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化学反应的特征精选(九篇)

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化学反应的特征

第1篇:化学反应的特征范文

让学生知道在一定条件下可逆反应的进行有一定的限度,不能进行到底;

初步了解什么是化学平衡状态,能从正逆反应速率的变化来理解化学平衡状态的建立,认识化学平衡状态的建立要有一定的条件,有一个过程。

在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后,教材又设置新的实验探究,让学生发现化学反应限度问题,经过对该问题的再认识,逐步形成了化学反应限度的概念,并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。

【学习目标】

1、认识可逆反应、化学反应限度的涵义;

2、初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度,初步了解影响化学反应限度的因素。

【重点】

化学反应限度的涵义和影响因素

【难点】

化学反应限度的本质原因及外部特征

【课时安排】

第2课时

【教学过程】

〖情景创设〗通过前面的学习,我们知道化学反应中,反应物之间是按照方程式中的系数比进行反应的,那么,在实际反应中,反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢?

〖提出问题〗怎样来认识化学反应的限度呢?

〖指导阅读〗课本29-30页

〖演示实验〗课本30页

〖板书〗一、化学反应限度

1、概念:化学反应限度就是研究可逆反应所能达到的最大程度。

2、可逆反应:在同一反应条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应。

3、说明:

(1)绝大多数反应都有一定的可逆性。一个反应是可逆反应的必需条件:在同一反应条件下进行。

(2)可逆反应不能进行到底,只能进行到一定程度后达到所谓的平衡状态,平衡时各物质的物质的量都大于零。

〖板书〗二、化学平衡

1、化学平衡的研究对象:可逆反应的规律,如反应进行的程度以及外界条件对反应进行情况的影响等。

2、化学平衡状态的建立:

(1)可借助速率-时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率之间的关系。

〖指导阅读〗课本31页图2-2

(2)可借助浓度-时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率之间的关系。

3、化学平衡状态:

(1)概念:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应物不再减少,生成物不再增加,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

(2)特征:逆、等、动、定、变、同

①逆:化学平衡研究的是可逆反应;

②等:平衡时v正=v逆〉0(本质);

③动:平衡时,反应仍在不断进行是动态的平衡;

④定:平衡时,反应混合物各组分的浓度保持一定,百分含量保持一定(表象);⑤变:外界条件一旦改变,平衡就会被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡;⑥同:同一个可逆反应,化学平衡状态既可以从正反应方向建立,又可以从逆反应方向建立。最后都可以建立同一个平衡状态。平衡状态只与条件有关与反应途径无关。

〖总结〗可逆反应;化学平衡;化学平衡状态。

〖作业〗课课练完成课时13

【教后感】

①化学反应速率和限度,都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识,是进一步学习化学的基础性知识。

第2篇:化学反应的特征范文

【关 键 词】 教学设计;情境;认知能力

2010~2012年连续三年的暑假中,重庆市分批组织高中化学教师参加了由新思考网承办的高中新课程改革远程培训,人教版化学学科的教材编写与培训专家团队在培训中倡导教师们用五线(知识、认知发展、情景、问题、活动)思路进行教材分析和教学设计,作为教研机构的教研员,也尝试通过五线设计的实践与分析帮助一线教师深入理解新课程,用好新教材。在2012年重庆市高中化学骨干教师集中培训中,我们通过一堂研讨课展示了五线设计教学法,并在随后的评课中重点对五线设计思路与方法进行了评析,在本学期高一必修课教学中又再一次进行了课堂教学尝试,对五线分析与设计思路有了更深的理解。

一、教学设计思路

氧化还原反应是中学化学教学的重要内容,是学生理解和掌握化学反应的重要理论知识。而必修一第二章第三节《氧化还原反应》,是在初中学生从四种基本类型的角度认识化学反应的基础上,学习从氧化还原反应的角度认识化学反应的开始。对于刚从初中进入高中的学生来讲,获得有关氧化还原反应的基础知识只是学习内容的一部分,学会高中化学的分析思维方法,促进认知能力发展,才能更好地完成后续学习任务。因此,本节内容的教学,采用五线思路,即将知识线与认知发展线作为教学主线,情境、问题、活动作为三条有效完成教学任务的辅助线进行设计,让学生在有效教学过程中建构知识、发展认知能力。

二、五线设计与评析

(一)教学主线设计(知识线与认知发展线)

1. 知识线:按教材编写要求和高一学生初学基础,确定教学知识点和逻辑顺序。

2. 认知发展线:本堂课通过四个教学环节,渗透一些常用的化学思维方法,促进学生的认知发展。

(二)教学方式设计(情境线、问题线、活动线)

情境、问题、活动作为课堂教学中的主要教学方式,起到辅助学生学习、提高课堂有效性的作用。

1. 情境线:二次情境设计,激趣、促思

情境激趣:在课的引入部分采用两幅对比图片,展示生活中氧化现象,激发学生的学习兴趣。

图片一:将刚削好的苹果与久置的苹果比较,颜色有何变化?

图片二:泡好的绿茶静置后有何变化

情境促思:在第三个教学环节“探寻元素化合价升降的本质原因”中,演示氯化钠的形成过程的微观模拟动画,引导学生通过观察、分析,在自主思考与讨论交流中形成对氧化还原反应本质的认识。

2. 问题线:四个问题引导,在递进式问题解决中获得知识、形成方法

问题生疑:第一个教学环节,教师给出8个化学反应,其中包含初中已学化学反应和一些高中待学化学反应,由学生进行分类。学生通过分类尝试发现有几个化学反应无法归入四种基本类型中,形成问题“初中所学的分类方法是否能对全部化学反应进行分类?”“除了四种基本类型分类方法,我们是否可以尝试换个角度去认识化学反应?”“分析上述化学反应,还能找出哪些共同特征?”由此引导学生在观察、比较中了解初中所学分类方法的局限性,尝试从多个角度认识事物,为在解疑中建构知识奠定思维基础。

问题导学:第二个环节,教师提出问题“如何应用已学知识分析这些化学反应的特征?”“对于无法归入四种基本类型的化学反应,其特征表现具有怎样的共性?”让学生带着问题学习,在对氧化还原反应的特征认识(得失氧和元素化合价升降)中,初步理解氧化还原反应。

问题促思:第三个环节,提出问题“如何寻找元素化合价变化的本质原因”,学生带着有意义的问题观看氯化钠形成过程的微观模拟动画,经过思考、讨论、交流,在演绎推理中形成知识。

3. 活动线

设计思路:四次活动体验,应用思维方法建构属于学生个人的知识结构。

四次活动分别应用在认知发展的四个教学环节中,并以渗透思维方法的学习和应用为活动目的。

分类尝试:第一个环节,应用观察、分析方法对教师给出的8个化学反应进行分类。

观察比较:第二个环节,带着教师提出的问题,在对8个化学反应进行观察和分析中,应用从个别到一般的方法寻找得失氧、化合价升降的反应特征。

思考交流:第三个环节,观看氯化钠形成过程动画演示,应用从表象到实质的逻辑推理思维,在思考、讨论、交流中理解电子转移是元素化合价升降的本质原因。

应用分析:第四个环节,通过再一次对化学反应进行分类的实践和分析,应用归纳、演绎、抽象、概括的方法寻找氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。

【参考文献】

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准(实验). 北京:人民教育出版社,2010:7~14.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)教师教学用书[M]. 北京:人民教育出版社,2011:24~31.

