電子之間也存在著斥力;在原子核和核外電子之間存在著吸引力。在諸對(duì)矛盾中起主導(dǎo)作用的是原子核對(duì)核外電子的吸引,而核內(nèi)質(zhì)子和核外電子之間的排斥則是次要的,不起主導(dǎo)作用。由此產(chǎn)生了原子這個(gè)客觀存在之物。值得注意的是,統(tǒng)一體中的矛盾解決是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的,而恰恰相反,人們認(rèn)識(shí)原子這個(gè)存在之物的結(jié)構(gòu)、相互作用等內(nèi)在奧秘經(jīng)歷了相當(dāng)長的時(shí)間,并且還在繼續(xù)探索之中。
化學(xué)平衡也是矛盾著的對(duì)立統(tǒng)一體。其矛盾表現(xiàn)在同一條件下化學(xué)反應(yīng)既可向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又可向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。其統(tǒng)一表現(xiàn)在正、逆反應(yīng)處在同一過程中(或同一反應(yīng)容器中)。人們要使平衡向所需的方向移動(dòng),且提高原料的利用率(轉(zhuǎn)化率),就要全面考慮影響矛盾運(yùn)動(dòng)、發(fā)展的各種因素,避免生搬硬套地扣原理,把自己的思維局限在一個(gè)狹小的空間里。
如①2NO2(g) N2O4(g) ②C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ③2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)它們?cè)谝欢l件下均達(dá)到平衡狀態(tài),當(dāng)溫度、容積(相同)不變,分別在這三個(gè)容器中按其平衡時(shí)NO2、H2O(g)、SO2的物質(zhì)的量壓入等量的這三種物質(zhì),達(dá)到新平衡時(shí)這三種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將如何變化?依據(jù)勒夏特列原理,加入反應(yīng)物平衡均向正向移動(dòng),這三種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率理論上均減小,這是因反應(yīng)物(氣體)總量增大所至。但對(duì)上述三個(gè)可逆反應(yīng)則不能一概而論,要具體情況作具體分析:反應(yīng)①是一個(gè)反應(yīng)物、生成物均只有一種氣體且體積縮小的可逆反應(yīng),因而壓入NO2時(shí)體系壓強(qiáng)增大,更有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡時(shí)相對(duì)增大。反應(yīng)③雖也是一個(gè)氣體體積縮小的可逆反應(yīng),當(dāng)壓入SO2時(shí)體系壓強(qiáng)也在增大,也有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但SO2的轉(zhuǎn)化率則降低了。這是因?yàn)镾O2的的轉(zhuǎn)化必須要有O2的參與,由于沒有按比例增加O2,制約了SO2的轉(zhuǎn)化,故其轉(zhuǎn)化率降低(O2的轉(zhuǎn)化率提高)。反應(yīng)②是一個(gè)氣體體積增大的可逆反應(yīng),當(dāng)壓入H2O(g)時(shí)體系壓強(qiáng)增大,不利于平衡向正向移動(dòng),因而H2O(g)的轉(zhuǎn)化率降低是顯而易見的。對(duì)于統(tǒng)一體中矛盾的轉(zhuǎn)化要具體情況作具體分析,不能把思維限于原理的字里行間里,要善于抓影響反應(yīng)進(jìn)程的主要矛盾,只有這樣才會(huì)撥開云霧,找到科學(xué)的答案。
高中化學(xué)中涉及的辯證唯物主義內(nèi)容很多,而這些內(nèi)容恰是學(xué)生難以理解和掌握的。在教學(xué)過程中,結(jié)合中學(xué)政治課程中所學(xué)過的辯證唯物主義常識(shí),教會(huì)學(xué)生用辯證的思想看待這些化學(xué)問題,就會(huì)使學(xué)生的思維跳出矛盾重重的小圈子,站在一個(gè)全新的高度上,用新的視角、新的思維方法去統(tǒng)覽復(fù)雜多變的問題,就能抓住問題的本質(zhì),找到解決問題的正確方法,少犯或不犯孤立地、靜止地、片面地看問題的錯(cuò)誤,使化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)得活,掌握得牢,運(yùn)用得靈。從而提高學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 青年化學(xué)教師 職業(yè)倦怠 內(nèi)驅(qū)力 專業(yè)發(fā)展
