化学反应范例

[摘要]工程教育背景下，要求强化化学工程与工艺专业学生的工程意识及解决复杂工程问题的能力。《化学反应工程》作为高校化工专业本科生一门重要的专业基础必修课程，对该目标的实现有重要支撑作用。因此在课堂教学中，引入大型化工工业过程案例教学，可让学生深入理解理论知识，培养工程思维，提高解决工程问题的能力。

[关键词]工程教育；化学反应工程；教学改革

1工程教育背景下对《化学反应工程》课程的要求

《化学反应工程》主要面对三年级化工相关专业本科生，建立在物理化学、化工原理等专业基础课之上，是化学工程与工艺专业的核心课程。本课程主要探究化工生产过程中化学反应的宏观反应过程，建立数学模型，并据此进行不同类型反应器的设计与分析。工程教育认证背景下，要求每个专业都要有明确、公开的毕业要求，而且毕业要求能支撑培养目标的达成；还要将毕业要求分解为若干个可衡量的指标点，毕业要求和指标点，要明确教学活动(课程、实习或设计等)。因此，很多专业课程都根据毕业要求指标点重组教学内容，改革教学方法，以支撑毕业要求的达成[1-2]。我国工程教育专业认证协会颁布的《工程教育认证标准(2015)》中给出了评价培养质量的12条毕业要求，在毕业要求达成度评价中《化学反应工程》课程对其中6条均有支撑，对工程知识、问题分析及设计/开发解决方案这3条具有强支撑[3]。因此，为培养与强化化工相关专业学生的工程意识、具有分析工程问题以及解决实际工程问题的能力，开展《化学反应工程》课程课堂教学改革是对工程教育强有力的支持。

2当前《化学反应工程》课堂教学的现状

常规教学过程中，多采用内容驱动式的教学方法，在计划学时内根据教学大纲的要求讲授课程，虽然教师在授课阶段也关注学生综合素质、优化理论知识和建模求解能力的提升，但没有以学习成果为导向来反向设计和实施教学，也没有关注学生核心能力和毕业要求的达成。近年来，针对《化学反应工程》的教学改革研究较多，主要集中在以下几个方面：(1)将“互联网+”引入教学，提高课程的实时性和互动性；(2)提倡“开放式”“研讨式”教学，以促进学生自主学习、提高创新能力；(3)采用“案例教学”并结合科研实践，主要针对不同知识点选择不同案例；(4)增加实践环节，包括课程设计、仿真训练、专业实验及企业实习；(5)软件辅助，如将AspenPlus、AutoCAD、ChemCAD软件应用于教学环节。以上改革措施都对教学质量的提高起到一定推进作用，但针对工程教育背景下的新要求，不仅需要在辅助教学方面与时俱进，更应该在理论教学的内容上进行更新。因此，探索将大型工业过程作为案例，引入课堂教学的整个环节，从理论学习上加强学生工程意识和提高分析工程问题的能力。

3改革内容与途径

摘要:化学平衡原理是整个高中化学知识体系中非常重要的知识点，也是高考的考察热点，另外，化学平衡原理对电离与电解知识的学习有直接影响，因此，对化学平衡原理知识的学习必须给以高度重视。对化学平衡原理进行介绍，并探讨了化学平衡原理知识，详细阐述了高中化学学习中化学平衡原理的应用，为同学们的化学平衡原理知识的学习提供参考。

关键词:化学平衡原理;高中化学;应用

化学平衡原理就是化学反应式的左右两边在宏观化学反应中，化学元素的量相同。事实上由于宏观条件下，化学反应正向反应和逆向反应基本上保持相同速度。高中化学学习的根本是化学反应方程式。基于此，在学习高中化学的过程中，高中生不能对化学反应方程式进行准确书写，那么学生化学课的听课效率就会受到很大的影响，从而导致化学学习成绩的降低。化学平衡原理的合理应用，有助于同学们对化学反应方程式正确书写，并且对于同学们逻辑思维能力的培养有益，有助于同学们对高中化学知识的学习。