第3篇:化学反应的特征范文

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.013

一、化学课堂教学的导入概述

课堂教学中,导入是一个重要的教学环节。导入是承前启后:新知识总是在原有的知识上生长和发展的,导入的主要作用是在原有知识基础上找到新的知识生成点;导入是知识的自然结构:自然科学知识有严密的逻辑性和组织结构,格式塔学习理论认为知识是一个完形,随着学习进程,这个完形逐渐长大,课的导入是学生将要进行学习的知识与其原有知识形成知识结构,从而实现知识完形的逐渐长大;导入是提出问题:自然科学知识就是在认识世界的过程中发展的,认识的发展始于问题,课的导入主要作用是提出问题。

化学科学是一门自然科学,自然科学知识由于其认识的方法和知识的结构特点,与文学和社会学类课程课堂教学的原理相比有一定的特点:(1)自然科学知识是有关自然界物质运动的认识,物质运动知识完全是客观的,是不以人的意志为转移的。这就是说,自然科学知识是客观规律,每个人的认识对象同样是客观的。(2)自然科学知识有严密的逻辑性、结构性和逐渐的生长性。所谓严密的逻辑性是指自然科学知识具有自身的逻辑结构,知识发展就像一根链条,一环套一环,中间不能断,顺序不能颠倒。学习必须具有相应的认知基础和知识基础,所谓结构性是指知识与知识之间有固定的结构关系,这种结构关系是一定的,也不能乱,各知识完美组合才能形成有效的知识。所谓生长性是指新知识与原有的知识有联系,是在原有知识的基础上生长。例如化学科学是认识化学反应的科学,中学化学知识是从各个角度认识化学反应而逐渐丰满起来的,中学化学课程主要内容就是从各个不同的角度出发认识化学反应而形成的知识,因而可认为化学科学知识都是从化学反应的这块土壤中生根、发芽、成长。如从物质组成的变化认识化学反应可将反应分成四大基本类型、从反应前后是否有元素化合价的变化认识化学反应就有了氧化还原反应、从反应进行的程度认识化学反应就有了化学平衡理论、从溶液的导电性和参加反应的微粒形态认识有了电解质的电离理论和离子反应、从能量角度认识化学反应就有了反应热、将氧化还原反应中电子转移和化学反应中能量变化结合起来认识化学反应,就有了原电池知识,等等。这些知识构成一个完整的化学知识体系。(3)化学科学知识的学习中最重要的是化学认识方法的学习。化学科学在认识物质及其运动时,有特有的认识方法,化学学习过程必须遵循这些认识方法,掌握这些认识方法,才能真正地学习化学科学知识。化学科学由于是从微观粒子运动层次认识物质的运动,因此其认识方法具有创新性,化学科学的思维方法和认知方法的发现都具有很强的创造性。

根据化学科学的特点,化学课堂教学的导入应该具备化学学科的认知特色,导入教学过程要引领学生的学习方向;导入要引导学生思维的方向;导入要形成知识的结构;导入要体现知识的逻辑发展;导入最终是向学生提出要认识或要解决的问题。根据化学科学的学习特点,导入还要注意以下问题:导入要能将学生注意力引向学习的主题,不能故弄虚悬,刻意让学生产生惊奇;导入的材料不能无中生有,材料要贴近学习的内容,能真实地突出学习的内容;导入不宜夸大某些物质对人类的有害性,应辩证地看待物质对人类利与害的双重性能。

化学课堂教学导入是被一定的科学思想方法支配的。科学思想方法是一个系统的有机整体,所包含的各种思想和方法相互渗透、密切联系,因此任何一个化学课堂教学导入过程所使用的绝不止一种具体的方法。

二、化学课堂教学导入的基本策略

1. 以化学科学知识的逻辑发展关系设计导入

以化学知识的逻辑发展关系设计教学导入是化学教学中导入设计的主要策略。化学知识内部有一个较为复杂的知识结构,各知识点之间相互联系,呈立体网状向空间发展。以化学学科中各知识的发展逻辑设计导入,可以引导学生自然地构建起化学知识的结构,同时也是对学生进行化学科学研究方法教育的重要途径,更重要的是学生能在科学哲学的高层面上宏观地形成基本的自然科学的认知。

如在初中化学教学质量守恒定律时,先让学生认识几个化学反应,然后总结原有对化学反应的认识:物质种类的变化(及质变)。在此基础上提出认识事物的变化的基本内容是质变和量变,因此提出“从量的层面认识化学反应”的课题。这样能使学生从较高的认知层面对学习内容进行把握,而且掌握了较为宏观的认识方法。又如:原电池知识可以看成氧化还原反应的应用问题来组织教学:氧化还原反应的实质是电子转移,而电流形成的实质是电子作定向移动,既然氧化还原反应的实质是电子转移,电子转移发生在反应物界面就无利用的意义,而如果将这种过程经过外电路进行,即将氧化反应(失电子)产生的电子通过外电路达到另一个地方进行还原反应,这样在外电路中就形成了电流,就可能利用了。由此给学生提出了设计反应装置将氧化还原反应中的电子转移利用的基本问题。

这种导入策略可以用来指导很多的新课教学。这种导入策略不仅可以使学生明确问题的产生,同时也慢慢让学生形成正确的问题提出路径和方法,也让学生在学习过程中自然地形成知识的逻辑结构。

2. 以化学问题情景设计导入

格式塔理论认为,一个人学到些什么,直接取决于他是如何知觉问题情境的。通过对问题情境的顿悟获得的理解,不仅有助于迁移,而且不容易遗忘。[1]化学知识之间是有联系的有机整体,一些问题的解决会产生新的问题,这是设计化学课堂教学导入的最基本原理。

如“离子反应”的第一课时“电解质及其电离”的导入:教师先问学生是否注意到,已学的反应如酸与碱、锌与硫酸、碳酸钠与盐酸等都不是纯物质的反应,而是将这些物质溶解于水,配成溶液后进行反应的。再提问:为什么要配成溶液进行反应?提示“溶液中的反应与固固反应有什么不同?为什么?”小结:物质溶于水以后其存在的状态发生了变化,所以其反应的速度加快了。再提问:“物质溶解在水中是以何种状态存在的呢?如何了解物质溶于水后其存在的状态?”讨论后,再做电解质导电实验。

3. 以化学实验设计导入

实验是化学科学的特征之一,也是最主要的特征。通过化学实验的观察,发现问题、解决问题、或是用化学理论和化学方法去认识实验、研究化学实验,这是化学研究的基本特征,也是化学教学的基本特征之一。因此化学实验常被用于化学课堂教学中设置教学情景。

如学习钠的过氧化物时,很多老师用吹气点火或滴水点火的实验设置情景引入课堂教学。由于吹气和浇水都能灭火,而这种吹气生火和滴水生火与学生的生活经验相悖的情景能引起学生求解的兴趣和了解原理的学习动机。