當(dāng)今社會(huì),對(duì)教師的職業(yè)要求越來越高,教師承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任越來越重,面對(duì)的壓力越來越大,導(dǎo)致教師的職業(yè)倦怠感不斷增強(qiáng),給教師的專業(yè)發(fā)展和教書育人工作帶來不利的影響。
1.教師專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵在內(nèi)驅(qū)力
1918年伍德沃思提出“內(nèi)驅(qū)力”的概念,內(nèi)驅(qū)力是在需要的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種內(nèi)部喚醒狀態(tài)或緊張狀態(tài),是指驅(qū)使有機(jī)體產(chǎn)生一定行為的內(nèi)部力量,是激起行為機(jī)制的原動(dòng)力。
在化學(xué)動(dòng)力學(xué)中,化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)驅(qū)力是反應(yīng)物本身的性質(zhì),即內(nèi)因。外界條件不能決定反應(yīng)速率,一個(gè)反應(yīng)本身無法進(jìn)行,無論如何改變外界條件,都不能得到應(yīng)得的產(chǎn)物,只有在反應(yīng)可以進(jìn)行的情況下,才能通過改變外界條件即外因促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
教師的專業(yè)發(fā)展取決于內(nèi)驅(qū)力。美國著名作家弗格森說:“每個(gè)人心中都有一扇由內(nèi)向外開啟的門,無論別人如何動(dòng)之以情或曉之以理,都無法打開,這扇門,只有自己才能開啟?!?/p>
所以,要真正促使青年教師自我發(fā)展,必須調(diào)動(dòng)其根本動(dòng)力因素――內(nèi)驅(qū)力,內(nèi)驅(qū)力是教師提升的真動(dòng)力,是真正能促進(jìn)青年教師專業(yè)成長并為未來教育發(fā)展服務(wù)的根本。
2.如何激活教師專業(yè)發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力
2.1樹立目標(biāo)
教學(xué)生活的特性是重復(fù)而又繁忙,在這樣的生活中很容易滋生出惰性,使教師形成職業(yè)倦怠。一方面職業(yè)倦怠使教學(xué)失去應(yīng)有的新意和情趣,另一方面消磨教師的生命感受和生命活力。
因此,要激活教師專業(yè)發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力,教師就必須為自己的人生不斷設(shè)立一個(gè)目標(biāo),一個(gè)成功的教師必定是有目標(biāo)的教師,必定會(huì)用自己的目標(biāo)引領(lǐng)自身不斷成長。
在化學(xué)史上,從空氣中獲取含氮化合物的研究經(jīng)歷了上百年,德國化學(xué)家哈伯第一次投入生產(chǎn)時(shí),合成氨的轉(zhuǎn)化率才6%,無數(shù)科學(xué)家耗盡畢生精力,他們堅(jiān)信,只要沿著既定的目標(biāo),自己的工作無論多么細(xì)小,對(duì)人類的發(fā)展必將作出巨大的貢獻(xiàn)。
所以,對(duì)于個(gè)體教師而言,在教學(xué)生涯,應(yīng)樹立人生目標(biāo),做好人生規(guī)劃,從入門、勝任、成教學(xué)骨干、成學(xué)科帶頭人,一步一個(gè)腳印地前進(jìn),朝著目標(biāo)發(fā)展,自我期望、自我暗示,最終升華為自我進(jìn)取,教師的發(fā)展內(nèi)驅(qū)力就會(huì)不斷增強(qiáng)。
2.2學(xué)習(xí)培訓(xùn)
在化學(xué)平衡中,如果轉(zhuǎn)化率過低,在其他條件不變的情況下適當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度,可以使化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng),提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
同理,也要激活教師專業(yè)發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力,必須對(duì)教師進(jìn)行充電,即學(xué)習(xí)培訓(xùn)。教師最重要的任務(wù)是學(xué)習(xí),因?yàn)榫竦呢汃け任镔|(zhì)的貧瘠更可怕,每位教師不但有物質(zhì)的需要,更要有精神的追求。