一、化学平衡原理概述

就整个高中化学体系而言，化学平衡原理贯穿其中，因此，同学们通过对化学平衡原理内涵与不同应用给以充分理解，从而使化学学习效率提高。化学平衡原理能够集中表现化学规律与化学本质，特别是在高中化学的可逆反应中进行体现。也就是如果化学反应过程是一种相对的平衡状态，那么就不会改变反应物以及生成物的浓度。事实上，平衡状态指的是如果有可逆反应的发生，当正反应速率等于逆反应速率时，在反应过程中就不会改变混合物中不同物质成分的浓度比例。可逆反应中在一定条件下，消耗的反应物的量与重新生成的物质的量相同，那么在宏观状态下维持反应物的状态保持不变，这就是化学平衡状态。就数量角度，化学平衡原理指的是物质发生反应的过程中，消耗反应物的量与生成物的量速率相同，因此，反应过程中生成物浓度与消耗物浓度相同，化学反应中一旦达到平衡状态，那么宏观看物质总量不变，此时，物、料达到平衡。

二、对化学平衡原理的探讨

通过有关化学反应平衡原理的学习可以看出，化学平衡存在的特点如下:一是，化学平衡具有“可逆”的特点。化学平衡反应属于可逆反应，化学平衡时生成物与生成物不会消耗殆尽。因此，考试做题过程中，对于判断化学平衡的选择题型而言，可以通过排除的方法排除掉非可逆化学反应方程式，从而使做题的效率提高;二是，化学平衡具有“相等”的特点。在化学平衡反应中，化学反应正向反应速率等于逆向反应速率;三是，化学平衡具有“定”的特点。对于可逆反应而言，当混合物内各组分的百分比保持不变，就认为化学反应达到了平衡。这里百分比就是物质的质量占参加的总质量的比例;四是，化学平衡具有“变”的特点。化学平衡中一旦改变了外界条件，比如改变容器体积、改变环境温度等，就会打破化学平衡反应状态，导致正反应、逆反应速率不相同。因此，同学们做化学平衡状态习题时，认真审题;五是，化学平衡具有“动”的特点。化学平衡属于动态平衡，化学平衡过程中，同时进行着正反应与逆反应，比如氧气与二氧化硫反应生成三氧化硫过程中，二氧化硫溶解速率与三氧化硫结晶速率相等时，就认为该可逆反应达到平衡。

【摘要】化学是我国高中教育体系的重要课程。目前，随着教学改革的深入推进与素质教育的广泛开展，高中化学科目对学生的核心素养以及各项综合思维能力的考查更为凸显。教师应当重视从方法归纳的角度，提升学生化学解题的效率与质量。 本文将对高中化学解题中假设法的应用展开解析，希望能为相关教学工作提供帮助。

【关键词】假设法；高中化学解题；应用分析

假设法是一种思维方法， 对假设法的具体应用，一般是在学生因题目条件不足而无法顺利解题时，此时应用假设法，学生能够较为快捷、直接地找到解题思路，进而高效解题。 高中化学解题中常用的假设法分为：极端假设、赋值假设、过程假设、中值假设、转向假设。 本文主要针对以上五种假设法展开分析。

