化学反应论文范文

时间:2023-03-13 08:08:43

化学反应论文

化学反应论文范文第1篇

一、活用网络整合资源,优化自主合作学习

选取“化学反应条件的优化———工业合成氨”一课进行网络背景下的自主合作学习的原因有:一是本节课内容是“化学反应的方向”“化学反应的限度”“化学反应的速率”等化学理论知识的延续拓展,也是学生综合利用化学理论知识解决实际问题的具体案例,而合成氨反应也是学生熟悉的、典型的平衡体系,是重要的化学工业之一;二是本节课教学内容难度不大,但内容相对分散,而且是学生自开设化学课以来第一次较多地接触到化工生产,适于安排网络教学形式;三是经过高中一年的训练,学生的思维水平正从感性思维、形象思维向理性思维、抽象思维转变,基本上具备积极主动获取知识的能力,参与意识、合作意识已有较明显的提高。同时学生已经完成信息技术课程的学习,掌握信息技术操作的基本技能,足以胜任网络背景下自主合作学习的要求。通过自我实践和探索完成知识的学习和建构是自主合作学习的核心,而网络背景下的自主合作学习的关键是如何运用网络平台整合教学资源。在实施本课程教学时,主要从两方面入手:一方面将学习资源进行筛选、整合,优化呈现方式。如将有关合成氨的学习资源整合成一份资料包,内含:导学案的Word文档,合成氨生产的温度、压强、催化剂数据分析模型、曲线图,合成氨工厂模型建造过程的视频,合成氨生产网络搜索关键词及网址等,这样做有助于学生利用纷繁复杂的知识进行有序的学习;另一方面将学生资源进行整合。如合理地将学生进行分组,本次授课班级有40位学生,通过精心巧妙地编排座位,分为12个小组,每个小组3~4名学生,一人负责上网查资料,一人负责查询提供的信息,一人负责引导讨论并完成电子导学案。分组时力求每个小组的学力水平保持相对均衡,每组都要有较为活跃、善于关心和鼓励他人的学生,以增强组员之间的合作意识。在自主合作学习过程中,要求小组成员明确分工并相互交换角色。整合教学资源的目的是为了运用,那么经过整合的教学资源在课堂上能呈现出预期的精彩吗?不一定,有时可能跟教师的预期相差很远,这就需要灵活运用网络平台,把握教学资源呈现的时机和呈现的形式。如在本节课的教学过程中,讲到合成氨工厂需要庞大而复杂的设备时,顺势引导学生观看资料包中的三维动画及课件中的图片,让学生直观感受实现合成氨工业化生产的困难,学生就会产生质疑:“既然实现合成氨工业化生产那么困难,不研究可以吗?”此时,借机引导学生查看课前印发的阅读材料和资料包中提供的网址上网浏览,了解合成氨的重要性,紧接着用教师机展示归纳好的合成氨的重要性,进而让学生明白学习这节课的必要性和重要性。利用网络平台采集资源、整合资源,并灵活地运用于课堂教学实践中,使课堂教学充满无穷的魅力;同时把课堂交给学生,让他们大胆尝试,学习效率自然就提高了,从而优化自主合作学习。

二、妙用网络克服弊端,提升自主合作学习效果

网络背景下的自主合作学习以学生为主,开放性很强,丰富的教学素材为学生提供了多样化学习的可能,但是,若没有方法指导进行盲目的学习,是很难抓住课程重难点的。另外,课堂有限的时间未必能保证学生学习所有的教学素材。因此,要发挥网络平台的优势,除了选取合适的教学内容,充分做好学情分析以外,还需要教师对学生可能的学习手段和方式做好充分的预设,保证在有限的教学时间内帮助学生达成教学目标。这就需要教师在教学过程设计和教学资源整合上做好文章,充分发挥教师的引导作用。如在实施本课教学时,从以下几个角度入手:一是课前进行理论分析,明确学生自主合作学习的任务,设计电子导学案,通过网络发送在班级QQ群中。在电子导学案中设置的问题有:利用平衡移动的知识分析如何提高氨的产量;利用化学反应速率的知识分析如何提高合成氨的反应速率;从化学平衡的角度和化学反应速率的角度分析温度、压强、催化剂、反应物浓度和生成物浓度对合成氨的影响。当学生在自主合作学习过程中可能会发现达到高转化率与高反应速率所需条件会产生相互矛盾时,再追问几个问题:压强怎么选择?温度怎么确定?N2和H2的体积比为何是1∶2.8?合成氨工业生产中,原料气为什么要循环利用?为什么要在适当的时候将氨气从混合气中分离出来?二是教师有目的地查寻信息,精选网络资源,对丰富的教学素材进行整合与归纳,整理成一份资料包发送到每台学生机上。学生可以通过阅读多媒体课件中提供的信息,并根据提供的相关网址上网浏览相关材料以及阅读教材P68-69中的“化学与技术”,解决电子导学案中的基本问题。三是在学生自主合作学习时,教师有目的地深入到各小组中,参与学生的交流和讨论,对学生的观点、看法做到心中有数,并随机提出问题,引导学生利用网络平台提供的学习素材解决问题。如讨论“合成氨适宜温度选择”这一问题时,学生认为反应速率与化学平衡的结论有矛盾,教师指导学生查询PPT课件中“铁触媒催化能力———温度图”解决温度问题。四是在师生交流环节中选择与课堂重难点有关的问题加以讨论。教师可以利用交互功能,在学生通过网络平台提交的反馈作业中,找出两份具有代表性的作业发送到学生机上进行分析讨论,如在解决生成物浓度对提高合成氨反应速率的影响时,一组学生认为应增大浓度,另一组学生则认为要降低浓度,教师顺势引导小组成员查看课件中合成氨的速率方程,引发小组之间讨论交流、发表看法,共同得出结论:应该是降低氨气的浓度以提高反应速率。网络教学有传统媒体不可比拟的优势,但也存在先天的局限。只有学习的指向性得到保证才能节省课堂时间,才能保证绝大多数学生通过课堂的学习,达成教学目标,学生才有时间在网络平台上学习自己感兴趣的内容,拓宽视野,提升自主合作学习效果。总之,基于网络背景下的自主合作学习,使教材内容与生动的网络信息有机整合,优化了课堂教学结构和学生的学习方式,提高了课堂教学效率;既发挥了教师的主导作用,又充分体现了学生的主体作用,培养了学生自主合作学习的能力和意识。

作者: 沈宝华 单位:福建宁德市民族中学

化学反应论文范文第2篇

1.1采样时间与地点

2012年3月—2013年2月连续1a监测青岛市大气中的VOCs,采样地点位于崂山区金家岭。该点临近崂山区主干道,周围主要是高、中层建筑,属于商业和居民混合区,东北侧距离约800m有山体环绕,西侧约150m是1个小型加油站。

1.2监测仪器

利用在线气相色谱仪观测大气中VOCs,仪器为法国CHROMATE-SUD公司提供的AirmoVOC分析系统,包括A11000型AirmoVOCC2-C6和A21022型AirmoVOCC6-C122台分析仪,由2组采样系统和2组分离色谱柱系统组成。其中C2-C6分析仪用于监测含碳个数在2~6之间的低沸点组分;C6-C12分析仪用于监测含碳个数在6~12之间的高沸点组分。检测器均采用火焰离子化检测器(FID),能确保分析的高灵敏度和高选择性。仪器校准采取内部校准与外部校准相结合的原则,内部校准物质为正丁烷(体积分数60×10-9)、正己烷(体积分数20.5×10-9)、苯(体积分数32.5×10-9),系统每天自动启动1次内部校准程序。外部校准采用56种VOCs的标准气体,每种物质的体积分数在110×10-9~120×10-9之间,至少每月校准1次。

2结果与讨论

2.1VOCs浓度水平及组成

对青岛市大气中50种VOCs组分进行定量分析,其中包括烷烃29种、烯烃7种、芳香烃14种。观测期间,该市大气总VOCs体积分数(小时值)变化范围为0.5×10-9~230.4×10-9,全年均值为9.2×10-9,其中烷烃所占比例最高,为66.7%,芳香烃和烯烃所占比例为21.0%和12.3%。表1为青岛市VOCs部分优势物种的体积分数与国内外城市的比较结果。由表1可见,青岛市大气中的VOCs浓度较其他城市低,其中丙烷、正丁烷、异丁烷、异戊烷、丙烯、甲苯等组分的浓度均低于其他城市,而苯的浓度高于北京、中国香港、里尔。顺-2-丁烯、反-2-丁烯和异戊二烯的浓度水平与其他城市相当,乙苯的浓度水平与北京、达拉斯近似。