第一類學(xué)習(xí)是讀書,一位優(yōu)秀的教師,既需要擁有豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),又需要具備深刻的教育理論觀點(diǎn)。“腹有詩書氣自華”,著名教育家蘇霍姆林斯基說:“真正的老師必須是讀書的愛好者?!弊x過的每一本書,都好比在自己的教育車間里增添一件新的精致的工具。
第二類學(xué)習(xí)是日常實(shí)踐,“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,IBM公司在員工培訓(xùn)時(shí)提出:“一個(gè)人的學(xué)習(xí)80%是在工作中完成的?!苯處熣n前認(rèn)真?zhèn)浜谜n,了解每一位學(xué)生的特點(diǎn),上好每一節(jié)課,認(rèn)真聽課,參與課題研究,當(dāng)我們浸潤在日常教學(xué)實(shí)踐中時(shí),就會(huì)真正提高。
2.3任務(wù)驅(qū)動(dòng)
可是,應(yīng)該怎樣逐步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)呢?很多時(shí)候,往往是教師自身的惰性,造成事先規(guī)劃的目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在很多學(xué)校都實(shí)行教師三年規(guī)劃,老師們往往是交上來,但不能及時(shí)完成者卻居多。雖然幾乎所有人都知道堅(jiān)持是成功的必由之路,但真正經(jīng)由此路走向成功者并不多見。因?yàn)槿说囊庵竞苋菀姿沙?,一旦松弛就很難再做到專心苦練。
這就需要使用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”給自身加壓,在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的不同階段,給自己設(shè)置一個(gè)任務(wù),將三年規(guī)劃落實(shí)到實(shí)處,每年要求自己讀多少本書?聽多少課?參加多少次繼續(xù)教育?開多少節(jié)公開課?撰寫幾篇論文?參與幾項(xiàng)教研課題?等等,列出每月、每周的任務(wù),一項(xiàng)一項(xiàng)進(jìn)行完成,在完成的過程中,逐步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
人類在探索世界的過程中,材料是一個(gè)很重要的因素,從最初的石頭(天然材料),到陶瓷(無機(jī)非金屬材料),再發(fā)展到金屬和有機(jī)合成材料,一直到現(xiàn)在的復(fù)合材料,一項(xiàng)一項(xiàng)任務(wù)的完成,成就了人類探索世界的夢想。
美國行為科學(xué)家赫茨伯格認(rèn)為,使人們感到滿意的能帶來積極態(tài)度、滿意和激勵(lì)作用的都是屬于工作本身或工作內(nèi)容方面的。當(dāng)我們完成了每一項(xiàng)任務(wù)時(shí),就實(shí)現(xiàn)工作任務(wù)以內(nèi)的滿足――“直接滿足”,既調(diào)動(dòng)自身的積極性,培養(yǎng)自信心和能力,又增強(qiáng)自身專業(yè)發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。
2.4積極反思
在化學(xué)反應(yīng)中,同樣一個(gè)可逆反應(yīng),反應(yīng)物和其他條件均相同,但是第一種情況使用催化劑,第二種情況沒有,則產(chǎn)率相差巨大。在教師的教學(xué)過程中,無法改變個(gè)人原有素質(zhì)的情況下,積極反思則是教師成長的催化劑。
很多老師認(rèn)為,只要自己投入教學(xué)實(shí)踐,就會(huì)有收獲,只要工夫深,鐵杵磨成針。可是實(shí)踐并不一定產(chǎn)生智慧,只是一味地實(shí)踐,不去思考,最終會(huì)變成“磨道效應(yīng)”的驢,看起來路走了很多,卻是一直在圍著原地打轉(zhuǎn),只是變熟練一些,自身的素質(zhì)沒有得到長足的提高。
所以如果缺少積極的反思,實(shí)踐僅僅是一種行動(dòng)。葉瀾教授對(duì)教學(xué)反思與名師成長的那段著名的話,其實(shí)在成長過程中,每個(gè)人都會(huì)有閃光的地方和遺憾的不足,及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思,揚(yáng)長避短,教師的教育教學(xué)能力只有在積極反思的引導(dǎo)下才能真正取得進(jìn)步。
在從事教學(xué)行為時(shí),如果沒有達(dá)到預(yù)期的效果,最好的態(tài)度和方法是不在外面找原因,而是反躬自省,檢查自己哪些地方做得不足。哪怕是參與過程中產(chǎn)生的負(fù)面經(jīng)驗(yàn),對(duì)教師進(jìn)行反思性實(shí)踐,也有很大的幫助。
3.結(jié)語