一、极端假设法的应用分析

在高中化学解题中，学生应当仔细审题，分析题目中包含的各类信息，选择最适用、最高效的解题方法，迅速判断出解题思路，进而准确解题。 极端假设法通俗来讲就是一种对化学题目的具体对象及其产生的化学变化展开解题的方法，学生在采用这种假设法解题时，应当结合题目中化学变量的具体情况，就化学变量在极端的情况下做出假设，并在深入分析题目蕴含的条件的基础上定位取值区间。 需要注意的是，在解题中，此种假设法的具体应用情境，主要为解决一些所给条件不够充分的化学题目，因此在应用极端假设法后，学生通常也不能完全求出准确的化学变量数值，只能大致判断其取值区间。应用极端假设法的流程如下：首先，结合题目的要求，判断化学反应的具体类型；其次，在上一步的基础上，提出符合题目要求的极端假设；再次，结合题目所给信息，特别是题目中的化学方程式，判断极值的取值区间；最后，结合上一步的结果，选择最合理的答案。例题 1：现有 50 mL 硫酸溶液，浓度为 18 mol/L。小明为研究硫酸溶液与铜的化学反应，向硫酸溶液中投入一定数量的铜片，再加热硫酸溶液，求此时溶液中被还原的硫酸为多少 mol？A.0.85 B.0.45 以下 C.0.45 以上 D.0.9解析：在做这道题时，学生应当充分分析该题涉及的化学反应方程式，即硫酸与铜发生的氧化还原反应：Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O。 在这一化学反应中， 与铜片发生化学反应的只有浓硫酸，稀硫酸则不能参与化学反应。但学生无法在化学反应持续发生后，依据题目所给的相关信息，判断出化学反应的停止时间。 此时，学生便可应用极端假设法解决这道题。 假设题目中的浓硫酸全部参与了化学反应，则可用化学方程式得出被还原的硫酸量，即浓度乘体积，得出 0.9 mol，被还原的硫酸为 0.45 mol，而由题可知此种反映情况不会真实发生， 由此可见，学生选取在这一范围内的答案即可，本题选择 B。

二、赋值假设法的应用分析

高中阶段化学题目所涉及的知识点数量多而广泛。 为提升学生的解题效率与解题质量，教师可为学生广泛布置多样化的题目，供学生练习，提升学生对综合性强的题目的解题能力。 而赋值假设法，对解决综合性强的化学题目而言有事半功倍的作用。此类适用赋值假设法的综合性强的题目所给的条件一般较为有限，其中最为典型的是用字母讨论并以比值的形式提问。 学生可从题目已知的条件与比值着眼考虑，找到正确的解题思路。化学反应系数的比值是解答这类题目的关键点， 学生可为这一比值赋予量化数值，让抽象的题目直观化， 进而降低学生的解题难度，提升学生的解题准确率。应用赋值假设法的流程如下：首先，学生应当仔细阅读化学题目，标注题目中的关键元素；其次，判断解题方法的可行性，找到正确的解题思路；再次，解读化学题目中的不同变量，找到有效的量化指标，保证后续的赋值假设法具有计算意义；最后，学生在综合分析现有条件的基础上列出赋值方程式并计算，得到答案。例题 2：现有一定量的硝酸银溶液，将硝酸银溶液投入一定量的碘化钾溶液中，化学反应发生并在一段时间内停止，此时溶液的质量与化学反应前的碘化钾溶液的质量相等。 求添加的碘化钾的质量分数。解析：这一题目没有给出具体的数值，因此学生就应当运用赋值假设法对题目展开合理的赋值操作，最后得出答案。 根据题目，学生可判断出题目中的化学反应是 Kl+AgNO3Agl ↓+KNO3的氧化还原反应。 学生可对这一化学反应展开赋值计算，设1 mol 的碘化钾参与化学反应形成质量为 170 克的1 mol 硝酸银，而如题目所述，在化学反应后，溶液质量与化学反应前碘化钾质量一致，析出碘化银质量与加入硝酸银溶液总质量同为 235 克，可根据以上条件算出质量分数，为 170/235×100%=72.34%。

［摘要］化学是高中课程的重要组成部分，占高考的分数值较大，为了让学生更好地理解化学基础知识并加深记忆，提高学生的解题效率，教师应当对学生的解题思路、解题技巧加以传授和引导，提高教师自身教学水平。守恒法是常见的化学解题方法之一，增强守恒法在实际解题过程中的运用，可以有效提高学生的解题效率。

［关键词］守恒法；高中化学解题；策略探讨

随着人们对教学重视程度的提升，对化学教学质量的要求也越来越高，教师在教授化学知识时应当同实际情况相结合，对学生解题技巧和解题思路加以传授和引导，用以提高学生的解题效率，在解化学题时，守恒法是比较常用的方法，学生通过使用守恒法能更好地对习题进行解析，更简洁地解决相应的化学问题。

