提高化学反应速率的方法范例6篇

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提高化学反应速率的方法

提高化学反应速率的方法范文1

1.1[教师活动]引入新课:播放视频[视频一]给光束拍个慢动作高速拍摄技术飞秒成像[视频二]慢镜头———闪电引导学生阅读课本第35页“拓展视野”,了解关于“纳秒”、“皮秒”和“飞秒”的知识。介绍1999年诺贝尔化学奖美国科学家泽维尔“用飞秒分光技术观察化学反应过渡状态”……(略)化学反应有快有慢(举例说明)。我们如何定量描述化学反应的快慢?[学生活动]总结:化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量。[教师活动]介绍化学反应速率计算公式及注意事项(略)。转引:请大家完成教材第32页的“观察与思考”,利用所给实验数据:(1)在左边的坐标纸中绘制H2O2分解反应的浓度—时间曲线。(2)借助绘制的曲线,分别计算每20分钟与每10分钟为时间间隔的化学反应速率数据,完成学案上表格(表格略),将你计算所得到的数据与同学交流讨论。这些数据能给你什么启迪?

1.2[学生活动]绘制曲线,计算数据,讨论并总结:(1)通过所作曲线可以发现,在反应过程中过氧化氢的浓度逐渐减小,但减小的趋势逐渐变缓,说明随着反应的进行化学反应速率逐渐减小。(2)通过对化学反应速率的计算也说明了以上问题。由数据可以发现,这种速率实际上是该化学反应在某个时间段内的“平均速率”。在不同的时间内,化学反应的速率可能不同,例如在0~20min的时间内,反应平均速率为0.02mol•L-1•min-1,但在这20min内,前10min的反应速率是0.022mol•L-1•min-1,后10min的反应速率是0.018mol•L-1•min-1,显然在这20min内,反应速率是逐渐减小的。[教师活动]讲解:刚才大家计算的是在10min内的平均反应速率。当时间间隔Δt非常小时,可求得化学反应在某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以由物质的浓度随时间的变化曲线通过数学方法得到。[教师活动]转引:对于同一反应来讲,反应速率既可以用单位时间内反应物浓度的减少表示,又可以用单位时间内生成物浓度的增加表示。那么,用不同物质浓度的变化表示反应速率之间存在什么关系呢?请大家在完成课本第33页“交流与讨论”的基础上加以总结。

1.3[学生活动]在交流讨论的基础上进行小结:对于同一反应来讲,用不同物质浓度的变化来表示化学反应速率,其数值不一定相同。但其中存在着一定的比例关系,即用不同物质浓度的变化来表示的化学速率之比,等于化学方程式中化学计量数之比。例如,对于反应aA+bB=cC+dD来说,存在如下关系:V(A)a=V(B)b=V(C)c=V(D)d[教师活动]请完成学案上的课堂巩固练习(练习题略)。[教师活动]讲解:要测定化学反应速率,必须测定某一时刻物质的浓度,但物质的浓度并不易测定,一般要通过间接手段才能测定。请大家阅读课本第34页相关内容并完成“活动与探究”,学习测定反应速率的实验方法。[学生活动]通过探究活动,学习通过测定气体体积的变化测定化学反应速率的方法。[教师活动]总结:除了通过测定气体的变化测定化学反应速率之外,通过比色法测定化学反应的速率也是一种常用的方法,比色分析一般在分光光度计中进行。还有一些测定化学反应速率的方法,请大家课后查阅相关资料,列举两种其他的测定化学反应速率的方法。

2.教学反思

提高化学反应速率的方法范文2

一、设计思想

本节课总体设计思想是:以学生为主体,让学生自主地参与知识的获得过程,并给学生充分地表达自己想法的机会。学生初次接触化学反应速率知识,对化学反应速率有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲,设计层次实验和问题情境,使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中发现问题、分析问题和解决问题。在教学内容的安排上,按照从易到难,从实践到理论到实践的顺序,首先通过日常生活中的知识,引入课题。在自主学习的基础上,学习和理解化学反应速率的概念。在此基础上,通过实验探索和讨论外界因素对化学反应速率的影响。最后,让学生自己讨论回答教材中的问题以检验学生对所学知识的实际应用能力。

二、教学目标

1、知识目标:理解化学反应速率的概念,了解影响化学反应速率的因素,了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。