2.2VOCs不同组分的变化特征

2.2.1季节变化特征

图1为不同季节VOCs各组分比较。由图1可见,总VOCs浓度夏、秋季高于春、冬季,与天津市规律相似[1],与宁波市[4]相反。各月VOCs浓度水平相差较大,9月最高,4、5月最低。夏、秋季植物生长茂盛,释放出大量萜烯类化合物,是大气中VOCs的重要天然源。人为源方面,夏、秋季气温高,低沸点的VOCs挥发加剧,增加了来自加油站、汽车油箱直接挥发的有机物[14]。此外,夏、秋季正值青岛旅游高峰,《2012年青岛市统计公报》表明,当年共接待游客5717.5万人次,若按45座的旅游巴士计算,则至少有127万辆机动车出入该市,尾气排放大幅升高,户外烧烤兴起也有较大贡献。烷烃在各季节占总VOCs的比例均为最高,其次为芳香烃和烯烃,3者比例范围分别为56.8%~71.2%、16.4%~31.9%和10.1%~15.0%。烷烃和烯烃在夏、秋季的浓度明显高于春、冬季,可能与夏、秋季溶剂挥发加剧、机动车尾气排放增多、植被释放增多等因素有关;芳香烃秋、冬季浓度较春、夏季高,可能受工业源、机动车源的综合影响。

2.2.2日变化特征

图2(a)(b)(c)(d)为夏季与冬季不同VOCs组分的日变化趋势。由图2可见,烷烃、烯烃在夏季与冬季的日变化均呈现“两峰一谷”特征,与交通早、晚高峰对应。早晨7:00前后出现峰值,之后随着大气边界层抬升和太阳辐射加强,污染物被稀释且部分经光化学反应被转化,浓度迅速降低,至14:00前后降到最低值,傍晚随着大气边界层降低和交通晚高峰到来,浓度又迅速升高并在18:00前后达到峰值。与北京市的研究结论[3,14]类似,烷烃、烯烃的日变化规律与交通早、晚高峰有明显对应关系,主要与机动车尾气排放增加有关。芳香烃的日变化规律与烷烃、烯烃不同,夏季日变化趋势较平缓,且白天高夜间低,可能受化工企业排放和溶剂挥发等影响;冬季日变化在上午和夜间有较明显的峰值,除人为源排放外,气象条件也是重要影响因素,夜间大气边界层降低,污染物聚集,易形成浓度峰值。

2.2.3周末效应

由于不同时期交通活动、工业生产存在差异,大气污染物在工作日(周一—周五)和非工作日(周六—周日)通常表现出不同污染特征。选取2012年8月—9月间的6个星期对VOCs各组分、氮氧化物进行周末效应分析,见图3。可以看出,总VOCs在工作日的平均浓度高于非工作日17.2%,其中烷烃、烯烃、芳香烃在工作日的平均浓度分别高于非工作日11.9%、30.7%、17.4%,各组分均表现出不同程度的周末效应,可能与工作日机动车源、工业源等活动增加有关。氮氧化物在工作日的平均浓度较非工作日高60.0%,表现出显著的周末效应,由于氮氧化物主要来源于机动车尾气,进一步证实了机动车源对工作日的重要贡献。

2.3VOCs物种间的相关性及来源分析

将大气寿命近似的VOCs物种作相关性分析,由于相同的物理混合、光化学去除过程会引起相同的浓度变化,则两者在大气中的浓度比值等于其在排放源中的比例,由此可以大致判断其主要来源[8]。表2为青岛市VOCs优势物种相关性分析。由表2可知,反-2-丁烯与顺-2-丁烯的相关性较高,且比值为1.23,与北京隧道实验的结果[15]接近,可推断这2种烯烃主要来自机动车尾气。苯、甲苯、乙苯相关系数在0.6~0.9之间,说明其排放源类似。甲苯/苯的比值(T/B值)可用来评价机动车尾气对苯系物的贡献,一般认为T/B值接近2.0表示机动车尾气贡献显著[3],T/B值偏离2.0越远说明受机动车影响越小,而受溶剂挥发、工业源等影响越大。研究表明中国香港机动车贡献显著(T/B值为2.27)[16],而珠三角工业区则主要受工业源影响(T/B值为4.8)[17]。青岛市T/B值为0.56,远小于2.0,说明溶剂挥发、工业源影响较大。烷烃物种与苯系物的相关性较低、污染来源不同,一般认为烷烃来自机动车排放、汽油挥发或燃料泄漏等过程。表2中丙烷和正丁烷、异丁烷的相关系数均在0.60以上,且与乙烯(燃烧过程产物)、异戊烷(汽油主要组分)相关性较低,由于丙烷是液化石油气(LPG)主要成分[15],可判定这3个物种主要来自以LPG为燃料的车辆排放。

2.4化学反应活性

臭氧为二次污染物,是复杂光化学反应的产物,并且受气象因素的影响。通常用OH自由基消耗速率(LOH)估算初始过氧自由基(RO2)的生成速率,该反应是臭氧形成过程的决定步骤[18],因此可通过LOH值大致比较不同组分对臭氧生成的贡献。研究得出,夏、冬季青岛市VOCs组分中烯烃浓度虽然只占10.1%~15.0%,但其臭氧生成贡献最高,占总VOCs的68.1%~77.7%;烷烃虽占VOCs总浓度的大部分比例,但由于其化学反应活性较低,夏季的臭氧生成贡献为15.1%,冬季仅为11.6%;芳香烃对臭氧生成贡献在夏季为7.2%,冬季增加至20.3%。青岛市大气VOCs组分中烯烃的臭氧生成贡献远高于烷烃和芳香烃,这与广州地区的研究结果相似[6],而上海和深圳地区则主要以芳香烃最高[5,8]。分析夏、冬季臭氧生成贡献较高的VOCs物种可得,夏季前5位贡献较高的物种(按照LOH从大到小排列)依次为反-2-丁烯(0.50s-1)、顺-2-丁烯(0.44s-1)、1,3-丁二烯(0.38s-1)、异戊二烯(0.38s-1)、异丁烯(0.30s-1),均为烯烃化合物,且LOH值均在0.30s-1以上;冬季前5位贡献较高的物种依次为1,3-丁二烯(0.52s-1)、异戊二烯(0.41s-1)、顺-2-丁烯(0.23s-1)、乙烯(0.15s-1)、乙苯(0.15s-1),除1,3-丁二烯、异戊二烯的LOH值超出0.30s-1外,其余物种LOH值均较低。

3结论

(1)青岛市大气中VOCs浓度处于较低水平,烷烃占比最高,60%以上,其次为芳香烃和烯烃。(2)夏、秋季VOCs的浓度高于春、冬季,1a中9月浓度最高,4、5月最低;VOCs日变化呈“两峰一谷”的变化规律,主要与交通早晚高峰对应。(3)VOCs各组分均表现出周末效应,说明机动车源和工业源的重要影响,对优势物种的相关性分析进一步证明两者是主要来源。(4)青岛市大气中的VOCs对臭氧生成有重要贡献,且烯烃的臭氧生成贡献远高于烷烃和芳香烃,由于VOCs来源于机动车尾气、溶剂挥发、化学工业等,因此控制这些排放源将有效削减臭氧生成的前体物,降低臭氧浓度,改善市区环境空气质量。

化学反应论文范文第3篇

从知识的概括抽象程度来看,孤立的某一、两个化学反应的实例及其应用往往价值有限。要使它们变得真正富有教育意义,就必须把它们纳入到学科知识的结构中,需要把事实(实例)、概念和规律与化学观念、学科中普适性更高的重要概念和方法,如物质的性质、物质的检验、物质的转化、化学反应的验证等组合起来,让学生能够基于这些不同层次知识间的内在联系实现知识的拓展和知识结构的改造(见图1),让学生能够从中领悟更有普遍意义、具有持久迁移价值的学科思想观点与解决问题的思路和方法,以提升学生的化学思维水平。以“二氧化碳与碱的反应”为载体来感悟学科中普适性更高的化学观念、重要概念与方法,需要学生“穿越”事实,需要让学生经历以事实、现象、规律为基础的比较与分析、归纳与概括、观点表达与质疑等思维活动。这是实现学生知识改造、完善学生认知结构的重要保障。例如,以二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应无明显现象等内容为认识对象,围绕“探究化学反应发生的证据”这一核心任务,需要引导学生利用联系和变化的观点,整合之前所学的相关知识,通过比较、分析、概括等思维过程,逐步完善相应的分析思路与方法(见表1)。