在实验导入设计中,要注意设计好实验,同时能很好地将学生的注意力引导到教学的主题上来,能准确地呈现学习的主题,不能为做实验而实验,或是为了使学生“吃惊”而做实验,其实“吃惊”或强刺激化学实验对学生学习兴趣产生的影响是有限的、短暂的、没逻辑性的,因此很难有学生会产生持入的学习兴趣,只有顺应知识发展的逻辑顺序呈现学习主题才能使学生渐渐地产生兴趣,且兴趣不断发展。

4. 以复习设计导入

如“氧化还原反应”的导入:“先复习四大反应基本类型,引导学生举出实例;针对四个反应实例,从研究反应实质的角度进行小结。提问:‘这种对化学反应的分类是从反应前后物质组成变化对化学反应进行研究的,那么我们还可以从其他角度对化学反应进行研究并分类吗?(回答是肯定的)我们还可以从很多方面对化学反应进行分类研究,今天我们主要探讨化学前后元素化合价是如何变化的,这种元素化合价变化的实质是什么,然后根据反应过程中元素化合价的变化情况对化学反应分类。’”注意上面的楷体部分一句,前半句是小结,而且与新内容相关的小结――从一个角度研究化学变化,而后面的语句是为了告诉学生新课学习的内容和学习目标,使学生对新内容形成个大致的框架。

从以上阐述可知,复习导入的机制是在原有知识基础之上,从其他角度认识原有知识,从而形成问题情境,提出问题;复习的内容一定是与本课教学内容本质相关,或者说是本课时的上下位知识,而不是纯粹地将上课时的内容复述。

5. 以科学史实设计导入

利用科学发展史、化学史和历史中一些相关的典型事件作导入材料,能激发学生的学习动机、帮助学生树立对科学的崇敬态度和热爱之情。

第4篇:化学反应的特征范文

使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响;

使学生能初步运用有效碰撞,碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

能力目标

培养学生的观察能力及综合运用知识分析解决问题、设计实验的能力,培养学生的思维能力,阅读与表达能力。

情感目标

通过从宏观到微观,从现象到本质的分析,培养学生科学的研究方法。

教学建议

化学反应速率知识是学习化学平衡的基础,学生掌握了化学反应速率知识后,能更好的理解化学平衡的建立和化学平衡状态的特征,及外界条件的改变对化学平衡的影响。

浓度对化学反应速率的影响是本节教学的重点。其原因是本节教学难点。这部分教学建议由教师引导分析。而压强、温度、催化剂的影响可在教师点拨下由学生阅读、讨论完成。

关于浓度对化学反应速率的影响:

1.联系化学键知识,明确化学反应得以发生的先决条件。

(1)能过提问复习初中知识:化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程。

(2)通过提问复习高中所学化学键知识:化学反应过程的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。

(3)明确:旧键的断裂和新键的生成必须通过反应物分子(或离子)的相互接触、碰撞来实现。

2.运用比喻、图示方法,说明化学反应得以发生的必要条件是活化分子发生有效碰撞。

(1)以运动员的投篮作比喻。

(2)以具体的化学反应为例,让学生观看HI分子的几种可能的碰撞模式图(如制成动画教学软件加以模拟会收到更好的效果),进一步说明化学反应得以发生的必要条件。

3.动手实验,可将教材中的演示实验改成边讲边做,然后据实验现象概括出浓度对化学反应速率影响的规律。有条件的学校,也可由学生动手做,再由学生讨论概括出浓度对化学反应速率的影响规律---增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。

4.通过对本节所设铁与盐酸反应的讨论,并当堂课完成课后“习题二、2”,综合运用本节所学内容反馈学生掌握情况,巩固本节所学知识。

教材分析

遵照教学大纲的有关规定,作为侧重理科类学生学习的教材,本节侧重介绍化学反应速率和浓度、压强、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响,以及造成这些影响的原因,使这部分知识达到大纲中所规定的B层次或C层次的要求。本知识点,按最新教材来讲。

教材从一些古代建筑在近些年受到腐蚀的速率大大加快等事实引出化学反应速率的概念,并通过演示实验说明不同的反应具有不同的反应速率,以及浓度、温度等对化学反应速率的影响。教材注意联系化学键的有关知识,从化学反应的过程实质是反应物分子中化学键的断裂、生成物分子中化学键的形成过程,以及旧键的断裂和新键的形成都需要通过分子(或离子)的相互碰撞才能实现等,引出有效碰撞和活化分子等名称。并以运动员的投篮作比喻,说明只有具有足够能量和合适取向的分子间的碰撞才能发生化学反应,教材配以分子的几种可能的碰撞模式图,进一步说明发生分解反应生成和的情况,从中归纳出单位体积内活化分子的数目与单位体积反应物分子的总数成正比,也就是和反应物的浓度成正比,从而引导学生理解浓度对化学反应速率的影响以及造成这种影响的原因。接着,教材围绕着以下思路:增加反应物分子中活化分子的百分数增加有效碰撞次数增加化学反应速率,又进一步介绍了压强(有气体存在的反应)、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响以及造成这些影响的原因,使学生对上述内容有更深入的理解。

教材最后采用讨论的方式,要求学生通过对铁与盐酸反应的讨论,综合运用本节所学习的内容,进一步分析外界条件对化学反应速率的影响以及造成这些影响的原因,使学生更好地理解本节教材的教学内容。

本节教材的理论性较强,并且具有一定的难度。如何利用好教材中的演示实验和图画来说明化学反应发生的条件,以及外界条件对化学反应速率的影响是本节教材的教学关键。教师不可轻视实验和图画在本节教学中的特殊作用。

本节重点是浓度对化学反应速率的影响。难点是浓度对化学反应速率影响的原因。

教学设计示例

知识目标

1.使学生了解化学反应速率的概念及表示方法。

2.使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

3.使学生能初步运用有效碰撞,碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

情感目标通过从宏观到微观,从现象到本质的分析,培养学生科学的研究方法。

能力目标培养学生综合运用知识分析解决问题的能力,培养学生的思维能力,阅读与表达能力。

重点浓度对化学反应速度的影响。外界条件对可逆反应的正逆反应速率的影响。

难点浓度对化学反应速率影响的原因。

教学方法诱思探究法

教学过程

第一课时

[阅读教材引入]本章的主要内容和学习本章的意义

两个问题:反应进行的快慢-化学反应速率问题。

反应进行的程度-化学平衡问题。

意义:是学习化学所必需的基础理论并能指导化工生产。

[录象]古代建筑物受到腐蚀的记录片。

[讲述]从片中我们知道,古代建筑物在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重的原因是酸雨。为什么会使腐蚀的速度变快呢?这就是我们第一节要研究的化学反应速率问题。

[板书]第一节化学反应速率

[指导实验][实验2-1]等浓度的盐酸和醋酸分别与大理石反应。

现象:在加入盐酸的试管里,大理石与盐酸迅速反应,有大量气泡产生。而加入醋酸的试管里,反应缓慢,只有少量气泡产生。

[讲解]不同的化学反应进行的快慢不一样,如何表示化学反应速率呢?