一、化学守恒法概念

守恒法的主要原理是在发生化学变化时，化学反应前后的各种化学物质的电子和质量构成在变化完成后遵循的守恒变化，化学反应中的某一元素质量守恒或发生化学反应之后反应物和生成物在总质量上的守恒。守恒法存在一定的规律，学生在解题时可以依据整体的化学反应，正确地发现、研究反应物的变化过程并分析反应物和反应过程，然后通过守恒法发现整个化学反应中各个元素之间的联系，研究化学反应中各个元素之间的联系可以从两方面入手：一是针对化学反应中一种元素的存在形式扩展到整体的习题解答。二是将化学反应发生前后中的各个化学反应方程式书写出来，之后在找到其中的联系。

二、守恒法在高中化学解题时都有哪些应用

1.电子或电荷守恒法

摘要：目前，随着现代工业的不断发展，对石油天然气的依赖越来越强烈，而石油天然气是不可再生资源，在巨大的消耗背景之下，急需寻找接替能源,确保中国能源安全。提出一种新的方法，利用钻井技术手段把水和催化剂注入地下煤层，并采用核能技术加热煤层，通过物理以及化学反应，使地下煤层生成石油和天然气，从而增加石油天然气的资源储备，对于我国的能源安全将具有重大的意义。

关键词：煤炭；石油；天然气

中国石油天然气逐渐减少，进口国外的依赖性越来越大。如果没有大的发现，对我国的能源安全十分不利。而中国的煤炭资源非常丰富，储量在4×1012t以上，是很理想的转型接替能源。目前把地下煤炭资源变成石油或天然气资源的方法成本非常高，经济性不强。本文大胆设想，转变思路，应用核能加热煤层的方式，并配合催化剂，促其发生化学反应从而生成石油和天然气，实现低成本把地层煤层转换成石油或天然气。

1原理

通过对目标井井身结构设计技术，优选深度和厚度适宜的煤层，钻井施工后，随钻注入适量水和催化剂，再把核反应原料送至井底指定深度，表层封固，地面通过电磁波或有线电缆控制，实现井下核裂变，加热煤层，在催化剂的作用下，煤和水化学反应，生成氢气和一氧化碳以及二氧化碳，氢气在一定温度压力下，和煤继续反应生成甲烷，一氧化碳和氢气反应，从而生成石油天然气。待充分反应后，部分煤层就转换成了石油天然气资源，从而实现石油天然气开采。

1.1核变生热反应

235U+n→236U→135Xe+95Sr+2n235U+n→236U→144Ba+89Kr+3n31H+21H→42He+10n+1.76×107eV（氘+氚→氦+中子+能量）

摘要：在高中化学学习中，化学平衡原理是难点也是重点内容，该原理可反映化学的本质，能够让学生对化学反应蕴含的规律进行总结与归纳。而实际上，学生要熟练掌握这一原理具有一定难度，严重时甚至会打击学生学习化学的信心。文章主要针对化学平衡原理的应用进行分析，以帮助学生掌握化学平衡原理的知识和运用技巧。

关键词：高中化学；化学平衡原理；化学反应；学习技巧

在化学反应过程中，待化学反应达到一定程度的时候，没有继续出现反应现象，而反应物和生成物处于逐渐稳定的状态，即被称为化学平衡，其实质是指化学本身蕴含的规律性。在这些化学反应过程中，反应物与生成物都不会发生数量变化，但却会以其他的物质形态而存在。由此可见，化学平衡这一原理在本质上类似于质量守恒原理。这部分化学知识在高中化学知识体系中占据着重要地位，大纲要求学生能够对这一原理进行理解，并掌握其应用技巧。

一、化学平衡状态的判断技巧

1.基于化学平衡的基本概念

学生要理解化学平衡知识点，其重难点都在于判断化学反应的平衡状态。而判断方法有多种，以化学平衡基本概念入手是其中的一种方法。在某一特定条件下发生的一种可逆反应，其正、逆的反应速率是相等关系，即在V正=V逆的情况下，可认为该化学反应处于平衡状态。在某些化学反应中，会涉及参与反应物质的相关浓度变化计算，这就要求学生能够掌握这一计算方法，去判断化学平衡状态。例如，在制取二氧化碳的化学反应中，其化学方程式分别含有氯化钙与稀盐酸，若是两者浓度都不再发生变化，即可表明该化学反应处于平衡状态。