2学生的认识发展与障碍分析

物质的性质、反应与检验,化学反应发生的验证与物质的变质等内容涉及的知识点多,其综合性较强,学生学习存在一定困难。表现:少数学生对实验现象的描述不准确,对实验原理的分析及化学方程式的书写有错误;在有关实验探究及方案设计方面,大多数学生没有思路或思路混乱,对实验过程的描述和分析不清楚等。多数学生能够依据物质的性质对单一物质进行检验、解释相关现象等,但对于相对复杂的问题,如两种物质同时存在如何检验某一种物质时,想不到或不会分析排除干扰,不能将知识综合运用。基于上述分析,学生在复习过程中需要发展的方面主要如下:①知识的巩固与提升。以“二氧化碳与碱的反应”为载体,将常见物质(二氧化碳、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钙)与上述反应建立关联,建立这几种物质的性质、反应、检验与转化的认识,帮助学生建立有联系的知识,促进知识的巩固、整合与系统化。②分析思路与方法的完善。以二氧化碳与氢氧化钠是否反应为探究点,从验证反应物减少、验证有新物质生成两个角度来探究反应是否发生,在问题解决的过程中促进学生完善分析思路与方法。③认识角度的拓展,将知识应用于解决较为复杂的问题。如,换个角度看“二氧化碳与碱的反应”,引出氢氧化钠溶液的变质问题,按照是否变质、是部分变质还是完全变质等问题的探究,将常见的碱(氢氧化钠)与盐(碳酸钠)的性质、反应与检验融入其中。物质的检验需利用物质的性质差异来进行。利用氢氧化钠与碳酸钠的化学性质差异来分析和解决氢氧化钠溶液的变质问题(见表2),可以帮助学生形成较为清晰的思考问题的路径,有利于帮助学生应用所学知识解决实际问题。

3复习教学活动设计

(1)复习教学的整体思路基于上述分析,在“二氧化碳与碱的反应”复习教学中,基于学生的认知基础与发展需要,从物质的性质、检验、转化(变质)以及化学反应的验证等多角度来深入认识化学反应便成为复习的核心所在。为此,将“二氧化碳与碱的反应”专题进行整体复习教学设计:第1课时,定性分析二氧化碳与碱的反应,侧重物质检验、反应发生的验证以及碱的变质问题;第2课时,定量分析二氧化碳与碱的反应,解决实验装置的分析及实验中某物质质量分数的计算等问题。(2)主要复习活动举例以第1课时的教学为例。教学思路如下:(课的引入)二氧化碳与碱反应的再认识(任务1)探究二氧化碳与氢氧化钠溶液是否发生了反应(任务2)分析碱的变质问题(任务3)提升思路与方法,解决新的问题。任务1和任务2的设计,体现了同一问题的不同认识角度,即通过检验生成物不仅能判断氢氧化钠溶液与二氧化碳是否发生了反应,还能分析碱液是否变质的问题。任务3的设计,注重在解决新的问题过程中,增进学生的理解力,并形成应用化学反应分析问题的思路和方法。现就其中的主要活动设计简要说明如下。任务1探究二氧化碳与氢氧化钠是否发生了反应[问题1]如何用实验证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应?[素材1]2013年北京化学中考32题实验装置(见图2)。[学生活动1]分析此装置的特点及小气球的作用。思考并讨论:证明二氧化碳与氢氧化钠反应需进行的操作、相应的实现现象及发生的相关反应是什么。[设计意图]利用图2所示的实验装置,证明二氧化碳与氢氧化钠反应的实验操作依次为:第一步,将针管1中的氢氧化钠溶液推入瓶中,气球鼓起,发生的反应是CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O反应;第二步,将针管2中的稀盐酸推入瓶中,溶液中有气泡产生,气球变瘪,发生的反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2;第三步,向外拉注射器3,澄清石灰水变浑浊,发生的反应是CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O。以此作为教学素材,将反应原理与实验装置、操作有机整合,指导学生如何看实验装置图,如何在新的实验情境中分析化学反应,从而体会到如何利用化学反应解释现象、检验物质、说明反应的发生。[素材2]学生探究二氧化碳与氢氧化钠反应的实验微视频。[问题2]想一想实验还有需要完善的地方吗?有哪些干扰因素?如何排除干扰?[学生活动2.1]观看学生实验视频,思考和交流实验探究二氧化碳与氢氧化钠的反应的思路:通过验证生成物碳酸钠的存在,即加酸有气泡,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊,说明二氧化碳与氢氧化钠溶液反生了反应。讨论和分析实验的干扰物质及排除方法:瓶中有可能存在没有反应完的二氧化碳。而要排除瓶中二氧化碳的干扰,需在推入盐酸前,先向外拉注射器3。若无明显现象,说明瓶中二氧化碳已完全反应。[追问]设计实验通过气压差能否验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应?[学生活动2.2]思考并交流需排除氢氧化钠溶液中水的干扰,学生能想到做对比和控制变量的实验。观看用氢氧化钠固体与二氧化碳反应的视频,说明通过证明二氧化碳减少,产生气压差也能证明二氧化碳与氢氧化钠反应发生。[方法提升]在互动交流中师生共同总结检验无明显现象反应发生的方法。[设计意图]播放学生实验的微视频,将实验原理、装置的理论分析与学生探究实验的实践相结合,能有效地激发学生新的学习。利用连续性的问题引导学生思考、讨论和交流,让学生参与实验探究的全过程。一方面帮助学生理清检验无明显现象反应发生的思路,即可以从验证反应物的减少、验证有新物质生成两个角度来考虑;另一方面引导学生发现验证实验中的干扰因素并考虑如何排除干扰,在问题分析与解决的过程中提升化学思维,培养思维的严谨和发散性。任务2对氢氧化钠溶液是否变质及变质程度的探究[素材3]一瓶久置的氢氧化钠溶液。[学生活动3.1]思考久置的氢氧化钠溶液有可能发生的变化:氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳可能发生了反应。[问题3]如何检验这瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度呢?[学生活动3.2]思考如何来分析氢氧化钠溶液的变质问题,设计相应的实验方案并完成学案中的相关内容。[追问]若证明氢氧化钠溶液部分变质,如何排除碳酸钠对氢氧化钠检验的干扰?[学生活动3.3]交流完成的学案(见表3)及设计的实验方案(见表4)。小资料:①碳酸钠俗称纯碱,其水溶液呈碱性。②CaCl2溶液呈中性,CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl[方法提升]在互动交流中师生共同总结判断碱液是否变质及变质程度的方法。[设计意图]提出氢氧化钠溶液的变质问题,给学生一个新的视角,通过分析与讨论,让学生体会到通过检验生成物不仅能判断氢氧化钠溶液能与二氧化碳发生了反应,还能帮助分析碱液是否变质,这样给学生之前已完成的复习增添了新的意义。分析氢氧化钠溶液是否变质的关键要看是否有碳酸钠存在,因此可以利用碳酸钠的性质进行检验。分析氢氧化钠的变质程度关键在于分析生成物的成分:如果是全部变质,生成物只有碳酸钠;如果是部分变质,生成物中既有碳酸钠,又有氢氧化钠。要说明变质程度关键是要证明氢氧化钠是否存在。要检验氢氧化钠的存在,还需要考虑如何排除碳酸钠的干扰。基于上述的分析思路的讨论,引导学生学会从哪些角度分析、如何通过实验来证明氢氧化钠碱液的变质问题,促进学生将知识转化为解决实际问题的能力。在实验方案的书写与交流方面,要求学生从“取、加、若、则”四个方面做答,以规范和提升学生实验方案的书写与表达水平。任务3提升思路与方法,解决新的问题[问题]利用二氧化碳与碱液反应能解决哪些问题?如何解决呢?[学生活动]总结所复习的内容,在教师引导下学生完善板书内容(见图3)[拓展应用]有一包久置的生石灰干燥剂,你能探究哪些问题?请说出你的思路与方法。[设计意图]通过“二氧化碳与碱的反应”特点及其应用的分析,整理所复习的知识内容,让学生进一步体会多角度地认识化学反应;通过板书(见图3)结构化地呈现的内容与分析要点,将分析问题的角度与思维可视化,让学生清晰地知道证明化学反应发生的思路、分析碱液是否变质及变质程度的方法。设计的拓展应用,重在促进学生运用所学知识解决相关的不同问题,既是给学生提供更多的练习与应用的机会,也可以用此来说明或检测学生是否掌握了所复习的内容。

4结束语

总之,物质发生的化学反应是物质化学性质的具体体现,是实现物质转化的基本途径,是进行物质检验、分离、提纯的基本依据与重要方法,是研究物质、探究化学反应的重要载体。某些典型物质的化学反应(如二氧化碳与碱的反应),是引领学生深入研究物质、多角度地认识化学反应的重要素材。在教学中,需要充分挖掘这些具体素材所承载的学科重要概念、学科思想观点与方法,以此为导向展开教学,将学习重心从记忆事实转移到理解可迁移的化学观念和对更为根本的学科知识结构的深层理解,使学生的认识能够基于具体知识但又超越具体的知识,以实现学生知识的结构改造、观察与认识事物的方式发生变化。这是提升学生的化学思维水平与解决问题能力的重要教学策略。本文系北京教育学院“学科教育学”重点学科建设研究成果、2014年北京市“初中生学科知识建构的研究与实践”项目成果。