结论:不同的化学反应有快有慢。

[板书]一、化学反应速率

1、定义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

2、表达式:略

[设问]对于同一化学反应,用不同物质表示化学反应速率,数值是否一样呢?让我们看下面的练习。

[投影]练习:在给定条件下,氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓度分别为1.0mol/L和3.0mol/L,2秒后,氮气的浓度为0.8mol/L,氢气的浓度为2.4mol/L,氨气的浓度为0.4mol/L。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这2秒内的化学反应速率是多少?有什么关系?

[计算、思考]

3H2+N2=2NH3

起始3.01.00

浓度mol/L

2S后2.40.80.4

浓度mol/L

[总结]同一反应,用不同物质浓度表示化学反应速率,数值之比等于方程式中系数比,应指明是用那种物质的浓度变化表示的速率,化学反应速率实质是平均反应速率。

[过渡]下面来研究影响化学反应速率的因素。

补充实验:

在三只试管里分别放入5mL相同浓度的稀盐酸,分别加入长短、粗细大致相同的铜丝,铝丝,铁丝。

[讲解]铜是氢后金属,不能置换酸中的氢,铝的金属活动性比铁强,铝的反应速率快,说明物质的性质即内因是决定化学反

应速率的重要因素。那么,外界条件对化学反应速率是如何影响呢?

现象:铜丝与稀盐酸不反应;铝丝比铁丝溶解的快,气体生成的快。

[板书]二、外界条件对化学反应速率的影响

[指导实验][实验2-2]大理石与不同浓度的盐酸反应,并给其中一个加热。

[实验2-3]H2O2的分解反应

(2-2)现象:在加入1mol/L盐酸的试管中有大量的气泡冒出,在加入0.1mol/L盐酸的试管中气泡产生得很慢。加热后,反应速率明显加快。

(2-3)现象:在H2O2中加入MnO2粉末时,立即有大量气泡产生,在没有加入MnO2粉末的试管只有少量气泡。

[提出问题]通过以上实验,说明影响化学反应速率的外界条件有那些?是如何影响的?

[回答]

影响化学反应速率的外界条件有浓度、温度和催化剂。浓度越大、温度越高、使用催化剂,则化学反应速率越快。

[板书]1、浓度对化学反应速率的影响

当其它条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率。

[设问]对于有气体参加的反应压强对化学反应速率也有影响,为什么?

[回答]

对于气体来说,当其它条件不变时,体积与所受的压强成反比。如果气体的压强增大,体积就缩小,则浓度就会增大,化学反应速率就加快。

[板书]

2、压强对化学反应速率的影响

对于有气体参加的反应,增大压强,可以增大化学反应速率。

3、温度对化学反应速率的影响

当其它条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率。

4、催化剂对化学反应速率的影响

使用催化剂可以加快化学反应速率。

[阅读]P35最后自然段。影响化学反应速率的外界条件还有什么?

[设问]为什么在补充实验中选择长短、粗细大致相同的金属?

[回答]因为固体颗粒的大小对化学反应速率也有影响。

[追问]怎样影响?

[回答]颗粒越细,接触面积越大,化学反应速率越快。

[留疑]外界条件对化学反应速率的影响的原因是什么?

[课堂练习]

1、反应4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g),在10L的密闭容器中进行,半分钟后,水蒸汽的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率v(x)(反应外物的消耗速率或生成物的生成速率)可表示为()

A.v(NH3)=0.010mol/(L·s)

B.v(O2)=0.0010mol/(L·s)

C.v(NO)=0.0010mol/(L·s)

D.v(H2O)=0.045mol/(L·s)

2、在四个不同的容器中,采用不同条件进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是()

A.用H2表示的反应速率为0.1mol/(L·min)

B.用NH3表示的反应速率为0.3mol/(L·min)

C.用N2表示的反应速率为0.2mol/(L·min)

D.用H2表示的反应速率为0.3mol/(L·min)

3、增大压强,能使下列反应速率加快的是()

A.Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应

B.CO和水蒸气在一定条件下反应生成CO2和H2

C.将CO2通人石灰水中

D.Na2O溶于水

4、在带有活塞的密闭容器中发生反应:Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O,采用下列措施不能改变反应速率的是()

A.增加Fe2O3投入量

B.保持容器体积不变,增加通人H2的量

C.充入N2,保持容器内压强不变

D.充入N2,保持容器内体积不变

[答案]

1、C;2、C;3、B、C;4、A、D

[作业]P36一、二

第5篇:化学反应的特征范文

一、化学反应现象

现象,是事物表现出来的,能被人感觉到的一切情况(包括看到、听到、闻到、触摸到的).

物质在发生化学反应时,常常会伴随发生一些现象.(1)颜色变化:酸碱指示剂,如石蕊溶液遇酸紫色变红色;干燥剂,如无水硫酸铜遇水变蓝色.(2)发光、发热,如硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,放出大量的热;酸碱中和放热.(3)产生气体,如双氧水与二氧化锰混合产生氧气.(4)产生沉淀,如二氧化碳通入澄清石灰水中有浑浊.(5)温度变化,如天然气燃烧可以做饭.(6)性质变化,如柔软的泥坯放入窑中烧烤制得陶器;等等.其中只有一部分是能用肉眼看得出的现象,主要有以下这些:产生气体,改变颜色,燃烧,沉淀,浑浊,溶解,吸收气体,凝固等,这些现象可以帮助我们判断有没有发生化学变化.

二、化学反应现象与结论

实验现象是人通过感觉器官(如眼、耳、鼻等)所感知的特征.物质的颜色、状态、气味等人可以感知,而物质的结构、组成却是不能被感知的,并且生成物的名称是通过实验、经过分析,推断得出的.因此不能用实验结论代替反应现象.

例如,锌与稀硫酸反应的现象是产生气泡,锌粒逐渐消失,描述成“生成了氢气”就成实验结论;碱式碳酸铜受热分解的反应现象应是绿色粉末逐渐变黑,试管内壁出现无色液珠,同时生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,叙述成“生成黑色氧化铜,同时生成水和二氧化碳”就是实验结论.

三、化学反应现象的描述

化学反应现象十分复杂,有些现象易被忽视,要对实验现象做出准确的描述,首先要学会科学地、认真地观察实验现象.(1)关注物质的性质(反应物、生成物),如颜色、状态气味、硬度、密度等,以及能否燃烧、燃烧产物的状态等.(2)关注物质的变化.(3)关注物质的变化的过程及其现象,对物质在变化前、变化中和变化后的现象进行观察和描述,并进行比较分析和记录.变化前:记录物质的名称、形态、外观;变化中:观察并记录物质的颜色、状态、气味以及其他现象;变化后:记录生成物的名称、形态、外观.

在描述实验现象时,要仔细全面,学会尽可能用简洁的语言说明什么物质在什么环境下发生什么反应,同时伴随什么现象.

第一,要注意准确地描述实验现象.如放出热量(气体)、发出白光、冒出气泡等,避免用词不当.

例如,向澄清石灰水中通入二氧化碳后看到的只是“澄清石灰水变浑浊”,若描述成“出现白色沉淀”就不妥当.