2、能力目标:通过在化学实验和日常生活中的现象,理解反应速率的概念及其表示方法,培养实验观察能力及分析探究能力;

3、情感、态度和价值观目标:通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。

三、教学重、难点:化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。

四、教学过程

1、预习检查、总结疑惑:

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性

2、情景导入、提出疑问:

教师首先提问:在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象:有的反应进行的快,有的进行的慢请大家举例说明。物理学中用什么定量描述物体的运动快慢?――速度。不考虑速度的方向称之为速率。化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。

3、自主学习、小试身手:

学生活动一:自主学习(阅读P47―P48,并完成相关内容)

板书:

一、化学反应速率

1、定义:表示化学反应快慢的物理量叫做化学反应速率。

2、表达方式:通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

3、表达式:

4、单位:mol/(L・min)或mol/(L・s)

【学生活动二:小试身手】反应:N2+3H2 2NH3在密闭的容器中进行,C(N2)= 2 mol/L C(H2)= 6 mol/L C(NH3)= 2 mol/L试完成(1)分别求N2、H2、NH3浓度的变化量C?(2)分别用N2、H2、NH3求该反应的化学反应速率V?

计算结果:(1)C(N2)= 1 mol/L C(H2)= 3 mol/L C(NH3)= 2 mol/L;(2)v(N2)=0.5 mol/(L・s) v(H2)=1.5 mol/(L・s) v(NH3)=1 mol/(L・s)

【思考与交流】

1、反应速率是瞬时速率还是平均速率?

2、同一化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,数值相同吗?意义相同吗?

3、同一化学反应,不同物质表示的反应速率之比与什么有关?

结论:

1、化学反应速率表示的是平均反应速率。

2、同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,而且必须注明反应物质。

3、同一化学反应中各物质的反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比。

(设计意图:通过练习,使学生掌握有关反应速率的计算。)

【思考与交流】

1、在相同条件下,铝和铁同时与酸反应,谁反应的更快?为什么?(内因)

2、你家里的酸奶通常放在什么地方?为什么?(外因)

设问由以上两题:化学反应的速率受哪些因素的影响?

板书:

二、影响化学反应速率的因素

1、内因:反应物的性质;2、外因:

【学生活动三:分组讨论】(根据我们已有的知识和日常生活经验,你认为哪些外界因素可能会影响化学反应的速率?)

【学生】温度、催化剂、浓度、压强、反应物的状态、固体表面积、光等。

【学生活动四:分组实验】(根据我们现有的药品,分别设计实验,探究温度、催化剂对化学反应速率是如何影响的,注意观察实验现象并比较和思考完成探究学案。)

【实验2-5】

【结论1】当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小

【实验2-6】

【结论2】加入催化剂(正)能加快化学反应的速率。

(设计意图:通过学生实验让学生体验影响反应速率的因素。)

【思考与交流】1、请预计大理石分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗?

【结论3】增大反应物的浓度反应速率加快,减小反应物的浓度反应速率减慢.

2、块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1 mol/L的盐酸反应谁快谁慢?为什么?

【结论4】增大固体表面积可以加快反应速率(接触充分).

【教师】除此之外,请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素?探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义?(教师组织学生分组讨论)

【师生总结】控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。

5、反思总结,当堂检测:教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。

提高化学反应速率的方法范文3

本章主要学习的是有关化学反应的快慢(速率)、化学反应的限度(化学平衡)和化学反应进行的方向(推动力)三方面内容,是化学反应原理的重要组成部分,也是在学习了元素周期律、化学反应与能量等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一。内容上有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应,同时也是解释电离平衡、水解平衡等一些平衡现象的基础,起着中介和桥梁的作用,为第三章的学习奠定了理论基础。

选修4中又是以化学反应速率为第二章的开篇,重点是化学反应速率的定量表示方法,难点是通过实验测定某些化学反应速率。通过学习过程使学生初步学会运用化学视角,去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。这部分内容是后面学习影响化学反应速率的因素、化学平衡、化学反应进行的方向的基础,对学生的后续学习有着深远的影响。

(一)做好与必修教材的衔接,促使学生学习能力螺旋式上升。

学生的学习起点是影响他们学习新知识的重要因素,因此教学中首先要关注学生已有知识基础,做好与必修教材的衔接。在处理好教材衔接的同时,另一方面,针对必修、选修都有的内容,教学中要做到源于必修、又高于必修,促使学生学习能力螺旋式上升。分析选修四与必修教材的相关内容设置,不难发现做好化学反应速率的计算是本节的重点。

(二)创设问题情境,引导学生对实验现象进行分析。

本章主要以复习化学反应速率的基础知识为主,但是化学反应速率的表示方法在这里是一个难点。为了增加学生的感性认识,建议在教学中通过实验2-1来引导学生,使学生通过生动直观的实验现象来学习,并留下深刻的印象。同时,及时创设问题情景,引导学生对实验现象进行分析。创设的问题有:

1.怎样判断化学反应的快慢?