化学反应论文范文第4篇

在电池的充放电过程中,电极材料体积的显著变化容易导致结构的塌陷[13-15],开发嵌锂后结构稳定的材料是解决这一问题的关键。Wang等指出,空心圆锥形结构可以有效缓解充放电过程中结构应力和体积变化[16],从而显著提高其循环稳定性。受该工作启发,本研究组通过引入碳来调整高价锰被二价锰离子还原的速率,利用水热法和Ostwaldripening机理实现低结晶度氧化锰的溶解再结晶,以及结构导向剂对晶体的诱导生长,然后通过反应器内温度场、浓度场控制,使其满足氧化锰圆锥形结构生长所需要的动力学条件,成功制备了氧化锰空心圆锥体/碳纳米复合材料[17],如图1所示;作为锂离子电池负极材料,表现出高的电化学性能。在此基础上,进一步利用复合材料中的碳加速氧化锰的还原速率,从而显著降低嵌锂温度(380°Cvs.700°C),成功地将氧化锰/碳复合材料转变成单晶锰酸锂空心圆锥体锂离子电池正极材料。表现出高的比电容量(127mAh•g-1vs.理论容量148mAh•g-1)、高功率性能(100mAh•g-1,50C)和优异的循环稳定性(>1000次)[18]。因为赝电容材料的电化学反应仅仅发生在材料的表面,减小颗粒尺寸还可以显著提高材料的电化学活性[19-21]。本研究组利用结构导向剂对晶面的诱导生长,通过控制反应物界面温度浓度梯度,制备了多种超细超薄层状化合物,显著提高了其电化学活性。采用双表面活性剂六亚甲基四胺和水合肼对晶面进行诱导生长,并控制界面的反应-扩散速率,利用水热反应实现了不同厚度氢氧化镍纳米片的可控制备及自组装,得到的超薄氢氧化镍纳米片组装形成的花状结构具有最优异的电容特性,明显优于较厚纳米片的组装体[22];基于水热环境中强碱溶液对二氧化锰纳米线表面微区的反应-扩散速率,制备出具有超高长径比的超细二氧化锰纳米线(直径约3-6nm),显著提高了其比电容量[23],且其电化学性能优于Tang等和Xiao等课题组报道的二氧化锰纳米带[24]、纳米管[25]等结构;通过控制反应速率和氧化锰的晶体生长习性,通过简单的液相法合成了具有不同结晶度的超薄二氧化锰层状结构,研究结果表明氧化锰的结晶度越低、比表面积越大,其比电容量越高[26]。通过构建超薄超细的纳米结构以及新型稳定的空心结构来提高电极材料的电化学活性和稳定性是切实可行的。超薄超细纳米结构可以提供更高的比表面积和电化学反应效率,进而提高活性材料利用率及其电化学性能;空心圆锥形结构可以存储大量的电解液,保证快速的电子离子传输,并能够有效缓解电极材料在充放电过程中的结构应力和体积变化,提高其稳定性。

2界面限域反应控制制备金属氧化

物嵌入介孔碳杂化材料氧化锰作为典型的过渡金属氧化物储能材料,具有高理论容量、廉价等优势;但是,当氧化锰应用于超级电容器电极材料时,其电导率低、且在电化学反应过程中容易导致锰离子的部分溶解(2Mn3+Mn4++Mn2+),导致其功率特性和循环性能比较差,阻碍了其在电化学领域中的应用[27,28]。目前,解决这些问题的主要方法是将MnO2负载在导电化合物的表面。例如,Guo等成功地将MnO2负载在导电高分子/石墨烯复合物的表面[29],Xia等将MnO2纳米片生长在碳纳米管外表面[30]。采用上述方法虽然可以显著提高MnO2的电化学活性,但是复合材料的比电容量小,且MnO2留在外部,锰离子的部分溶解问题仍然存在。针对这些不足,本研究组提出了制备金属氧化物嵌入介孔碳纳米杂化材料的思路(如图2a所示)[31,32],这种结构不仅体现了介孔碳高功率特性与金属氧化物高能量特性之间的强耦合作用,而且避免了金属氧化物与电解液的直接接触,从而有效缓解了充放电过程中的溶解问题。制备过程主要利用多巴胺构筑固-液反应界面,借助聚多巴胺的氨基和羟基与金属离子之间的络合反应生成金属有机化合物,通过碳化过程创新性地制备了金属氧化物嵌入介孔碳杂化材料,如图2b-2c所示;氧化锰嵌入介孔碳杂化结构复合材料的比电容量高达266F•g-1,在60A•g-1的大电流密度下比电容量仍保持150F•g-1,明显高于纯MnO2纳米线(75F•g-1,20A•g-1);经过1200次循环后比电容量也没有明显下降的趋势,显著提高了其循环稳定性。在此研究工作的基础上,本研究组还进一步设计制备了异质结构豆荚状氧化锰/碳纳米复合材料[33],有效解决了锂化反应过程中材料体积显著膨胀所造成的活性材料部分溶解和结构破坏等问题。在材料的制备过程中,利用多巴胺易于成膜的特点,借助氧化锰前驱体纳米线和氧化锰纳米线结晶度的不同,控制碳化过程中温度分布,使氧化锰前驱体纳米线发生原位分解,并断裂成高结晶度的氧化锰纳米颗粒,从而实现了豆荚状氧化锰/碳异质结构的制备,且颗粒与颗粒之间存在大量的空隙。作为锂离子电池负极材料,这种豆荚状结构比氧化锰纳米线、氧化锰/碳核壳纳米线表现出具有更高的容量和充电、放电倍率性能,且经过1000次连续充放电测试,循环前后电极材料的结构保持高度一致性。基于多巴胺易成膜的特点,利用多巴胺构筑固-液反应界面,来制备金属氧化物嵌入介孔碳杂化结构是一种方便可行的方法。该方法可以有效提高金属氧化物的电导率,并缓解其在电解液中的部分溶解,进而提高电极材料的循环稳定性。

3新颖三维结构的多元复合电极材料

对于纳米材料制备过程,通过组装等方法形成具有特定结构的复合材料体系具有重要意义,因为组装体系表现出的特异理化性能,使其在新能源等领域显示出了良好的应用前景。Chen等利用超声自组装法成功制备了还原氧化石墨烯-MnO2空心球复合材料[34],Zhu等利用静电自组装制备了石墨烯包覆蜂窝状MnO2纳米球[35]。但是,由于石墨烯不可避免地发生再堆叠以及MnO2与之界面只是物理作用力结合,导致二者的电容性能并不是很理想。因此,目前设计和制备具有显著协同效应和良好界面结合的异质结构并不容易实现。本研究组利用不同种类结构单元之间的协同效应及其界面耦合作用增强复合材料的电化学性能,借助高锰酸钾溶液的强氧化性与固液界面的化学反应速率控制,组装了具有特定结构的rGO/CNTs/MnO2等三维复合材料体系。为进一步提高氧化锰材料的大电流充放电能力,本研究组提出了通过在还原氧化石墨纳米片表面生长碳纳米管,构建氧化锰电子快速传递三维网络通道。基于CVD法在还原氧化石墨纳米片表面控制生长碳纳米管,有效避免了还原氧化石墨的再堆积,利用高锰酸钾溶液的强氧化性实现超薄氧化锰纳米片在碳骨架表面的生长,制备得到rGO/CNTs/MnO2三元纳米杂化材料(图3a)[36]。作为超级电容器电极材料时,在60A•g-1的大电流密度下,比电容量仍保持222F•g-1,明显高于单一组分的氧化锰超薄纳米片(仅52F•g-1)。基于上述研究工作,研究者进一步利用高锰酸钾强的氧化性在氢氧化镍(Ni(OH)2)纳米线和聚苯胺(PANI)纳米纤维表面构筑固-液反应界面,通过调节反应物浓度、反应温度、搅拌速率等控制其反应和扩散速率,从而控制氧化锰在固体表面的成核生长,实现了超薄二氧化锰纳米片均匀生长在Ni(OH)2纳米线[37],以及超细二氧化锰纳米颗粒负载在导电PANI纳米纤维(图3b-c)[38],长时间超声测试后复合材料结构保持完整,其界面结合牢固。电化学测试结果表明复合材料的电化学性能明显优于单一组分,各组分之间表现出明显的协同效应。

4结论

本文主要概述了表面化学反应控制制备多级结构新型能源材料及其在超级电容器和锂离子电池中的应用性能。主要包括三个方面:利用晶面诱导生长与反应工艺条件协同调控材料结构的新方法,通过控制反应器内温度和浓度场,使之满足材料特定结构生长所需要的动力学条件,创新性地制备了氧化锰空心圆锥体等多种新颖结构纳米材料,显著提高了其电化学性能;利用多巴胺构筑固液反应界面,借助聚多巴胺的功能基团与金属离子的络合反应,通过碳化过程创新性地制备了金属氧化物嵌入介孔碳杂化材料,显著提高了材料的大电流充放电能力和循环稳定性;基于电极材料之间的协同效应和界面耦合作用,利用高锰酸钾构筑固液反应界面,借助其强氧化性组装了多种三维结构的多元复合电极材料,复合材料的电化学性能明显优于单一组分。在接下来的工作中,应深入研究热质传递和反应过程对材料微观结构形成和演变以及反应器内温度、浓度分布及其对材料结构的影响规律,为反应器结构设计和材料的宏量制备奠定基础。