第二,要注意表达的完整性.如描述物质在氧气中燃烧的现象可先描述发光(或火焰)的颜色,再描述放出热量,最后再描述生成物颜色、状态、气味等.同时,要正确区分“发光”与“火焰”,“烟”与“雾”等的不同,避免张冠李戴.“发光”是指固体微粒被灼热的结果,没有产生火苗.“火焰”是气体燃烧时伴生的现象,即平常所说的“火苗”.如点燃镁带称为“耀眼的白光”,铁丝在氧气中燃烧称为“火星四射”.硫在氧气中燃烧,硫先熔化再气化,实际上燃烧的是硫蒸气,现象为“明亮的蓝紫色火焰”.“烟”是固体小颗粒悬浮于气体中产生的,“雾”是液体小液滴分散在气体中形成的.

例如,磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷这种白色固体小颗粒悬浮在氧气中,其实验现象是“产生大量浓白烟”,不能称为“产生白雾”.

又如,打开装浓盐酸的瓶塞,实验现象应产生“白雾”,而不能说“白烟”,因为看到的是盐酸中挥发出的氯化氢气体与空气中水蒸气结合形成了盐酸小液滴.

四、化学反应现象与反应

物质在发生化学反应时,常常会伴随发生一些现象,如放热、发光、变色、 放出气体、生成沉淀等,这些现象可以帮助我们判断化学反应是否发生, 但有些化学反应却观察不到明显的现象.如要证明氢氧化钠和稀盐酸能发生化学反应,可借助酚酞指示剂指示反应的进行,或通过测定实验过程中溶液的电导率等方法进行检测.同时,应注意到物理变化也常伴有发光(电灯)、放热(摩擦)、放出气体(启开汽水瓶盖)、颜色变化(氧气变成液氧)、产生沉淀物等现象,只是没有新物质生成,这是物理变化与化学变化的根本区别.

第6篇:化学反应的特征范文

一、“氧化―还原反应”教与学存在的问题

1.教师教学方法的问题

在“氧化―还原反应”的教学中,教师们认为“氧化―还原反应”是高中化学知识重中之重,这是毋庸置疑的,但是在课堂教学中,所采用的教学方法单一,以讲授法为主,一味地向学生灌输相关知识。即从初中学习的基础上,得氧失氧讲到化合价升降的表面现象,缺乏对学生的引导,学生只是追着老师讲课埋头写笔记,所学的知识只靠教师传授,课堂上没有给学生充足的时间和活动的空间,学生在课堂上只是一个被动接收者。因此,教师在教学中要充分发挥学生的主观能动性,通过对学生引导、启发、鼓励,让学生自己认真分析总结得出结论。并通过有针对性的练习,使学生掌握并巩固所学知识。

2.学生的学习中存在的问题

高中“氧化―还原反应”是从微观角度阐述的,学生学习有一定难度,学生的知识基础只是对初中“氧化―还原反应”认识,很难从电子转移的微观层面对“氧化―还原反应”本质的认识,只能从化合价的角度来认识“氧化―还原反应”,因此对所学知识存在模糊认识。学生对化学的学习虽说有一定难度,但通过对初中化学的学习,有了一定的基础,学生具备了一定的分析问题的能力,所以,教师在教学中对知识的传授要注意前后衔接,以旧引新,激发学生学习的积极性,养成良好的学习习惯,掌握正确的学习方法。

二、“氧化―还原反应”的本质特征及相关概念的辩证关系

1.“氧化―还原反应”的本质特征。

学生在初中学习“氧化―还原反应”,仅是以得氧、失氧的观点,初步认识了“氧化―还原反应”。到了高中以后,学生接触到的许多化学反应就不能用得氧、失氧的观点来解释,学生自然就感到疑惑。例如,钠在氯气中燃烧(2Na+Cl■■2NaCl),表面看上去没有得氧、失氧,用得氧、失氧的观点无法解释;又如,碳在氧气中燃烧生成二氧化碳(C+O■■CO■),看上去似乎只有碳得到氧,发生了氧化反应,那么什么物质失去了氧呢?谁又被还原了呢?用得氧、失氧的观点不能自言其说;再如,氢气还原氧化铜生成铜和水的反应(H■+CuO■Cu+H■O),其中氧元素的化合价在反应前后没有变化(-2价),而铜和氢的化合价发生了变化(铜由+2价变为0价,氢由0价变为正1价)。因此,用得氧、失氧的观点解释高中化学的“氧化―还原反应”是不全面、不确切的。在“氧化―还原反应”中元素化合价的升高与降低,是相辅相成的。在化学反应前后,只要有元素价态变化的反应,就属于“氧化―还原反应”。这是判断“氧化―还原反应”的依据。由于“氧化―还原反应”中元素化合价数值与正负与该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及电子对偏移状况有关,因此“氧化―还原反应”的本质就是电子转移。

2.“氧化―还原反应”的相关概念的辩证关系。

氧化反应、还原反应;氧化剂、还原剂;氧化性、还原性;氧化产物、还原产物,是氧化还原反应中的4对重要的基本概念,学生正确理解它们之间的联系与区别,是学好“氧化―还原反应”知识的基础。因此,教师在教学中要积极引导学生主动参与教学的全过程过程,学生积极开动脑筋,把握“氧化―还原反应”的各概念之间的辩证关系,从而自主构建以电子得失、化合价升降为判断依据的氧化还原反应的知识体系。

(1)氧化反应、还原反应。在化学反应中,物质失去电子(相应元素化合价升高)的反应就是氧化反应(或称“被氧化”);物质得到电子(相应元素化合价降低)的反应就是还原反应(或称“被还原”)。在一个化学反应中有物质发生氧化反应,必定有物质发生还原反应,这是相辅相成的。

(2)氧化剂、还原剂。在一化学反应中得到电子的物质(元素化合价降低的物质)称为氧化剂;失去电子的物质(元素化合价升高的物质)称为还原剂。在“氧化―还原反应”中电子是从还原剂转移到氧化剂。要特殊强调的是在“氧化―还原反应”中,氧化剂、还原剂指的是反应物,二者必定同时存在,氧化剂、还原剂既可以存在不同种反应物中,又可以存在同一物质中。两者既是对立的又是统一的。

(3)氧化性、还原性。在一化学反应中,氧化剂夺得电子的性质称为氧化性;还原剂失电子的性质称为还原性。所谓氧化剂的强弱,就是指它的氧化性强弱;所谓还原剂的强弱,就是指它的还原性的强弱。

(4)氧化产物、还原产物。这是针对生成物而言的。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物;氧化剂得到电子被还原后的生成物称为还原产物。

三、“氧化―还原反应”教学思路

1.通过复习初中“氧化―还原反应”的相关知识,渗透对立统一的辩证唯物主义基本观点。

学生学习初中化学时,从得氧、失氧的角度了解了“氧化反应”、“还原反应”,即物质得到氧就是氧化反应,物质失去氧就是还原反应。通过分析典型的“氧化―还原反应”H■+CuO■Cu+H■O,引导学生分析:CuO失去氧变成Cu单质,发生了还原反应;与此同时,H■结合了O生成H■O,发生了氧化反应,也就是说CuO变成Cu的同时,H■变成H■O,所以“氧化反应”和“还原反应”是对立统一不可分开的,因此,就把这种类型的反应称为“氧化―还原反应”。通过引导使学生明白“氧化反应”和“还原反应”是同一化学反应的两个方面,相互依存既对立又统一。由此,在教学中渗透辩证唯物主义思想教育。