2.通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗?

3.如果在相同时间内测量溶液中氢离子浓度的变化,或测量锌粒质量的变化是否能定量比较反应进行的快慢?

通过这些富于启发性的问题,活跃学生思维,增强学生分析总结问题的能力。使学生清楚的认识到表示反应速率的方法是,单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示的。

(三)增设例题,提高学生解题能力。

为了进一步提高学生对这部分知识的应用,可以在教学过程中设计三道例题:

1.利用反应速率的表达式进行简单的计算;

2.引用三段式,计算反应中各物质的反应速率,目的在于为化学平衡的学习打下基础;

3.反应速率大小的比较。

(四)利用已有知识,实现类比迁移。

化学平衡概念的建立是“化学平衡”一节的重点与难点,对这一概念的正确理解直接影响平衡常数及化学平衡移动的学习。为突破这一教学难点,根据学生的认知发展水平和接受能力,从其熟悉的内容出发,帮助他们实现类比迁移,从而降低概念的学习难度。例如通过设计如下问题创设情境,导入新课。

问题1:一定温度下,在饱和的蔗糖溶液中加入一块蔗糖晶体,晶体的质量是否改变?

问题2:一定温度下,在饱和的蔗糖溶液中垂吊一块缺角的蔗糖晶体,一段时间后,蔗糖晶体又趋于完美了,而且晶体质量不变。晶体的形状发生变化说明什么?质量不变说明什么?这样从学生已有熟悉的关于溶解的知识出发,从溶解平衡导入化学平衡,通过对溶解平衡的理解和迁移,帮助学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。

(五)运用模型建构,降低思维难度。

化学平衡知识内容较为抽象,比较、假设、模型建构是学习该部分内容的主要方法,教学中要注意学科方法的渗透,加强假设、模型建构等学习方法的指导,使化学原理具体化、形象化、直观化,以便有利于启发学生思维,完成由感性认识向理性认识的飞跃。如在分析压强对平衡移动的影响时,引导学生在头脑中建立这样一个模型,想象一个带有可滑动活塞的密闭容器 ,若将活塞推进,容器体积减小,反应气体浓度增大,即增大压强;若将活塞拉出,容器体积增大,反应气体浓度减小,即减小压强。用上述模型再分析恒容下充入惰性气体或与反应无关的气体,以及恒压下充入惰性气体或与反应无关的气体,使抽象的内容具体化,大大降低了思维难度,有利于学生接受。

(六)优化教学内容,扩大教学效益。

化学平衡常数是选修4第二章中新增设的内容,该内容在课标中的描述如下:“知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率”。化学平衡常数的引入有利于学生从定量角度加深对化

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“酶在细胞代谢中的作用”是人教版高中生物必修一“分子与细胞”第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”中的内容。本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用,是在前面学习了有关细胞学知识的基础上展开的,同时又为后面学习ATP、光合作用和呼吸作用等作了铺垫。并且,本节提出的有关实验的知识对整个生物学实验教学有着非常重要的作用。

2 教学目标

2.1 知识目标

说明酶在细胞代谢中的作用;进行有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化以及设置对照组和重复实验。