化学反应论文范文第5篇

由于教学行为是融合了教师行为、学生行为和教育信息等的综合体,具有多样的、灵活的、富于弹性的特点,且会受各种因素如教学资源、教学内容、学生状况以及教师理念、教学能力等的影响,因而教学行为的探查具有一定的困难性。国内外许多学者的处理方式是,首先对教学行为进行分类研究,然后就各类教学行为的表现进行探讨。循着这一思路,借鉴他人的研究成果,笔者从教学过程的角度将教学行为划分为教学准备行为、教学实施行为(或称课堂教学行为)两类。课堂教学行为又分为口头语言行为、非口语媒体手段行为,口头语言行为包括讲授(如讲述、讲解、讲演等)、提问(如发问、追问、反问、质疑、设问等)、指导(如指导合作、指导实验、指导阅读、指导练习等)、评价(如对学生回答、讨论、学习态度、学习结果、学习策略等的评价)等。非口语媒体手段行为包括展示(展示实物、模型、图表、投影、录像、PPT等)、演示(演示实验等)、板书等。然后根据这一分类,对两所学校教师讲授《化学反应原理》的教学过程(包括讲稿、导学案和部分的授课PPT)进行分析,对部分江苏省特级教师的教学录像进行研究,以获取鲜活的《化学反应原理》模块的课堂实施教学行为信息。在此基础上,笔者就《化学反应原理》学习困难、困难原因等方面编制了“高中《化学反应原理》模块教与学情况调查”的学生问卷和教师问卷,选择了江苏三所四星级中学高二、高三年级的453名学生为调查对象,于2014年四月实施了调查。共发放问卷453份,回收问卷450份,有效问卷445份(有效率为98.2%)。在调查的基础上,笔者在被调查的学校中选择了12名学生进行了访谈。教师的问卷调查于2014年7月进行。调查对象总计20人,其中男教师5人,女教师15人,中级职称占85%,高级职称占15%,教龄基本分布在8~15年之间。

2研究的结果与分析

2.1课堂讲授行为缺乏学习主体指向性,导致事倍功半

学生为何觉得化学反应原理知识难学?85%的教师认为,学习困难的产生可能与他们确定讲授内容时更多依据教师的思维过程而忽视学生认知规律有关,可能与他们在实际讲授过程中,只通过简单的问答和分析得到结论,没有充分过渡,使讲授内容思维跳跃性大而导致学生思维产生断点有关。上述调查结果包括两方面的含义。一是说明教师确定的讲解内容忽视了学生的需求。学生问卷统计结果中,有58.6%的学生认为,教师讲授语言中缺少了对他们感兴趣的实验功能和实验设计的分析。68.5%的学生认为,教师需要增加应用实例的讲解,以便于他们能了解知识的价值。78.1%的学生认为需要增加典型例题的剖析,以便于他们能学会应用知识解决问题。95.4%的学生认为,教师讲解内容中需要增加学习策略训练的内容。有趣的是,有关学习策略的训练大部分教师却认为自己已经很关注了。通过访谈、文本分析和教学观察,笔者发现,教师主要关注的策略是如何记忆和怎样解题,而对于怎样从不同的角度思考、怎样进行迁移、怎样进行对比和关系建构等方面的策略训练很少。二是说明讲解的过程未充分关注学生的认知特点。如情境教学是被学生认同的一种教学模式,90%的教师也会经常以“化学在生产生活中的应用”来创设情境,但当被问及“情境展示后,您的教学行为是”时,有50%的教师却表示“分析了情境中的相关信息后就进行核心知识点的讲解,直奔主题”,而引导学生根据情境信息和已有知识经验推演得到结果的教学行为被忽视。通过对特级教师教学录像的分析,笔者发现,充分关注学习主体的讲授过程具有如下特点:讲授内容以学生原有的知识经验为起点,然后进行逻辑性的、推演式的分析、比较、联想、想象、推理等,则能满足各个层次的学生需求,激发学生的积极思考,使学生在抽丝剥茧式的讲授中进行自我建构。这种讲解体现了学生的思维路径,符合学生的认知速度和认知层级,因而使学生更能内化。在对教师进行调查时,85%的教师也已意识到,教师的讲授行为中如缺少对学生学习状况的了解,缺少对学生认知规律的关注,会导致学生的学习困难,会导致花很多精力教学效果却甚微的后果。

2.2课堂提问行为针对性不够,导致未启不发

《化学反应原理》内容的特征决定了学生理解概念和解决问题时,需要用综合的、联系的、动态的观点从多个维度进行思考。如研究化学平衡,就必须考虑化学反应速率、化学反应方向、化学反应程度、化学反应条件等多种因素;再如多元弱酸盐的水解,不仅要考虑其水解程度,还需要考虑多元弱酸根的电离状况,更需要综合考虑两者的关系。学生如果缺乏这种思考的习惯和方法,则在学习或问题解决中出现困难。课堂提问行为在启发学生思考的过程中起着不可替代的作用。如果教师善于根据学生的认知特点和学习状况,通过发问、追问、反问、质疑、设问等手段,则能诱发学生反思自己的认知缺陷,拓展自己的思维角度,激发探究欲望,促进知识的理解。但87.5%的学生认为,教师的“追问、提问”并没有有效地帮助他们理解知识,问题出在哪里?本课题从教师教学行为层面考察,发现主要存在如下问题:一是教师关注预设性问题的实施,忽视生成性问题的解决。问卷调查中,65%的教师承认,他们对学生生成性问题的质疑和追问不够。近半数的学生也表示,教师在课堂中发现学生存在困惑后,没有了解学生不懂的原因,而是自作主张地变换方式讲解。二是教师通常针对学科知识进行提问,而引导学生进行迁移、拓展思维角度、感悟方法的提问较少。如只有45.7%的学生表示,教师会对其模糊认识进行追问,只有4.4%的学生表示,教师会对他们肤浅的认识进行质疑,只有27.8%的学生表示,教师有时会通过提问引导他们产生多种认识。三是提出的问题忽视了学生的差异性,通常用同样的问题提问所有的学生,忽视了难度或深度广度逐步提高的,由浅入深、由易到难、循序渐进的梯度性问题的使用,忽视了引导不同学习基础学生思维向深度和广度发展的教学,导致部分学生被动接受、机械记忆。笔者对江苏省中学化学特级教师的教学观摩和文本分析后发现,他们都具有这样共同的特点:擅长在教学过程中创设条理明晰、合乎逻辑、符合学生认知特点的“梯度式”问题解决情境,通过推演的方式,引导学生由浅入深、自现象而本质、从具体到抽象地深入思考和探究。同时,通过一连串的追问,让学生由表及里、由浅入深、由易到难地拾级而上,使学生在形成表象的基础上向逻辑思维转化,搞清反应的实质,找出规律。这些特级教师的提问教学行为从正面说明,具有针对性的、启发性的提问对于学生化学反应原理知识学习的重要影响。

2.3课堂教学行为侧重于激发较低层次认知动机,导致学习兴趣丧失

积极良好的认知动机是学生获取知识、提高认知水平的重要内驱力。问卷调查结果表明,高中化学教师在进行《化学反应原理》的教学中,已充分认识到促进学生认知动机的重要性,但访谈中许多教师表示,“明明说了这是很重要的知识点,反复强调,多次说明,但是学生的掌握情况还是很差”。其中缘故在学生问卷中找到了答案。68.3%的学生表示,教师教学中强调最多的学习目的是高考,他们知道这些知识对高考很重要,但久而久之,脑海中的许多个“很重要”已经不分彼此,他们对“很重要”已麻木,而重要在何处却不得而知。教学观摩分析结果也显示,中学教师在教学过程中确实存在“以考为纲,以考定教”的行为,学生在长期的学习过程中也已经习惯这种目标定位,缺乏积极的认知动机。这样的认知动机从短期来看会有一定的教学效果,但是随着知识点的增加,学生脑海中“特别重要”的东西越来越多,遗忘和混淆也越来越严重,学习兴趣也会逐步丧失。问卷调查中,有87.7%的学生表示,教师分析化学原理知识在生产生活中的作用时,能提高他们学习的积极性。教学观摩分析结果也显示,如果教师能给予积极的认知动机的引导,让学生充分认识到化学反应原理知识在解释自然界中的现象、揭示化学反应规律、促进生产和技术的发展中具有的重要作用,让学生体会到揭示各个知识点间的关系以及进行各种量的转变的乐趣,那无疑会深层次激发学生的认知兴趣,促使他们主动地学习。