教育是一項(xiàng)長期的藝術(shù),經(jīng)過8至12年的教學(xué)生涯后,很容易產(chǎn)生職業(yè)倦怠感,對(duì)教育的熱情逐漸衰退。很多老師尋求外力的幫助,如學(xué)校的物質(zhì)激勵(lì)、制度激勵(lì)等。外力固然重要,內(nèi)驅(qū)力才是根本,當(dāng)別的老師寄希望于社會(huì)、學(xué)校對(duì)自己的關(guān)心、幫助時(shí),你扎扎實(shí)實(shí)地學(xué)習(xí)、充實(shí)自己,激發(fā)自己的教育內(nèi)驅(qū)力,擁有積極的思維、積極的情感、積極的態(tài)度和積極的措施,成功的道路也就不遠(yuǎn)了。
參考文獻(xiàn):
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新課標(biāo)高考理科綜合化學(xué)試題總分100分,其中選擇題42分,主觀題58分。主觀題26、27、28三題為必考題,涉及實(shí)驗(yàn)、元素化合物、化學(xué)反應(yīng)原理模塊知識(shí)。主觀題36、37、38三題是選考題,三題選一作答,分別是選修2《化學(xué)與技術(shù)》、選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》、選修5《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》。本文對(duì)2010年至2014年高考新課標(biāo)理科綜合化學(xué)必考試題及選考有機(jī)化學(xué)試題做粗略分析,探究命題規(guī)律,提高復(fù)習(xí)效率。
1必考題
1.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)
2010~2014年高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核具體內(nèi)容,見表1。
2010年用SO2知識(shí)為載體,要求寫出蒸餾燒瓶名稱,解釋SO2通入酸性高錳酸鉀溶液褪色原因并寫出離子反應(yīng)式,解釋SO2通入H2S溶液產(chǎn)生沉淀的原因,推斷SO2具有氧化性和還原性,探究SO2 與品紅反應(yīng)的可逆性,環(huán)境保護(hù),尾氣處理。
2011年以登山運(yùn)動(dòng)中的供氫劑CaH2為載體,要求連接實(shí)驗(yàn)儀器組裝實(shí)驗(yàn)裝置,寫出實(shí)驗(yàn)具體操作過程,寫CaH2與水反應(yīng)方程式,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)區(qū)別鈣與氫化鈣,評(píng)價(jià)用氫化鈣作為登山能源的優(yōu)點(diǎn)。
2012年實(shí)驗(yàn)室合成溴苯,考查儀器裝置用途,溴苯的分離提純方式,寫出反應(yīng)原理。
2013年Ⅰ卷環(huán)己醇制備環(huán)己烯,要求寫出冷凝管名稱,說明碎瓷片作用,寫出實(shí)驗(yàn)副產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡式,考查分液漏斗的使用方法,分離提純方法,計(jì)算環(huán)己烯產(chǎn)率。
2013年Ⅱ卷用正丁醇制取正丁醛,考查濃硫酸稀釋問題,沸石作用,未加沸石補(bǔ)救措施,寫出冷凝管和分液漏斗名稱,分液漏斗使用,分液操作,液體分層分析,計(jì)算正丁醛產(chǎn)率。
2014年Ⅰ卷環(huán)己醇制備乙酸異戊酯,要求寫出冷凝管名稱,洗滌作用,萃取分離物質(zhì)方法,化學(xué)平衡,儀器連接(識(shí)圖)正誤判斷,計(jì)算產(chǎn)率,誤差分析。
2014年Ⅱ卷以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水,合成晶體X,主要考查安全瓶作用,中和滴定原理,指示劑選擇,選取滴定管,裝置氣密性差對(duì)測定的影響,多步反應(yīng)的化學(xué)計(jì)算,化合價(jià),化學(xué)方程式書寫,實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。