2.2 能力目标

通过参与科学探究的实验活动,掌握科学探究的程序和方法,形成创造性思维能力和动手实践的能力;通过小组学习,学会与人交流和合作的能力。

2.3 情感、态度与价值观目标

通过对酶的作用的探究性学习,形成科学的思维方法和研究精神。

3 教学方法

(1)探究式教学法:在教师的指导下,学生主动参与“酶的作用的”讨论探究活动,亲身体会科学发现过程,领悟科学研究方法。

(2)多媒体辅助教学法:利用多媒体技术,把酶的作用机理用动画展示出来,帮助学生突破知识难点。

(3)分组实验法:把学生进行分组,小组成员共同实验,从而培养学生分工协作的团队精神。

4 教学思路

由“加酶洗衣粉”广告视频导入课题(洗衣服是一项活动)_人每天都进行各种活动一活动需要能量一能量由细胞化学反应释放一引出“细胞代谢”的概念(细胞中每时每刻都进行着许多化学反应)一提出问题:细胞每时每刻都进行如此多的化学反应,如何才能保证这些反应快速进行呢?学生回忆化学课上学过的“可以改变化学反应速率的催化剂”一作出假设:细胞中存在催化剂一通过实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解速率”验证假设实验结果:加新鲜肝脏研磨液的试管反应速率比常温下的要快得多一结论:细胞中确实存在催化剂引出对“酶”的初步认识:细胞中的生化反应催化剂是酶。

总结实验过程中的方法_引出有关“控制变量”的学习。

通过实验结果比较,得知存在催化剂时,反应速率快得多引出对催化剂作用机理的探讨(用动画展示酶的作用机理出来)。

最后,对本节课进行小结。

5 教学过程

5.1 创设情景,引入课题

通过一则温馨的加酶洗衣粉的广告视频(小男孩为了帮老奶奶拿水果,弄脏了衣服,回家后妈妈用加酶洗衣粉洗衣服)导入新课。

师:在这则广告中,加酶洗衣粉在洗衣服这一活动中发挥了很重要的作用。我们人类每天都会进行各种各样的活动,而活动是需要能量的。能量从哪里来呢?

生:细胞中的化学反应释放。

由此引出细胞代谢的概念:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。

5.2 互动学习

(1)活动一:发现问题。根据细胞代谢的概念,学生会提出问题:细胞怎样才能在有限的时间内完成许多化学反应呢?教师要引导学生分析细胞能快速进行化学反应的原因,并作出假设。

(2)活动二:提出假设:细胞中存在催化剂,因此细胞才能在有限的时间内完成许多化学反应。教师引导学生思考:在化学课上学过什么方法可以加快反应的速率呢?学生思考回答:加入催化剂。教师再进一步提问:那细胞怎样才能在有限的时间内完成许多化学反应呢?学生回答:细胞中可能也存在催化剂。

(3)活动三:设计实验来验证假设。教师提供材料:过氧化氢是一种有毒的细胞代谢产物,细胞会将它分解。过氧化氢也可以在加热或存在无机催化剂FeCl3的情况下分解。然后确定实验课题:比较过氧化氢在不同条件下的分解速率。教师提问:通过什么现象,观测反应速率呢?学生回答:通过观察气泡的产生速率和卫生香的燃烧程度可以比较反应速率的快慢。若加新鲜肝脏研磨液的试管反应速率比常温下的要快,则证明细胞中确实存在催化剂。

然后教师让学生分组讨论并设计实验方案。建议学生用新鲜肝脏研磨液模拟细胞环境。学生设计好实验方案后,综合各小组方案并修正,再确定实验方案(表1)。

教师提出一系列问题:1号试管和2号试管相比,有什么不同的现象?这说明什么?1号试管和3号试管相比,有什么不同的现象?这说明什么?1号试管和4号试管相比,有什么不同的现象?这说明什么?3号试管和4号试管相比,有什么不同的现象?这说明什么?然后让学生分组进行实验,并提醒学生边做实验边记录实验现象,并思考这几个问题。

(4)活动四:得出结论。学生通过实验,知道4号试管反应速率比1号试管陕,说明细胞中确实存在催化剂。细胞中的催化剂被称为酶。学生比较出4号试管反应速率比3号也快些,为后面分析酶的作用机理和下节课分析酶的高效性特点作铺垫。

(5)活动五:有关控制变量的学习。教师指导学生阅读教材79页的相关内容,了解实验设计的原则,并思考:什么是变量、自变量、因变量、无关变量?上述实验中哪些是自变量?哪些是因变量?哪些是无关变量?什么是对照实验?上述实验中对照组和实验组分别是哪些组?请学生完成表2。