2.4课堂指导性教学行为缺乏“指导”,导致学习效率不高

笔者在教学观摩中发现,目前中学化学教师在《化学反应原理》教学中教学行为多种多样,除讲解、提问、实验演示外,交流讨论、合作实验等也是经常使用的教学方式。合作学习是以学生的自主参与和交流合作为基础的学习方式,这种学习方式有利于发挥学生的主体地位,能提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。学生问卷调查也表明,这是学生喜欢的学习方式之一。如88.7%的学生认为交流在学习活动中有着重要的地位,94.3%的学生表示喜欢讨论式课堂,认为讨论会加深自己对知识的理解。但许多学生认为,由于教师指导性教学行为不够充分,使得这种学习方式的学习效率不高。如94.0%的学生认为,教师在交流讨论内容设计方面需要改进,88.1%的学生认为,交流和合作探究后,教师对学生的思维状况、合作效果进行评价的教学行为不充分,89.6%的学生认为教师指导学生合作交流的行为不够。而在实验探究方面,89.2%的学生希望教师要说明“实验究竟用来干什么的”,且尽量让学生自己实验并总结规律,而不是教师包办代替。笔者通过观摩特级教师的教学,发现他们善于指导合作学习,其常见的教学行为有:一是在师生交流活动中,要求学生立足于任务进行陈述,并通过不同学生的陈述引导思维的发散,教师也可从不同的角度引导学生思考;二是通过追问的方式引发学生深入思考,或诱发学生反思自己的模糊认识;三是善于利用实验引发学生的认知冲突,然后通过师生间的一问一答,帮助学生打开思路。这些优秀教师的教学行为,启示我们完善这些教学行为的方向。

3总结

综合上述实证研究结果,不难得出教师教学行为的不完善是学生《化学反应原理》学习困难原因之一的结论。同时,研究结果也启示我们,教师的讲授行为一定要注重联系学生已有经验进行推演,通过这种推演式、层级化的教学过程拓展学生的认知角度,促使学生思维流畅,不断获得愉悦体验。另外,教师可将学习内容转化为层次鲜明、具有系统性的一连串的教学问题,通过有效的提问等行为,引领学生去思考不同概念、理论、现象以及现象与理论、操作与原理等等之间的关系,主动构建知识网络,同时培养学生思维的深刻性和全面性,并促进学生较好地掌握化学知识。

化学反应论文范文第6篇

非智力因素指人在智慧活动中,不直接参与认知过程的心理因素,包括需要、兴趣、动机、情感、意志、性格等方面。由此,优质高效的化学教学必须要调动学生的主观能动性化学论文,激发学生的兴趣,将化学学习内化为主观需求,将对非智力因素的探究坚持到底。在此,我从激发兴趣的角度,谈非智力因素的开发。

一、通过化学教师的个人魅力感染学生,激发学习兴趣,开发非智力因素。

首先,从人性美的角度,感染学生,激发兴趣。

苏联作家康·巴马斯托夫斯基所说:谁知道一次邂逅,一句记在心中的话、梦,远方传来的声音,一滴水珠里的阳光或者船头的一声汽笛不就是这种刺激。兴趣的激发是平时师生相处的一种无意识的心灵交流的过程。

冬天里的问候、偶遇时的称呼、雨天的小伞、感冒时的热水、考试失败后的慰藉、网上QQ聊天、课堂上适时的鼓励、篮球场上共同PK的身影,等等,或许来自于生活上的关怀更能拉近师生之间的关系,“亲其师,信其道”的真理才能更好地得以贯彻。这是一种大爱,是一种在人性关怀的熏染下激发学生感性认识的一种有效途径。学生从情感上亲近了老师,也从感性上亲近了他所教的学科——化学,以此种关系为基点,学习兴趣得以了提高,学生的非智力因素得到了更好的开发,化学教学也才能更加顺利有效地开展。

其次化学论文,从知性美的角度,感染学生,激发兴趣论文网站大全。

对于目前处在一个个性张扬的年龄阶段的高中生而言,理性需求是他们对于教学的一种个性体现。他们需要友善的老师,但是他们更需要智慧的老师。由此,富有知性美的老师能更加长效激发学生的兴趣。

A、提高化学老师的语言表达能力,关注表达方式的幽默性。拉西曼说:“不唤起学生学习的欲望而企图教授学生的教师,等于在打冷的铁。”而幽默的语言能够刺激学生产生兴奋区间,撞击平静的思维从而产生求学的欲望。例如:我对爱情化学反应类型的小结

(1)一见钟情型=化合反应 A+B=AB

(2)别人牵线型=催化反应 A+C+B=AB+C

(3)挖人墙角型=置换反应 A+BC=AB+C或A+BC=AC+B

(4)相互挖墙角型=复分解反应 AB+CD=AC+BD或AC+BD=AD+BC

(5)感情破裂型=分解反应 AB=A+B

如此特别而幽默的总结,能够缓解学生对于化学课单一的教学语言的审美疲劳,对大脑皮层产生更为强烈的冲击,记忆的周期更长,程度更深刻。

B、提高化学老师的综合素养,关注跨学科教学模式的综合运用。心理学告诉我们,学生在通过构建知识的过程中,学得好,动机就能够得到强化。例如:对于侯氏制碱法的讲解和引导。不仅讲了制作的过程,发明创造的意义和价值,还讲了侯德榜一生在化工技术上的三大贡献,以及他的爱国情怀。如此,将历史和化学结合在一起,渗透了德育教学,激起了学生的民族自尊心和自豪感化学论文,更加有力于学生对于本科内容的了解和掌握。

二、通过化学实验激发学生兴趣,开发非智力因素。

首先、通过老师实验的演示和引导,激发学生探究心理。

A、通过老师实验的误区设置,引发学生的理性思考,激发学习兴趣。在此,要提高学生的实验操作能力,必须提高学生的对实验的注意力和观察力,而对于可能性的实验,设置实验误区却是更能够引导学生的思考、促发学生的探究心理、加强学生对实验的感悟,避免学生自己实验不必要的麻烦。

例如 “一定物质的量浓度溶液的配置”这一实验中,可由数个学生通过课前预习掌握一定的实验技巧后,先在全班学生面前展示溶液配制过程,操作过程中动作适当放慢,这期间必然会出现错误的实验操作,由其他学生仔细观察实验过程,指出实验中错误操作,并根据实验原理推断错误操作造成所配溶液浓度如何变化。最后由学生吸取演示学生的教训动手改进实验操作配置溶液。通过错误教学,从而达到深刻领会实验要点的目的。

B、通过趣味性实验演示,引发学习的乐趣,探索化学反应现象。化学实验的目的性太强,基于课程内容的安排,实验成为了理论知识的必要补充,和锻炼动手能力的必要手段。但是化学论文,如果抛开功利的因素,摈弃学习的目的,以娱乐的心态来面对一些有趣的现象,或许所谓的实验能起到事半功倍的效果。

例如,演示“液体里的星光”的实验。在一支较大的试管中,加入几毫升无水乙醇(或者是90%的乙醇),再慢慢滴入等量的浓硫酸,在试管背面衬一张深蓝色的纸。摇振试管后,关闭电灯,用小匙挑一些高锰酸钾晶体,慢慢撒在液面上,晶粒在溶液中逐渐下落,你就可以看到火星点点,恰似秋夜的星光,还有轻微的炸裂声。那么,高锰酸钾、酒精的混合液里,为什么会发光呢? 如此,这种有趣的实验,更能够让学生轻松而愉悦地面对化学教学论文网站大全。

其次、通过化学实验的模拟,诱发学生解读生活、创造生活的好奇心。

随着新课程改革的不断深入,“回归生活”,“贴近生活”的教学越来越显得重要。生活是课堂的外延,寻找生活与化学的契合点化学论文,通过化学实验拓展学生的生活体验,促使学生关注生活、了解生活并创造生活,这是新课改对化学教学的又一指导原则。

A、关注生活中的常见的化学反应现象。例如I铁锅生锈中就 存在原电池的原理;用超强力油烟机洗涤剂洗涤油烟机;炒菜时加碘食盐要最晚放,是为了防止其中的碘的挥发;瓶胆水垢的去除也是碳酸钙与醋酸的复分解反应等。

B、关注来源于生活的简单魔术中存在的化学反应现象。例如,鸡蛋入瓶现象、玻棒点火、江南春色。 一吹即燃的蜡烛、清水九变,等简易操作的魔术。

C、关注生活低碳原则和化学反应的关系。低碳生活是目前环保内容的一个重要主题,上海世博会也处处体现低碳节能意识。低碳生活是指生活作息时所耗用能量要减少,从而减低特别是二氧化碳的排放。下列不属于低碳生活方式的是:(1)烧97号汽油(2)烧饭先泡10分钟(3)看电视把电视机开暗一点(4)乘地铁上下班