新課標(biāo)高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題,總體上注重對(duì)實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)基本技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的考查,達(dá)到了《考試大綱》的相關(guān)要求??疾榱顺R妰x器的結(jié)構(gòu)、性能、用途,實(shí)驗(yàn)儀器名稱,如2013年兩套課標(biāo)卷試題都要求考生寫出實(shí)驗(yàn)儀器名稱;考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,如2013年Ⅱ卷濃硫酸的稀釋問題、分液操作;考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,如2011年設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),區(qū)分鈣和氫化鈣;實(shí)驗(yàn)中考查化學(xué)計(jì)算,如2013年兩套課標(biāo)卷試題都要計(jì)算產(chǎn)物的產(chǎn)率;考查對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)能力,如2012年評(píng)價(jià)登山中用氫化鈣比用氫氣做能源的優(yōu)點(diǎn);考查實(shí)驗(yàn)中的情感、態(tài)度、價(jià)值觀,如2010年的尾氣處理問題。
在高考實(shí)驗(yàn)備考中,要注意實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的復(fù)習(xí),注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)常見儀器結(jié)構(gòu)用途,記住常見儀器的名稱,規(guī)范常見實(shí)驗(yàn)操作,考前重溫教材實(shí)驗(yàn)操作過程,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)訓(xùn)練,加強(qiáng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練,多關(guān)注分離提純物質(zhì)各種方式,關(guān)注老教材實(shí)驗(yàn)。
1.2元素及化合物
2010~2014年高考化學(xué)對(duì)元素及化合物的考核內(nèi)容,見表2。
2010年第26題,以硫及其化合物、銅及其化合物知識(shí)為背景,以元素框圖題形式出現(xiàn),推斷物質(zhì)化學(xué)式;利用銅的電解精煉原理判斷電極材料,計(jì)算平衡常數(shù),書寫濃硫酸與銅的化學(xué)反應(yīng)方程式,計(jì)算平衡濃度,計(jì)算轉(zhuǎn)化率。
2011年第26題,以硫及其化合物知識(shí)為載體,題目給出硫酸銅晶體受熱分解曲線,推斷不同溫度下固體產(chǎn)物分別是什么,書寫濃硫酸與銅的化學(xué)反應(yīng)方程式,利用溶度積常數(shù)計(jì)算c(Cu2+) 、c(H+)。
2012年第26題,以金屬鐵及其化合物知識(shí)為載體,利用酸堿中和滴定原理計(jì)算FeClx中的X值,計(jì)算FeCl2和FeCl3混合物中FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),F(xiàn)eCl3與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式, FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)制取K2FeO4的離子方程式,K2FeO4-Zn電池正極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)的離子方程式。
2013年Ⅰ卷第27題,廢舊電池回收,鋁及其化合物知識(shí)。題目設(shè)計(jì)好回收提純反應(yīng)流程,要求標(biāo)出LiCoO2中Co元素的化合價(jià);寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式;寫出“酸浸”中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式;評(píng)價(jià)鹽酸代替H2SO4和H2O2混合液的缺點(diǎn);寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式;寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式;“放電處理”有利于鋰在正極回收的原因;寫出整個(gè)回收工藝中回收到的金屬化合物。
2013年Ⅱ卷第27題,題目設(shè)計(jì)好回收提純反應(yīng)流程,要求判斷出流程②中除掉的雜質(zhì)離子并寫出反應(yīng)的離子方程式;酸堿性對(duì)除雜的影響;判斷流程③的反應(yīng)類型;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈”;計(jì)算產(chǎn)物ZnCO3·xZn(OH)2的x值。