(6)活动六:分析催化剂的作用机理。教师:通过刚才的实验,我们知道催化剂可以改变化学反应的速率。那催化剂的作用机理是什么呢?教师展示用PPT做的动画。动画中把化学反应比作汽车翻越一座高山。催化剂相当于为汽车找到了一条穿山隧道,所以需要的能量少些,翻山就容易些。由翻山所需能量比作活化能,提出活化能的概念。学生总结:催化剂作用机理是降低了化学反应的活化能。然后用Flas展示实验中四种条件下反应速率不同的原因。把化学反应比作跳高,用动画模拟常温、加热、加FeCl3、加新鲜肝脏研磨液(酶)这四种条件下的反应过程,模拟出各条件(除常温外)加快反应速率的机理。

学生根据Flas的启示作出总结:实验中各条件加快化学反应速率的机理是:加热提高了分子的能量;加FeCl3降低了化学反应的活化能;加酶更显著地降低了化学反应的活化能。

教师:正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。

小结酶与细胞代谢的关系图(图1)。

细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应

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关键词:化学反应活性;氧化层;还原层;干馏层;炉出煤气温度

中图分类号:TQ423文献标识码: A

引言

近年来,常压固定床气化技术,作为中小规模燃料用气主要供气单元,其生产规模、投资成本、建设周期等符合多数冶金、化工、建材和机械等行业的用气要求,应用较为广泛。

1988年以后,随着常压固定床一段炉和两段炉的不断完善和广泛应用,气化用煤的国家标准GB9143-88、GB9143-2001、GB9143-2008、GB50195-94随之相继颁布,标准对气化用煤的粘结性、热稳定性、抗碎强度、灰熔融性温度以及灰分、硫分等十几项指标进行了数据约束。但是,在常压固定床气化炉的选煤、试烧和生产过程中,发现除标准中涉及的十几项指标外,煤的化学反应活性,作为直接反映煤在气化炉内还原反应能力强弱的特性指标,对煤的常压固定床气化反应具有不可忽视的影响,值得深入分析和探讨。

1. 煤的化学反应活性

化学反应活性是煤的一个重要特征,指煤在加热状态下与气化剂(空气+水蒸汽)作用时的化学反应强弱,即在一定的温度条件下,煤所具备的还原CO2为CO的能力,通常以CO2还原率(α)的大小来表示,其还原率(α)的大小与煤种和气化反应温度有关。煤的化学反应活性代表着该煤用于气化的难易程度,化学反应活性越强,气化反应速率越快,相同停留时间碳转化率越高,完全气化所需要的时间越短。

常压固定床气化炉中的气化反应包括煤与CO2的反应和煤与水蒸气的反应,Kora等通过实验发现,褐煤和烟煤的水蒸气反应速率是CO2反应速率的2-5倍;张仙林等在常压和1193-1323K的条件下,采用热重法研究了中国无烟煤焦水蒸气与CO2的化学反应活性,实验结果表明,无烟煤焦与CO2的化学反应活性明显小于与水蒸气的化学反应活性,后者比前者大10倍左右。文献指出在水蒸气气氛下,气化反应主要发生在0.6nm以上的微孔表面,而在CO2气氛下,气化反应主要发生在较大微孔表面的外侧,大于15nm的微孔表面才对气化起到作用,如此,煤与水蒸气和CO2的反应速率才出现如此大的差异。

2. 化学反应活性对气化用煤灰熔融性温度指标的影响

表1为气化用煤国家标准界定的灰熔融性温度指标,笔者认为该界定指标在界定范围和界定分级方面存在诸多不合理之处。GB9143-2008指出气化用煤种类包括:褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤,并统一将灰熔融性温度指标界定为Ad≤18%时为1150℃和Ad>18%时为1250℃,如此便将许多易于气化,而灰熔融性温度低于1150℃的煤排除在气化用煤行列之外,同时,根据该标准我们可以这样理解,如果仅就煤的灰熔融性温度一项指标评价而言,只要灰熔融性温度大于或等于1250℃的煤就都可以用于气化,这显然是不合理的。

表1气化用煤国家标准对灰熔融性温度指标的界定

标准号 GB9143-2008 GB50195-94

灰熔融性温度指标

ST(℃) Ad≤18% Ad>18 1250

≥1150 ≥1250

在选择气化用煤的实际试烧过程中发现,有些煤种虽然达不到标准中规定的灰熔融性温度指标,却仍然可以得到较好的气化效果,究其原因主要是受煤的化学反应活性的影响,气化用煤灰熔融性温度指标应该随煤的化学反应活性不同而异,化学反应活性强的煤,其灰熔融性温度指标可以适当降低。