化学反应论文范文第7篇

在地下处理及边坡工程中,裂隙岩石所赋存的地质条件十分恶劣,所涉及的物理-化学过程复杂,主要有热传输过程(T)、介质应力变形(包括断裂、损伤)过程(M)、化学反应(C)等几个过程。一方面裂隙岩体受地热、水化学溶液侵蚀作用后,使其物理化力学性质发生很大变异,另一方面,水溶液通过溶蚀岩体而将溶蚀物质带走,使岩体性状变差,严重影响岩土工程的长期稳定性。因此耦合过程研究是相关的岩石工程的最基础性研究之一,具有十分重要的科学意义和工程意义。

关键词:力学性能 腐蚀 损伤 变量 单轴试验

中图分类号:C33 文献标识码:A 文章编号:

一、化学损伤变量的定义

(1)损伤机理岩石被浸泡在各种化学溶液里发生的化学作用,主要有溶解作用、水解作用和碳酸化作用等。而且岩石中有很多矿物能溶解于水,如K+、Na+等氯化物,Ca2+

,Mg2+等氯化物和碳酸盐以及Fe3+ ,A13+等氧化物和硅酸盐,所以岩石受到化学作用后,其中岩石中胶结物质反应掉而使剩余难溶矿物丧失相互胶结能力,使岩石变得松散脆弱,有效承载面积降低。

(2)化学损伤变量根据有效承载面积定义化学损伤变量:

DC==(1)

其中,R,V0, 分别是岩石初始有效承载面积,承载体体积,及质量。,,,分别是化学腐蚀后岩石没有承载能力部分的面积,体积及质量。

二、化学损伤变量的计算

设化学溶液与岩石反应的一般化学反应方程式为:

(2)

其中A为与岩石反应的溶质,B为岩石中参与反应的成份,G,H为化学反应生成物

由化学动力学方程得:

(3)

其中是A物质化学反应速率,是化学反应速率常数,,分别为A物质与B物质的浓度,,是反应级数。

由Arrhenius (阿仑尼乌斯)公式[1]可得

其中为前置因子,Ea 为反应活化能,R为气体常数取8.314,T为反应温度。

故 化学反应速率方程为

单位:(4)

设岩石在化学溶液中浸泡的时间为t,从0~t时间,温度变化函数为T(t),浓度变化函数为

,溶液体积为V则经过时间t, A物质的消耗量为

N1= (5)

B物质的消耗量为 N2= (6)

设岩石中每种成份都是均匀分布的,反应消耗掉的B物质的摩尔质量为MB ,B物质质量占岩石总质量的比重为p,则化学腐蚀导致岩石结构破坏丧失承载能力部分的质量为

(7)

则化学-温度作用下的化学损伤变量为

DC= = (8)

三、试验验证

本文取文献[4~5](“均质砂岩酸腐蚀的力学性质分析”霍润科等著)中的实验数据验证常温下本文本构模型。

原文实验数据如下

岩石成份:Φ50 mm×100 mm的标准钙质砂岩试件。岩样的天然密度为2.47 g/cm3,孔隙率4.43%,其主要矿物成分为石英(450 g/kg)、长石(350 g/kg)、岩屑(=100 g/kg),钙质 CaCO3

(40 g/kg)和泥质胶结率(

胶结。实验温度:恒温20 单个试件浸泡盐酸溶液体积 2L,盐酸浓度0.1mol/L

表1

不同溶液中岩石各阶段的单轴抗压强度值(MPa)

主要化学反应方程式:

2HCL+CaCO3=CaCL2+CO2+H2O

T=293K时,

化学反应速率方程为 (13) [6~7]

表 2

时间t(天) 0 5 9 14

0.776 0.7498 0.7338 0.711

根据表2数据 利用牛顿插值法求得盐酸浓度随时间变化函数为

由(5)式,(13)式可得

浸泡 5天后消耗的HCl 量为

= =2.270mol

浸泡 9天后消耗的HCl 量为

=4.0385mol

浸泡 14天后消耗的HCl 量为

=6.2024mol

将上述数据分别代入(6)(7)(8)式可得

浸泡 5天后=28.375g

同理求得浸泡 9天后

浸泡 14天后

代入(11)式得

同理可求得浸泡 9 天后

浸泡 14天后

当时峰值损伤,抗压强度计算值与实验值对比见下表

时间t(天) 抗压强度(Mpa)

时间t(天) 峰值应变(%)

浸泡5天时的本构模型

同理可得浸泡14天岩石的本构模型:

应力-应变对比图形见下图

文献实验曲线图[5]:

浸泡5天应力-应变曲线图 浸泡14天应力-应变曲线图

本文计算模拟曲线图:

浸泡5天应力-应变模拟图浸泡14天应力-应变模拟图

四、结论

本文在损伤理论的基础上,利用化学动力学原理,建立了温度-化学作用下下的岩石本构模型,并利用文献,中的已有实验数据对本构理论进行了常温下验证,从实验和理论对比可以发现:

峰值应力前,实验数据与计算值吻合较好,峰值应力,应变预测值与实验值基本吻合。岩石破坏后,实验曲线与理论曲线有所出入。

对于水的物理作用对岩石力学性能的影响,比如溶解作用,水流作用,本文暂未考虑。

不同温度环境下岩石力学性能实验正陆续展开,其计算结果尚需大量试样的进一步分析和验证,以便对模型进行修正和完善。

参考文献

[1] 董元彦,李宝华等,物理化学。科学出版社,2004

[2] 余寿文,冯西桥。损伤力学。清华大学出版社,1997

[3] 钱济成,周建方,岩石混凝土的两种损伤模型及其应用。河海大学报,1989,3,40~47

[4] 霍润科,李 宁,刘汉东,均质砂岩酸腐蚀的力学性质分析西北农林科技大学学报(自然科学版),2005.8,8(33)

[5] 朱运明,李宁,酸性环境中砂岩强度、变形性质的实验研究,中国优秀硕士学位论文,西安理工大学2001

[6] 彭永伟,梁冰,水化学作用对岩石损伤的实验研究,采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集,第一部分-矿山岩石力学基础理论及应用,2005

化学反应论文范文第8篇

【关键词】复合教学法 研究 应用 化学反应工程

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2011)23-0001-02

复合教学是进行文化知识教学的有效方法,它既符合学科知识综合化的趋势,又顺应大学毕业生职业市场的变化。复合教学在西方发达国家大学中已广泛流行二十余年,如STS课程即“科学――技术――社会”相统一的课程,就加强了自然科学的人文趋向。国内许多综合性大学在进行课程体系设置和教学改革时对此也已涉及。随着科学技术的飞速发展,学科间的交叉与相互渗透不断加大,尤其是专业课,其内容涵盖了基础课、专业基础课等多个学科,其教学过程包括多个教学环节,注重能力培养和素质提高的复合教学在教学中的作用更显突出。针对专业课的这一特点,我们尝试对专业课及与之相关的多学科、多个教学环节进行整合教育,对“复合教学法”进行了大胆的探索与实践,不仅激发了学生的学习兴趣、开阔了学生的视野、丰富了学生的知识,而且培养了学生多方面的能力、提高了学生的整体素质,取得了较好的教学效果。在化学工程与工艺专业课《化学反应工程》的教学中,我们所采用的复合教学模式主要包括“十个结合”。

一 课程教学与教材建设相结合

结合地方高校学生特点开展教材建设。为适应培养应用型人才的需要,教学团队与国内其他地方高校合作,编写了《化学反应工程》教材,教材侧重于工程应用,并将最新科研成果编入化学反应工程新进展,强化教材的实用性。该教材由化学工业出版社于2009年1月出版,作为新世纪化工类应用型工科人才培养的系列教材之一,被教育部高等学校化学工程与工艺教学指导委员会列为推荐教材,目前已被兰州大学、河北科技大学、长春工业大学、广西大学等国内近十余所高校采用。教材建设对教学质量的提高起到了保证和推动作用。

二 课程教学与专业外语相结合

在《化学反应工程》教学过程中,我们发现学生存在重基础英语,轻专业英语;专业词汇相对贫乏;阅读专业文献少;对专业英语在文体、语法、修辞等方面的规律认识不足等诸多问题。为了提高学生的专业外语水平,在教学过程中,我们坚持与专业外语相结合,具体做法:第一,关键词汇英文化。在专业课的教学过程中,首先把课程涉及的专业术语、关键词汇等用英文给学生写出,这样便于后续的双语教学。第二,板书内容英文化。在关键词汇英文化的基础上,选取部分教材内容,全部采用英文板书,保证了专业词汇的重现性以及教学内容的系统性,为学生下一步阅读原版教材奠定基础。第三,指导学生阅读英文原版教材,教学双语化。为了便于学生阅读原版教材,指导学生将其与教学内容相结合,即选择与课堂教学紧密相关的部分章节阅读,这样不仅提高了阅读速度与质量,而且也巩固了课堂教学内容。对学生在阅读中遇到的问题及时给予解答,并经常和学生交流阅读经验、体会等。课堂教学中板书及口语表达以英语为主。