2014年Ⅰ卷第27題,以次磷酸及其化合物為載體,要求寫次磷酸電離方程式,判斷次磷酸中磷元素化合價(jià),寫利用次磷酸化學(xué)鍍銀的氧化還原反應(yīng)判斷氧化產(chǎn)物,判斷鹽次磷酸二氫鈉的類別,判斷次磷酸二氫鈉溶液的酸堿性,寫次磷酸二氫鋇與硫酸的化學(xué)反應(yīng)式。用電解法制備次磷酸,分析電解池,寫陽極反應(yīng)式,產(chǎn)生次磷酸原理分析等。
2014年Ⅱ卷第27題,以金屬鉛及其化合物為背景,要求判斷鉛元素在元素周期表中的位置,氧化物PbO2和CO2的酸性強(qiáng)弱,寫PbO2和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式,寫由次氯酸鈉與PbO反應(yīng)制PbO2的離子反應(yīng)式,以及電解法制PbO2的有關(guān)問題。
縱觀上述分析,元素及化合物考題綜合程度高,對(duì)考生的能力要求較高。注重考查考生的邏輯推理能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)靈活解答的能力。穿插考查電化學(xué)知識(shí),氧化還原反應(yīng),離子反應(yīng),化學(xué)計(jì)算等。
元素及化合物是中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)和核心,貫穿整個(gè)化學(xué)教學(xué)過程,高考對(duì)此部分的測查也很多,實(shí)驗(yàn)題、選擇題等試題的解答都要用到元素及化合物知識(shí)。通過抓元素及化合物的物質(zhì)分類、反應(yīng)原理、物質(zhì)特征3條主線,可以落實(shí)本知識(shí)點(diǎn)的高考復(fù)習(xí)。高考中要求掌握Na、Mg、Al、Fe、Cu、Cl、Si、S、N、C、O、H等元素及其化合物的性質(zhì),根據(jù)分類原理,可分為單質(zhì)、化合物,非金屬單質(zhì)、金屬單質(zhì),氧化物、酸、堿、鹽、氫化物,兩性氧化物,兩性氫氧化物,等等。通過分類把相似的物質(zhì)歸類,同類物質(zhì)具有相似的性質(zhì),由此推彼,舉一反三,提高復(fù)習(xí)效率。通過復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)元素及化合物的復(fù)習(xí),要掌握常見物質(zhì)的溶解性、常見的強(qiáng)電解質(zhì)及弱電解質(zhì)、幾種弱酸的相對(duì)強(qiáng)弱、常見的揮發(fā)性及非揮發(fā)性物質(zhì)、常見元素化合價(jià)、常見氧化劑及還原產(chǎn)物、常見還原劑及氧化產(chǎn)物、既有氧化性又有還原性的物質(zhì)、氧化還原反應(yīng)的配平技巧。通過記憶物質(zhì)特征實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)元素及化合物,熟記特殊物質(zhì)顏色、空間結(jié)構(gòu)、密度等。
1.3化學(xué)反應(yīng)原理
2010~2014年高考化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的考核內(nèi)容,見表3。
2010年第28題,試題情景用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn),寫硫酸銅溶液與鋅反應(yīng)的化學(xué)方程式;分析硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因;通過實(shí)驗(yàn)尋找與硫酸銅溶液起相似作用的物質(zhì);加快實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率其他措施;實(shí)驗(yàn)探究。
2011年第27題,根據(jù)H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱,求分解10 mol水消耗的能量;甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式;利用圖像回答化學(xué)平衡問題;考查化學(xué)平衡,轉(zhuǎn)化率,起始時(shí)與平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)之比;甲醇燃料電池負(fù)極、正極的反應(yīng)式書寫;計(jì)算能量轉(zhuǎn)換效率。
2012年第27題,以光氣(COCl2)、甲烷等為知識(shí)載體,寫實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的化學(xué)方程式;根據(jù)CH4、H2、和CO的燃燒熱,計(jì)算生成1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量;寫實(shí)驗(yàn)室用氯仿(CHCl3)與雙氧水反應(yīng)制備光氣的化學(xué)方程式;利用平衡圖像,計(jì)算反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、判斷反應(yīng)溫度大小、計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)c(COCl2)、比較反應(yīng)速率大小、影響速率的因素。