2.有色物质参与可逆反应的判断

摘要：化学平衡原理是高中化学课程知识体系中一项非常重要的知识点。化学平衡原理与化学方程式中电离与电解知识有着密切的联系。同时，化学平衡原理也是高中化学方程式数学的一个重要依据和基础，是每一届高考中的必考知识点。因此，对于化学平衡原理知识点在化学学习中的应用探讨可以帮助学生更加理解化学方程式，并且提升学习效率。本文主要通过介绍化学平衡原理的概念以及现阶段学生在学习化学平衡原理过程中出现的问题，从而探讨出相对应的化学学习应用策略。

关键词：高中化学；平衡原理；应用探讨

高中化学相较于初中化学更加抽象复杂，并且生僻难懂，这就造成了学生在进行基础知识学习的时候不容易理解知识，难以形成相应的基础框架，从而造成学生学习效率不高，知识不会灵活运用等问题。本文主要以“化学平衡原理”这一重要的化学基础知识点为例，对化学的基础知识学习与构建应用做出探讨与总结。

一、化学平衡原理的概念探讨

化学平衡原理贯穿于整个高中化学学习体系中，学生应该对化学平衡原理的基本原理以及不同条件下的应用方式进行充分理解与学习，才能够有效地提升高中化学学习效率。化学平衡原理的特性在高中化学可逆性反应中最能体现。当化学反应的过程是一种相对平衡的状态，那么反应的过程就不会改变反应物与生成物的浓度。因此，化学平衡状态的概念合一界定为——就宏观角度而言，可逆反应在一定条件下，消耗的反应物的量与重新生成的物质的量相同，可维持反应物的状态保持不变。从数量角度来看，在一个化学反应的过程中，反应物消耗的量与生成物的量在速率上保持一致，这就是化学平衡状态。总而言之，化学反应过程中的生成物浓度和消耗物浓度保持不变，比例保持恒定，化学反应达到平衡状态后，宏观物质总量不变，物料达到平衡状态。

二、现阶段学生学习平衡原理中的问题

(一)学生不会利用化学平衡原理界定可逆反应

摘要：随着中国科学技术的不断发展，工业化进程不断的推进，我国的化学工程技术也在不断的发展，起着不小的作用。不断加大化学工程建设，是当今社会发展的应有之义，是工业化进程的必然趋势。目前化学工程技术的热点问题有绿色化学技术、分离技术和超临界化学反应技术等，虽然我国的化学工程技术相较于以往已经取得极大的进入，但是与西方国家相比仍处于落后地位，本文针对化学工程技术的热点问题进行分析，结合国内化学工程技术的现状提出改善意见。

关键词：化学工程技术；热点；发展趋势

化学工程技术是研究以化学工业为代表的，以及其他过程中与化学过程有关的原理和规律的学科，最终目的是利用探究出来的原理和规律解决或者优化过程中的相关问题。化学工程与计算机、生物、能源等诸多高新技术领域息息相关，对于推动国家的工业化进程有着基础性的作用。因此，对化学工程技术的不断探究，不断了解和掌握国内外的最新研究内容和成果，都是很有必要，值得鼓舞的。

1化学工程技术的热点分析

1.1绿色化学技术

中国在工业发展初期有着先污染后治理的错误理念，导致现金社会对绿色生态、保护环境的重视，而绿色化学技术则是通过化学技术和方法去消除或者减少生产中的污染，从而达到减少环境污染，保护环境的目的。绿色化学通常会选用无毒无害的物料或者可再生的物料作为化学反应的原料，在反应过程不产生有毒有害品，从源头上就杜绝了对环境的污染。当今社会不仅在环境污染上加大整理力度，在新能源的挖掘和使用上也在不断加大投入和研究。绿色化学技术将是新能源使用过程中必然应用得到的技术。在已经生成的化学污染方面，对能产生绿色化学反应的废料进行化学反应，可以达到消除难以降解或者污染极大的废料，或者产生新的可利用化学品，达到废物利用的效果。绿色化学技术是绿色环保研究的重要内容，是我国化学家们研究的热点。

1.2分离技术