判断某煤的灰熔融性温度是否符合气化要求,首先需要对其进行化学反应活性的测定,然后据测定结果界定该煤用于气化的灰熔融性温度指标,最后将该指标与其灰熔融性温度进行对比,如果其灰熔融性温度高于该煤的灰熔融性温度指标,那么仅就灰熔融性温度而言,该煤可以用于气化。其具体界定方法如下:首先对所取煤样进行CO2还原率(α)的测定,然后以其CO2还原率(α)为某一百分比A所对应的反应温度为界定依据,考虑发生炉氧化层温度可能出现的波动性,在此温度基础上增加B℃界定为灰熔融性温度指标。其中A值相当于气化炉内的CO2还原率,根据实际气化数据测算,气化炉内CO2还原率(α)一般为60%左右,所以上述灰熔融性温度指标界定方法中的A取60%较为适宜。当煤的化学反应活性超过60%时,其气化反应速率出现较大幅度提高,此时如果氧化层温度升高,则还原反应随之剧烈,还原反应的吸热也会同时加剧,从而维持氧化层温度相对稳定,所以氧化层温度一般不会出现大幅度波动,笔者认为B值以取100℃为宜。表2为依据上述方法对几种典型的煤样灰熔融性温度指标的界定数据。

表2 常压固定床气化用煤灰熔融性温度指标界定

煤种 灰熔融性温度ST

℃ α=60%反应温度

℃ 灰熔融性温度指标℃

新疆广汇褐煤 1140 820 920

霍林河褐煤 1228 810 910

新疆石河子煤 1180 970 1070

大同烟煤 1230 1100 1200

阳泉坪上无烟煤 1310 1050 1150

哈密三道岭煤 1080 920 1020

阴崖湾烟煤 1140 950 1050

3. 化学反应活性对炉内气化的影响

3.1 对氧化层和还原层的影响

常压固定床气化炉各功能层一般分为干燥层、干馏层、还原层、氧化层和灰层,煤料在发生炉内自上而下运行,在干燥层和干馏层经过干燥和干馏后,形成半焦状态的煤,作为气化剂的空气和水蒸汽自炉底鼓入炉内,在高温条件下,与进入气化反应层(氧化层和还原层)的呈半焦状态的煤发生氧化还原反应,生成以CO和H2为主要成分的煤气,气化炉内的反应较为复杂,经简化后常压固定床气化炉内的主要反应以(1)(2)(3)反应近似表示,式中H为该反应的化学反应焓变。

C+O2=CO2;H=-409 KJ/mol(1)

CO2+C=2CO;H=162KJ/mol (2)

C+H2O=CO+H2;H=119 KJ/mol(3)

反应(1)在氧化层进行,为下一步的还原反应提供所需的反应物CO2和反应热量,(2)(3)式反应在还原层进行,为吸热反应,根据常压固定床实际气化数据测算,气化炉内CO2还原率(α)为60%时,炉内气化反应较为完全。正常气化时,氧化层温度近似等于气化用煤CO2还原率(α)为60%时的反应温度,化学反应活性强的煤,其在气化炉内达到充分的气化反应所对应的温度较低。例如表2中所列大同煤的氧化层温度约为1100℃左右,而霍林河褐煤的氧化层温度大约只有810℃左右。还原层的还原反应吸热较快,该层的温度由接近氧化层的温度开始,迅速降至不可发生气化反应的温度。

4. 结论

提高化学反应速率的方法范文6

(一)“化学反应原理”模块

化学反应原理是高中化学开设的六个选修模块之一,授课对象是对化学反应有浓厚兴趣的同学。通过该模块的实验教学研究,可以让学生了解各种化学反应现象及原理,加深对化学物质本质变化的了解,可以利用化学反应创造新物质,推动社会的进步发展。

“化学反应原理”模块理论性较强,学生理解起来也存在一定的困难。因此在该模块教学的时候,教师除了向学生传授书本基础知识,还需要通过实验的方式让学生更加直观的了解各种化学反应,加深学生对化学反应原理的印象。

(二)化学的实验教学

化学实验教学指的是在某个固定情境中,为了实现本节课的化学教学目标,教师开展的实验教学活动。化学是门抽象性较强的学科,如果仅仅通过文字内容讲解,学生很难体会其中的原理,因此需要通过实验加以辅助。学生通过观察和参与实验,在加深对书本知识认识的同时,还可以提高动手创新的能力,是培养学生全方位素质的重要途径。