2013年Ⅰ卷第28題,以新能源二甲醚(CH3OCH3)等為知識(shí)背景,給出相關(guān)物質(zhì)燃燒熱化學(xué)方程式,寫制備Al2O3化學(xué)方程式;分析影響CO轉(zhuǎn)化率的因素;寫H2和CO制二甲醚的熱化學(xué)方程式;分析增加壓強(qiáng)對(duì)制二甲醚的影響;分析CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因;寫二甲醚燃料電池的負(fù)極反應(yīng);計(jì)算產(chǎn)生的電量。
2013年Ⅱ卷第28題,題設(shè)情景A(g)B(g)+C(g),ΔH=85 kJ·mol-1,結(jié)合表格數(shù)據(jù),回答提高A的轉(zhuǎn)化率應(yīng)采取的措施;推導(dǎo)A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達(dá)式;計(jì)算平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率;計(jì)算平衡常數(shù)K;推導(dǎo)反應(yīng)體系中總物質(zhì)的量n和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)表達(dá)式;計(jì)算第4 h時(shí)A的濃度;推導(dǎo)反應(yīng)中c(A)變化與時(shí)間間隔(Δt)的規(guī)律。
2014年Ⅰ卷第28題,由乙烯和水合成乙醇為背景,給出相關(guān)物質(zhì)燃燒熱化學(xué)方程式,寫合成乙醇熱化學(xué)反應(yīng)方程式,合成方法優(yōu)劣評(píng)價(jià);圖像分析,計(jì)算平衡常數(shù),比較壓強(qiáng)大小,平衡正向移動(dòng)提高乙醇產(chǎn)率方式等。
2014年Ⅱ卷第26題,題設(shè)情景化學(xué)平衡N2O4(g) 2NO2(g),結(jié)合平衡圖像,判斷反應(yīng)吸熱還是放熱,計(jì)算N2O4的反應(yīng)速率,計(jì)算平衡常數(shù);根據(jù)圖像及N2O4速率變化,推斷外界溫度變化關(guān)系,計(jì)算新平衡時(shí)的平衡常數(shù);改變?nèi)萜黧w積,判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向,并說明理由。
本部分考點(diǎn)主要考查學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡圖像的讀圖識(shí)圖能力,熱化學(xué)方程式書寫,蓋斯定律應(yīng)用,焓變值計(jì)算,化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算,計(jì)算平衡常數(shù),溶度積常數(shù)應(yīng)用,電化學(xué)原理,電池電極反應(yīng)式書寫,化學(xué)平衡時(shí)組分濃度計(jì)算,影響反應(yīng)速率因素,影響化學(xué)平衡因素。
化學(xué)反應(yīng)原理在高考備考復(fù)習(xí)中,應(yīng)抓好熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電池反應(yīng)方程式、電解反應(yīng)方程式的書寫練習(xí);重視電池、電解原理的應(yīng)用;掌握溶度積常數(shù)、化學(xué)平衡常數(shù)的內(nèi)涵;反應(yīng)速率、焓變、轉(zhuǎn)化率、平衡組分含量的計(jì)算;注意蓋斯定律的應(yīng)用問題;影響速率及平衡的因素。
2選考題
選考模塊由《化學(xué)與技術(shù)》、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》、《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》三部分組成,每個(gè)模塊一個(gè)考題,由考生任意選一題作答。這里僅分析《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》模塊試題。
2010年,PC可降解聚碳酸酯類高分子材料合成,考查有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系、有機(jī)合成、同分異構(gòu)體的書寫。具體要求寫出有機(jī)物A的名稱,寫出B的結(jié)構(gòu)簡式,有機(jī)反應(yīng)方程式,限定有機(jī)結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式。