2.运用初中已有的相关知识,采用类比的方法,得出新的“氧化―还原反应”的概念。

学生在初三已经学过元素化合价的知识,引导学生从化学反应中元素化合价升降及发生的反应和反应物的作用及其性质、生成的产物等进行分析。例如,以下三个反应:①2Mg+O■■2MgO;②Mg+Cl■■MgCl■;③Mg+H■SO■(稀)=MgSO■+H■。利用元素化合价的知识,从电子得失的角度进行分析,在三个化学反应中,Mg发生了同样的变化,即Mg失去2个电子成为Mg■。在①中既然Mg与氧结合叫做氧化,那么在②中Mg与氯结合、在③中Mg与硫酸根结合也叫氧化,是合理的、符合规律的。反之,不同化合物中的Mg■转变成Mg,也就称为还原。这样从已有的知识出发,在教师的引导下,学生自己通过讨论、分析、类比,概括出新的“氧化―还原反应”的概念,即:在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做“氧化―还原反应”。

第7篇:化学反应的特征范文

知识目标

使学生建立化学平衡的观点;理解化学平衡的特征;理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响;理解平衡移动的原理。

能力目标

培养学生对知识的理解能力,通过对变化规律本质的认识,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

情感目标

培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观,从现象到本质的科学的研究方法。

教学建议

化学平衡教材分析

本节教材分为两部分。第一部分为化学平衡的建立,这是本章教学的重点。第二部分为化学平衡常数,在最新的高中化学教学大纲(2002年版)中,该部分没有要求。

化学平衡观点的建立是很重要的,也具有一定的难度。教材注意精心设置知识台阶,采用图画和联想等方法,帮助学生建立化学平衡的观点。

教材以合成氨工业为例,指出在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应进行的程度,即化学平衡。建立化学平衡观点的关键,是帮助学生理解在一定条件下的可逆反应中,正、逆反应速率会趋于相等。教材以蔗糖溶解为例指出在饱和溶液中,当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时,处于溶解平衡状态,并进而以的可逆反应为例,说明在上述可逆反应中,当正反应速率与逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。这样层层引导,通过图画等帮助学生联想,借以

在一定程度上突破化学平衡状态建立的教学难点。

教材接着通过对19世纪后期,在英国曾出现的用建造高大高炉的方法来减少高炉气中含量的错误做法展开讨论。通过对该史实的讨论,使学生对化学平衡的建立和特征有更深刻的理解,培养学生分析实际问题的能力,并训练学生的科学方法。

化学平衡教法建议

教学中应注意精心设置知识台阶,充分利用教材的章图、本节内的图画等启发学生联想,借以建立化学平衡的观点。

教学可采取以下步骤:

1.以合成氨工业为例,引入新课,明确化学平衡研究的课题。

(1)复习提问,工业上合成氨的化学方程式

(2)明确合成氨的反应是一个可逆反应,并提问可逆反应的定义,强调“二同”——即正反应、逆反应在同一条件下,同时进行;强调可逆反应不能进行到底,所以对任一可逆反应来讲,都有一个化学反应进行的程度问题。

(3)由以上得出合成氨工业中要考虑的两个问题,一是化学反应速率问题,即如何在单位时间里提高合成氨的产量;一是如何使和尽可能多地转变为,即可逆反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响——化学平衡研究的问题。

2.从具体的化学反应入手,层层引导,建立化学平衡的观点。

如蔗糖饱和溶液中,蔗糖溶解的速率与结晶的速率相等时,处于溶解平衡状态。

又如,说明一定温度下,正、逆反应速率相等时,可逆反应就处于化学平衡状态,反应无论进行多长时间,反应混合物中各气体的浓度都不再发生变化。

通过向学生提出问题:达到化学平衡状态时有何特征?让学生讨论。最后得出:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态(此时化学反应进行到最大限度)。并指出某一化学平衡状态是在一定条件下建立的。

3.为进一步深刻理解化学平衡的建立和特征,可以书中的史实为例引导学生讨论分析。得出在一定条件下当达到化学平衡状态时,增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间,并没有改变化学平衡建立时的条件,所以平衡状态不变,即CO的浓度是相同的。关于CO浓度的变化是一个化学平衡移动的问题,将在下一节教学中主要讨论。从而使学生明白本节的讨论题的涵义。

“影响化学平衡的条件”教材分析

本节教材在本章中起承上启下的作用。在影响化学反应速率的条件和化学平衡等知识的基础上进行本节的教学,系统性较好,有利于启发学生思考,便于学生接受。

本节重点:浓度、压强和温度对化学平衡的影响。难点:平衡移动原理的应用。

因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容,不仅在知识上为本节的教学奠定了基础,而且其探讨问题的思路和方法,也可迁移用来指导学生进行本书的学习。所以本节教材在前言中就明确指出,当浓度、温度等外界条件改变时,化学平衡就会发生移动。同时指出,研究化学平衡的目的,并不是为了保持平衡状态不变,而是为了利用外界条件的改变,使化学平衡向有利的方向移动,如向提高反应物转化率的方向移动,由此说明学习本节的实际意义。

教材重视由实验引入教学,通过对实验现象的观察和分析,引导学生得出增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动的结论。反之,则化学平衡向逆反应方向移动。并在温度对化学平衡影响后通过对实验现象的分析,归纳出平衡移动原理。

压强对化学平衡的影响,教材中采用对合成氨反应实验数据的分析,引导学生得出压强对化学平衡移动的影响。

教材在充分肯定平衡移动原理的同时,也指出该原理的局限性,以教育学生在应用原理

时,应注意原理的适用范围,对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。

“影响化学平衡的条件”教学建议

本节教学可从演示实验入手,采用边演示实验边讲解的方法,引导学生认真观察实验现象,启发学生充分讨论,由师生共同归纳出平衡移动原理。

新课的引入:

①复习上一节讲过的“化学平衡状态”的概念,强调化学平衡状态是建立在一定条件基础上的,当浓度、压强、温度等反应条件改变时,原平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而达到新的平衡状态。

②给出“化学平衡的移动”概念,强调化学平衡的移动是可逆反应中旧平衡的破坏、新平衡的建立的过程,在这个过程中,反应混合物中各组分的浓度一直在变化着。

③指出学习和研究化学平衡的实际意义正是利用外界条件的改变,使旧的化学平衡破坏并建立新的较理想的化学平衡。

具体的教学建议如下:

1.重点讲解浓度对化学平衡的影响

(1)观察上一节教材中的表3-l,对比第1和第4组数据,让学生思考:可从中得出什么结论?