二、“化学反应原理”教学现状

(一)学生对化学实验的兴趣情况

通过笔者对某校高中生的调查统计发现,有80.6%的学生对“化学反应原理”章节的实验教学比较感兴趣。在对这80.6%学生的深入调查中发现,不同学生对化学实验的兴趣点也存在不同。绝大多数学生兴趣停留在动手实验和感官体会上,对于化学实验所揭示的原理却很少关注。在对19.4%不感兴趣学生的调查中发现,这部分学生之所以对实验不感兴趣,是因为他们认为实验趣味性不强,有的学生害怕实验中有各种危险隐患,还有的学生是因为不想写实验报告。这些因素的存在,都导致学生对化学实验失去了兴趣。

(二)学生参与化学实验教学的情况

在实践教学中,教师通常采用的实验教学方式是教师演示和学生动手操作两种,也有部分老师会利用动画演示来替代动手操作过程。在调查中发现,87.29%的学生认为老师有动手演示的必要,只有这样学生才会更加直观感受到化学反应变化情况。同时也有部分学生希望通过教师演示,了解实验的步骤、操作方式等。

对学生实验能力调查发现,绝大多数学生都认为自己动手能力与观测力比较强,但是对方案设计、结果总结、原理探索等能力则很弱。这也要求教师在化学实验中,多注意培养学生方案设计的能力,还需要培养学生善于总结经验的好习惯。

(三)教师在开展化学实验教学中的困境

在“化学反应原理”模块的教学中,绝大多数教师都可以感受到该模块实验比例越来越低,造成这种情况的原因也是多种多样的。

在对教师调查结果中显示,有60%的教师认为学校实验室所配备的设备基本可以支撑“化学反应原理”模块的教学;20%教师所在的学校配备了专职的实验管理员,但是仍然有许多学校的实验员是兼职。从化学实验次数来看,很多学校每周化学实验的次数在1次之下。

从化学实验内容来看,“原电池工作原理”“溶液酸碱性测试”“化学反应速率”这三个板块的教学经常采用实验教学方式,其它板块比如“热效应”“金属腐蚀”等都是以多媒体动画取代手工实验。

三、“化学反应原理”教学对策

(一)培养学生正确的实验方法

在“化学反应原理”教学模块中,通过实验的方式是最佳教学途径。笔者以“压强对化学平衡产生的影响”为例,设计教学方案。

教师在这个板块的教学中,可以通过几个比较明显的化学现象,来向学生解释化学平衡的概念。在实验教学时,除了利用多媒体技术来使化学结果放大化,还可以通过传感器来精确化结果,让学生直观感受到各种要素的变化。

教师先在传感器中装入NO2和N2O4的气体,并且将该注射器与传感器相连接,在电脑上显示出传感器数据的变化情况。教师让学生自己动手推动注射器,观察压强与现象变化之间的关系,并且绘制曲线图。学生通过直观感受,发现当气体被压缩到一半的时候,因为容器中NO2浓度加大,颜色变深。

(二)开发学生的实验能力

教师也可以让学生通过动手实验,巩固已知的理论知识。笔者以“化学反应速率”教学来解释该方法的运用“化学反应速率”教学板块,教师通过实验研究不同要素对化学反应速度产生的影响。

在课前预习阶段,学生可以通过查阅资料的方法了解生活中的化学反应,判断哪些要素会影响到化学反应速率。

在课堂教学阶段,教师可以提问学生:哪些化学反应需要加速?哪些则需要减速?学生会回答:希望在冰箱里的食物可以保存的更久?铁制品希望腐蚀速度慢些等等。教师可以进一步提问:如何控制化学反应速率,才能更好为人们生活服务呢?

在实验阶段中,教师设置锌片和铜片与盐酸反应速率对比;物体在纯氧和空气中燃烧剧烈程度对比等实验,来得出会影响反应速率的要素。在活塞保持一段时间不动之后,注射器当中的气体颜色会越来越前,这说明了化学反应平衡出现了变化。同样,在减压气体体积逐渐提高之后,注射器中颜色也会越来越浅,这是因为NO2气体浓度越来越小,而后颜色的变深意味着平衡再次发生移动。