2011年,以甲苯為原料合成香豆素,根據(jù)合成路線流程圖,要求用香豆素結(jié)構(gòu)簡式寫出分子式甲苯與氯氣(FeCl3)反應(yīng)生成A,A(C7H7Cl)的名稱,A水解生成B(C7H8O),寫出B在光照條件下與氯氣反應(yīng)生成C(C7H6OCl2)的反應(yīng)方程式,推斷B的同分異構(gòu)體數(shù)目,寫D(C7H6O2)的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式。
2012年,用甲苯合成對(duì)羥基苯甲酸丁酯,要求寫出A(C7H8)的名稱;分析甲苯與氯氣反應(yīng)生成B(C7H7Cl),寫出B與氯氣光照下生成C(C7H5Cl3)反應(yīng)方程式,判斷反應(yīng)類型; C水解得到D(C7H5OCl),寫D的結(jié)構(gòu)簡式。
2013年Ⅰ卷,合成酮類化合物G流程,利用相對(duì)分子質(zhì)量、燃燒量、產(chǎn)物水的量確定芳香烴A的分子式及命名,A為苯乙烯;苯乙烯與水反應(yīng)生成醇B,要求寫出醇B物質(zhì)催化氧化生成C的化學(xué)反應(yīng)式;D(C7H6O2)能發(fā)生銀鏡反應(yīng),能和Na2CO3反應(yīng),要求寫出D與氫氧化鈉反應(yīng)生成產(chǎn)物E的結(jié)構(gòu)式,判斷反應(yīng)類型;推導(dǎo)F(C9H10O2)同分異構(gòu)體數(shù)目,寫出符合條件的F(C9H10O2)同分異構(gòu)體。
2013年Ⅱ卷,由A(C7H7Cl)及F(C7H8O)制備I(C11H12O3),結(jié)合其他條件命名A;寫出2-甲基丙醛的結(jié)構(gòu)簡式;寫出對(duì)甲基苯酚與氯氣在光照條件下的化學(xué)反應(yīng)方程式,判斷該反應(yīng)類型;寫出I的結(jié)構(gòu)簡式;推斷相對(duì)分子質(zhì)量比I小14的物質(zhì)J的同分異構(gòu)數(shù)目。
2014年Ⅰ卷,合成席夫堿類化合物G流程,利用流程圖、合成路線反應(yīng)條件、題目另外5點(diǎn)信息,寫A(C6H13Cl)在NaOH乙醇條件下B的化學(xué)反應(yīng)方程式,判斷反應(yīng)類型。寫出D的名稱,結(jié)合信息③“D為單取代芳烴,相對(duì)分子質(zhì)量為106”,推知D是乙苯;寫D在濃硫酸和濃硝酸及加熱條件下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式;根據(jù)④“F苯環(huán)上有兩種化學(xué)環(huán)境的氫”及F分子式,D與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)對(duì)位取代,寫C與F反應(yīng)產(chǎn)物,G的結(jié)構(gòu)簡式。
2014年Ⅱ卷,立方烷及合成路線為背景,推結(jié)構(gòu)簡式,判斷反應(yīng)類型,寫化學(xué)反應(yīng)方程式,選擇化學(xué)試劑,判斷立方烷同分異構(gòu)體,判斷立方烷氫種類,推六硝基立方烷同分異構(gòu)體數(shù)目。
有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)模塊試題分值都是15分,題號(hào)均是38,試題設(shè)置都是合成流程圖,試題中的有機(jī)物質(zhì)基本上有苯環(huán)結(jié)構(gòu),考查有機(jī)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),推斷同分異構(gòu)體數(shù)目,寫同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式,寫反應(yīng)方程式。
復(fù)習(xí)中要構(gòu)建好有機(jī)物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系,理清烴、鹵代烴、醇、醛、酸、酯之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,一定要注意它們之間相互轉(zhuǎn)化時(shí)的反應(yīng)條件;加強(qiáng)同分異構(gòu)體的推斷書寫練習(xí),掌握同分異構(gòu)體的推導(dǎo)方式;注意苯環(huán)上有側(cè)鏈烴基時(shí),條件不同鹵素單質(zhì)與其發(fā)生取代位置不同;注意苯環(huán)上連接有酚羥基、醇羥基、羧基時(shí),與Na、NaOH、NaHCO3、Br2等反應(yīng)的量關(guān)系。5年來高考有機(jī)試題,試題間的相似度很高,認(rèn)真分析歷年高考題,改編好高考試題,做好高考試題變式訓(xùn)練練習(xí)。
3結(jié)束語