(2)从演示实验或学生实验入手,通过对实验现象的观察和分析,引导学生得出结论。这里应明确,溶液颜色的深浅变化,实质是浓度的增大与减小而造成的。

(3)引导学生运用浓度对化学反应速率的影响展开讨论,说明浓度的改变为什么会使化学平衡发生移动。讨论时,应研究一个具体的可逆反应。讨论后,应明确浓度的改变使正、逆反应速率不再相等,使化学平衡发生移动;增加某一反应物的浓度,会使反应混合物中各组分的浓度进行调整;新平衡建立时,生成物的浓度要较原平衡时增加,该反应物的浓度较刚增加时减小,但较原平衡时增加。

2.压强和温度对化学平衡的影响:应引导学生分析实验数据,并从中得出正确的结论。温度对化学平衡影响也是从实验入手。要引导学生通过观察实验现象,归纳出压强和温度的改变对化学平衡的影响。

3.勒夏特列原理的教学:在明确了浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响以后,可采用归纳法,突破对勒夏特列原理表述中“减弱这种改变”含义理解上的困难:

其他几个问题:

1.关于催化剂问题,应明确:①由于催化剂能同等程度增加正、逆反应速率,因此它对化学平衡的移动没有影响;②使用催化剂,能改变达到平衡所需要的时间。

2.关于化学平衡移动原理的应用范围和局限性,应明确:①平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,为后面将要学习的电离平衡、水解平衡作铺垫;②平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向,但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。教育学生在应用原理时应注意原理的适用范围,对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。

3.对本节设置的讨论题,可在学生思考的基础上,提问学生回答,这是对本节教学内容较全面的复习和巩固。

4.对于本节编入的资料,可结合勒夏特列原理的教学,让学生当堂阅读,以了解勒夏特列的研究成果和对人类的贡献;可回顾第二节“工程师的设想”的讨论,明确:欲减少炼铁高炉气中CO的含量,这属于化学平衡的移动问题,而利用增加高炉高度以增加CO和铁矿石的接触时间的做法并未改变可逆反应的条件,因而是徒劳的。教学设计示例

第一课时化学平衡的概念与计算

教学目标

知识目标:掌握化学平衡的概念极其特点;掌握化学平衡的有关计算。

能力目标:培养学生分析、归纳,语言表达与综合计算能力。

情感目标:结合化学平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育;培养学生严谨的学习态度和思维习惯。

教学过程设计

【复习提问】什么是可逆反应?在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3?

【引入】得不到2molSO3,能得到多少摩SO3?也就是说反应到底进行到什么程度?这就是化学平衡所研究的问题。

思考并作答:在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。SO2与O2的反应为可逆反应不能进行完全,因此得不到2molSO3。

提出反应程度的问题,引入化学平衡的概念。

结合所学过的速率、浓度知识有助于理解抽象的化学平衡的概念的实质。

【分析】在一定条件下,2molSO2与1molO2反应体系中各组分速率与浓度的变化并画图。

回忆,思考并作答。

【板书】一、化学平衡状态

1.定义:见课本P38页

【分析】引导学生从化学平衡研究的范围,达到平衡的原因与结果进行分析、归纳。

研究对象:可逆反应

平衡前提:温度、压强、浓度一定

原因:v正=v逆(同一种物质)

结果:各组成成分的质量分数保持不变。

准确掌握化学平衡的概念,弄清概念的内涵和外延。

【提问】化学平衡有什么特点?

【引导】引导学生讨论并和学生一起小结。

讨论并小结。

平衡特点:

等(正逆反应速率相等)

定(浓度与质量分数恒定)

动(动态平衡)

变(条件改变,平衡发生变化)

培养学生分析问题与解决问题的能力,并进行辩证唯物主义观点的教育。加深对平衡概念的理解。

讨论题:在一定温度下,反应达平衡的标志是()。

(A)混合气颜色不随时间的变化

(B)数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)

(C)单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数

(D)压强不随时间的变化而变化

(E)混合气的平均分子量不变

第8篇:化学反应的特征范文

2014年高考考试大纲(课程标准实验版)化学及题型示例中新增的10道题,大都是涉及化学工艺流程的题型。它将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。同时该类试题也是近几年高考化学试题的热点题型。

一、工艺流程设计题的特征

通过近两年全国高考试题和2013年高考理科综合中涉及工艺流程试题的分析(见图表一):

可以总结出工业流程试题具备以下特征:一是试题情境具有真实性,它源于生产实际,以解决化学实际问题为线索进行设问。二是试题考查内容丰富,试题常涉及氧化还原反应的判断、化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写、化学反应速率和化学平衡理论的应用、化学反应中的能量变化、与化学实验相结合的实验操作(如:常见仪器的名称和使用、分离提纯的基本操作、实验数据的处理和误差分析等),环境保护与绿色化学等方方面面的化学基础知识;能较好考查考生对化学知识的掌握和应用情况,同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是突出能力考查:试题类型新颖,阅读量、思维含量较大,考查考生的资料收集、处理能力;通过化工生产条件的选择考查学生运用化学反应速率、化学平衡、水解平衡、沉淀平衡、电化学等理论解决实际问题的能力;通过确定产品的成分、产率等考查学生的计算能力;复杂的工业流程图和陌生的操作名词,有效的考查了学生的心理承受能力。

二、学生在工业流程试题省题中常见的错误

(一)思维存在局限性:如:片面追求原料的转化率而忽视催化剂的催化活性等因素,片面追求反应速率而忽视反应的限度;片面追求生产的反应速率和原料的转化率而忽视生产的实际可行性;忽视流程图中的循环使用和循环操作;不能全面的分析、评价化工生产流程。

(二)基本概念的理解存在偏差:如:认为绿色化学就是治理污染。其实绿色化学是防治污染而不是治理污染。对一些的陌生的操作名词不能理解。如:水相、有机相、酸浸等。

(三)面对复杂流程和一些陌生的名词和表达方法产生畏难情绪,干扰解题思维。

(四)不能规范简洁的语言回答问题,不能根据题中的信息准确的书写化学反应、离子反应、电化学方程式等化学用语。

三、解答工艺流程设计题型的基本解题思路

(一)首先要明确试题的考查范围和命题的意图:工业流程设计试题由题头、流程图和问题三部分组成。在解答工艺流程试题时,学生首先应通过泛读试题的题头和问题两部分,了解工艺生产的原材料和生产目的,问题部分涉及哪些化学知识的考查,带着问题重点研读流程图形,弄清工艺流程中涉及的原料和目标产物的成分,流程中涉及的分离提纯的操作有哪些等,根据已有的化学知识及试题中提供的信息分析有关操作的原理、物质的转换关系等。

(二)克服陌生名词带来畏难情绪,抓住有效的信息树立答题信心:在工艺流程的图型中,熟悉和陌生的操作并存,已知物质和未知物质的考查并存;面对陌生的物质不要有畏难情绪,不要未战先降。试题的考查对象不是陌生概念的本身,只要抓住流程图中主干转换关系,结合题目中的信息,将流程分解为若干部分;就能解决绝大部分问题。同时有的陌生名词可以从字面理解(如:水相就是指水层、有机相就是指有机层)。对于无法理解的名词,可以不理睬,将注意力放在这种操作之后的物质上。

(三)落实细节,规范答题。在明确题目的考查范围和意图后,结合有关化学原理和化学实验操作,规范书写化学反应方程式、离子方程式、电极反应式;对于有些问题,还可以从问题本身发现一些隐含的信息(如:综合考虑经济效益和绿色环保等)。

四、工艺流程设计典型例题分析

产品提纯类工艺流程题:(2013新课标Ⅰ卷27)(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。

回答下列问题:

(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_____。

(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____。

(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是____。

(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式____。

【解析:】本题以回收锂电池正极材料中的某些金属资源为背景,通过工艺流程框图,考查考生结合流程分析元素化合物的化合价、离子方程式、化学方程式、电池反应方程式的书写,工业流程中操作的原因分析等。(1)由化合价代数和为零求得Co元素的化合价为+2价;

第9篇:化学反应的特征范文

关键词:化学反应工程;研究方法;教学应用

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)29-0078-02

化学反应工程是化学工程与工艺专业的核心课程,以化学反应过程的共性规律、反应器的设计、放大和优化为主要研究对象,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,是一门实践性很强的工程学科。面向本科生的化学反应工程课程教学的目标,是使学生掌握化学反应工程基础知识,学习化学反应工程的研究方法和思路,了解化学反应工程最新进展和发展方向,提高创新思维能力。[1]笔者在长期的教学中将“方法论”作为重点,不断总结教材各章节、研究各类反应过程的共同方法,并应用于教学,对学生掌握化学反应工程的基本观点和工程方法,培养学生分析与解决工程问题的实际能力起到了很好的作用。

一、数学模型方法

工业反应器中进行的化学反应过程往往与物料的流动、混合、传质、传热、反应计量学、催化剂性能等有直接关系,浓度、温度、压力等参数影响反应结果,影响因素多,相互耦合,通常表现出很强的非线性,传统的因次分析和相似方法不能反映化学反应工程的基本规律。[2]教学中,把反应器中进行的过程分解为化学反应过程和物理传递过程,反应器中进行的过程分解为化学反应过程和物理传递过程,分别建立反应动力学模型和反应器传递模型,然后通过物料衡算和能量衡算把它们综合起来,建立反应器的数学模型,用数学模型方法来研究化学反应工程,进行反应器设计、放大与优化,比传统的经验方法能更好地反映其本质。因此,数学模型方法是化学反应工程的基本研究方法,可以通过数学模型的建立和求解去预测和模拟反应器的实际操作状况。[3]在阐明化学反应工程基本概念和原理的基础上,将各类反应器的数学模型作为讲授重点,尤其突出间歇反应器、平推流反应器、全混流反应器数学模型的建立和求解方法,借此培养学生利用数学模型方法设计反应器的能力。

二、物料、能量衡算中非线性问题的线性化处理方法

反应速率一般是由反应实际进行场所的浓度和温度决定。而工业上广泛使用的气固相催化反应器、流固相非催化反应器,气液反应器中物料温度和浓度的变化呈现非线性特点。处理的共同方法为反应器设计中物料衡算、能量衡算时,衡算范围取一个微元,在微元内物料温度和浓度的变化近似按线性关系计算。在气固相催化反应工程讨论中、以单颗粒的球形催化剂为基础,在其中距中心R处取一厚度dR的微元球壳进行物料衡算、能量衡算;在气液反应工程讨论中、以双膜理论为基础,在液膜中距界面x处取一厚度dx的单位面积微元液膜进行物料衡算;在流固相非催化反应工程讨论中,以收缩未反应芯模型为基础,对单个球形固体颗粒,在其固相产物层内距中心R处取一厚度dR的微元球壳进行物料衡算;平推流反应器、非理想流动反应器轴向混合模型的计算中,在距反应器进口L处取一厚度dL的微元管段进行物料衡算、能量衡算。这些问题的研究方法有相似性,在教学中强调相互的联系,可以加深学生对内容的理解和对反应器设计中线性化处理非线性问题方法的掌握。

三、解决复杂问题时先分解后综合的方法

影响工业反应过程的因素多,关系复杂,若直接全面分析求解,往往比较困难,不容易理解。在教学中可采用先分解后综合的方法,把复杂的问题分成若干步、先研究每一步的规律,再综合得出整体的规律。气固相催化反应工程讨论中,先分外扩散、内扩散、化学反应过程分别讨论三个过程的规律和计算公式,再综合三个过程得出单个催化剂颗粒的反应规律,再进一步综合得出整个床层的反应规律;气液反应工程讨论中,先分气液两相间的传递规律、液膜中的扩散反应规律,液相主体中的扩散反应规律,再综合得出整个气液相反应规律;流固相非催化反应工程讨论中,先分流体滞流膜扩散控制、固体产物层(或惰性残留物层)内扩散控制、化学反应控制分别讨论,再综合得出总体的规律和计算公式;讨论吸附动力学方程中,先按单组分反应物的化学吸附控制、表面化学反应控制、单组分产物的脱附控制分别讨论,再综合得出总体的吸附动力学方程。这样的教学方法,往往能使复杂的问题变得简单明了,复杂的计算过程得到简化。

四、理论推演与实验结合的方法

化学反应工程自设立以来,作为一门工程学科,其复杂性往往不仅表现在过程本身,而更表现在化学反应器复杂的几何形状及千变万化的物性,[4]因此,广泛采用理论推演和实验相结合的研究方法。通过理论推演得出轴向混合模型、多级串联全混流模型等非理想流动模型,通过实验测定实际反应器停留时间分布、计算出无因次时间方差、选择合适的非理想流动模型,利用实验数据计算出模型参数,进行实际反应器的设计;气固相催化反应内扩散影响的判别中,通过理论推演得出判据式,通过实验测定判据式的值,可判断出内扩散的影响程度;流固相非催化反应中通过理论推演得出不同过程控制时的计算公式,通过温度对总体速率的影响实验,可判别过程是化学反应控制还是扩散控制,通过流速对总体速率的影响实验,可判别过程是流体滞流膜扩散控制还是固相产物层内扩散控制,然后选择相应过程控制的公式,能使计算过程大为简化。反应动力学模型的建立更需要理论推演与实验结合,虽然可以通过理论计算确定化学反应的机理和速率,但对大多数反应体系,这类理论计算所能达到的准确程度尚不能满足工业反应过程开发和反应器设计的要求,实验研究仍然是认识反应过程动力学特征的主要途径。化学反应工程在其发展过程中已形成了一整套动力学实验测定和数据处理方法。[3]教学中,应着重强调利用幂函数型模型,双曲线型模型拟合实验数据的方法,以及它们的优缺点,使学生较好地理解和掌握反应动力学模型的建立方法。

工科院校培养的工程技术人才,不仅要有丰富的理论知识,理论还应当联系实际,具有较高的独立思考能力、发现、分析和解决实际生产问题的能力,这就要求教师不仅要对学生传授知识,更重要地是教给学生求索知识的方法和应用知识的能力。[5]长期的教学中,笔者体会到数学模型方法,物料、能量衡算中非线性问题的线性化处理方法、解决复杂问题时先分解后综合的方法、理论推演与实验结合的方法,并在化学反应工程研究中普遍应用,将这些方法重点介绍给学生,使他们在学习中触类旁通,举一反三,取得了良好的学习效果。

参考文献:

[1]王垚等.化学反应工程教学新理念和实践探索[J].化工高等教育,2009,(2).

[2]朱炳辰.化学反应工程(第五版)[M].北京:化学工业出版社,2012.

[3]朱开宏,袁渭康.化学反应工程分析[M].北京:高等教育出版社,2002.