三 课程教学与计算机应用相结合

随着计算机技术的发展及其应用的普及,当今社会对大学生的计算机应用水平也提出了较高的要求。《化学反应工程》学科与计算机应用密切相关,在该学科中反应器的设计方法主要有两种,即经验法和数学模型法。经验法比较粗略,不能高倍放大;数学模型法是从过程的内在规律出发,更好地反映了过程的本质,放大周期短,放大费用低,可以高倍放大。但数学模型一般都比较复杂,必须借助计算机才能求解,计算机技术的不断进步使数学模型法得到迅速发展。为了使课堂教学与计算机应用相结合,在多年的教学实践中,我们主要指导学生进行以下几个方面的训练:(1)建立反应器的数学模型及边界条件;(2)绘制数学模型法计算框图;(3)编写数学模型计算程序;(4)利用计算机进行设计、计算。

四 课程教学与文献检索相结合

文献检索是科技工作者的基本能力,尤其在当今信息爆炸的时代更是如此。在教学过程中,我们发现学生虽然掌握了文献检索的基本知识和方法,但熟练程度不够,对本专业具有代表性的文献种类及常用检索工具了解不够全面。鉴于此,我们在专业课教学中坚持与文献检索相结合,具体的做法是:在介绍参考文献时,将本学科有代表性的学者、著作、刊物、常用检索工具等全部介绍给学生,以便于学生进行文献检索。为了提高学生的学习积极性,开展有针对性的检索训练,我们拟定几个本课程的专题,把学生分成几个小组进行文献检索,再把检索到的文献进行分类整理,加工提炼,撰写专题综述。实践证明,通过此项训练确实提高了学生的文献检索能力。

五 课程教学与科技写作相结合

科技写作是从写作学科体系中派生出来的新学科,承担着科学技术信息和成果的总结、交流、传播和贮存任务。科技写作是科技工作者必备的基本素质。为了提高学生的科技写作水平,我们要在专业课教学中坚持与科技写作相结合。具体做法是:将课程的重点内容分成几个专题,让学生首先进行文献检索,在此基础上按照科技论文规范撰写专题报告。整个过程中,教师给予帮助、指导。指导学生如何进行文献检索;对检索到的文献资料如何进行整理分类、加工提炼;如何把握论文的整体架构;如何展开正文部分;如何撰写论文的中、英文摘要;如何选择论文的关键词等。为使各个专题组之间进行相互学习和交流,举办专题报告会。这样,同学们不仅巩固了在课堂所学的知识,而且文献检索、科技写作、课件制作、上台演讲等多方面的能力都得到了提高,教学效果很好。

六 课程教学与技术经济学相结合

作为《化学反应工程》学科,其主要任务是对反应器进行正确选型、有效放大、最佳控制。所制定的技术方案必须满足“技术上先进,经济上合理,生产上安全可靠”,由此可见,本学科与技术经济学联系紧密。因此,在这门课程的教学过程中,坚持与技术经济学相结合。在教学过程中,引导学生树立工程观点,工程问题涉及诸多因素,因此工程问题是一个系统工程。在进行反应技术开发、反应器的放大设计、反应过程的控制时都要利用技术经济学的知识,使效益最大化。同一化工生产过程往往有多个不同的技术方案,在教学中,注意启发学生对不同方案进行技术经济比较,选择最优方案。同时,通过多方案比较习题,对学生进行反复训练,使学生能够自觉地利用技术经济学的知识,分析和解决反应器设计中的各种问题。

七 课程教学与课程设计相结合

纵观近年的毕业环节,学生基本上是以做毕业论文为主。而对化工专业的学生来说,毕业以后的主要去向是化工企业,从事工作以后,无论是新工艺的技术开发,还是老工艺的技术改造,都离不开化工设计。虽然化工原理有课程设计,但其主要是针对单元操作的物理过程,不是一个完整的化工设计。化工专业的学生缺少了化工设计这一基本训练,对今后从事化工设计工作显然是不利的。对历届毕业生的跟踪调查结果也说明了这一点。为了扭转这个局面,在《化学反应工程》教学中安排了课程设计。具体做法是选取“某一化工生产过程的工艺设计”作为课程设计的题目,要求学生完成查阅资料、制订方案、工艺计算、设备设计、绘图和设计说明书编写的化工设计全过程。经过课程设计,学生五个方面的能力都得到了提高:(1)搜集和整理技术资料的能力;(2)工程计算能力;(3)技术方案比较和选择的能力;(4)工程制图能力;(5)科技写作能力。

八 课程教学与实践教学相结合

为了配合课堂教学,搞好实践教学,构建了以实践教学工程观摩中心为主体的校内实践教学平台,和以企业实践教学基地和社会实践基地的校外实践教学平台,做到“校内与校外相结合”,以满足贯穿于学生整个培养过程的实践教学的要求。实践教学工程观摩中心有化工设备展及配件区、工业催化剂展区、塔填料展区、典型工艺流程动态模型展区、化工管道安装实训展区。学生通过在实践教学工程观摩中心的参观学习,对化工工艺过程及设备有了比较直观的了解和认识,有利于其工程概念的建立,也有利于课堂教学。校外实践教学平台的建立,主要是选择一些具有典型反应设备的化工企业作为实习基地,如石家庄金石化肥集团、石家庄制药集团、石家庄化纤化工有限公司、山西三维集团公司、山东金岭集团公司、河北冀荣氨基酸公司等,他们所具有的典型反应设备有:固定床反应器、气液反应器、均相反应器、流化床反应器、反应精馏装置等。在校外实习基地,根据不同情况,学生可以采取参观、短期实习、顶岗实习等多种实习方式。

九 课程教学与实验教学相结合

实验设置的指导思想是:重视实验教学环节,改变了实验教学依附于理论教学的传统观念,而是理论教学的有机补充和提高;注重对学生实践能力、创新能力、探索精神的培养。实验教学的实施方案为:课程组利用学校和学院设立的实验教学研究项目基金,开展实验教学研究,推动实验教学改革;筛选出了“基本技能―现代技术、综合应用―创新能力”综合培养的有特色的实验;建立了多层次、开放式的实验室。实验类型分为演示性实验、综合性实验、设计性实验、开放创新性实验。演示性实验、综合性实验着重培养学生的认知能力和动手能力,巩固学生所学的理论知识,使学生达到工程实践能力培养的基本要求。设计性实验、开放创新性实验着重培养学生的科学精神和协作精神。学生可自主选择课题或选择指导教师提供的课题,开展科技创新活动。

十 课程教学与科学研究相结合

本着“寓教于研、以研促教、研教融贯、教研相长”的教学理念,注重教学与科研相结合,将科技成果与技术转化为教学优势资源,分别从理念、成果、方法和手段等多途径与教学结合,渗透于教材编写、理论与实验教学、实习与毕业环节,实现了科研向教学的多方位转化。同时,言之有物的教学内容又促进了学生科研水平的提高。我们的具体做法是:

第一,科研成果进教材。团队鼓励教师撰写教材、讲义,并将最新研究成果融入教材之中。在编写《化学反应工程》教材过程中将微反应器方面取得的科研成果引入第四章《非理想反应器设计》中,将在超重力反应技术方面取得的科研成果写入第十章《反应工程新进展》中,将在催化反应新工艺开发过程中的科研成果引入第六章《气固相反应器设计》中。

第二,科研成果进课堂。团队将专业领域内的前沿科技和教师本人最新研究成果如离子液体中的化学反应、微反应器的开发、流化床反应器的实际应用等引入课堂,在第三章《理想反应器设计》的授课中,以“返混”和“平推流”为主线,讲授了团队开展的工业反应器改造的实例,开拓了学生的知识视野、激发了学生的学科兴趣。

第三,科研成果进实验室。教学团队着力于实验室建设及实验教学装置的开发研究,将多年积累的科研成果与技术融入其中,开发了多项科研成果转化而来的综合型、创新型实验项目,针对反应工程课程的重点和难点,开发了多釜串联特性实验、反应精馏实验、气固相催化反应综合实验以及超重力反应器性能测定实验等多个综合性和设计性实验装置,加深了学生对课程的理解,锻炼了学生的动手能力。

第四,科研成果进毕业环节。团队坚持将学生的毕业环节与教师的科研项目紧密相连,毕业环节论文题目80%以上来自纵横向科研课题,真实的科研课题增强了学生的责任心、锻炼了学生的科研实践和知识运用能力,使得毕业设计(论文)质量显著提高。

十一 结束语

化学反应论文范文第9篇

1 建立科学合理的课程体系

根据化学工程与工艺专业的学科背景和专业实际,在“培养‘大工程’背景下具有扎实理论基础、较强工程实践能力和有一定人文素质的工程师和设计师”的总体要求下,根据以往教学实践,我校先后于2006年和2010年重新修订完善了化学工程与工艺专业培养方案。结合化学化工学院特色,加厚了理科课程,强化了实践教学环节,淡化产品背景,拓宽专业面,使学生具有更好的实践和创新能力,同时适当拓宽了专业口径,增加了创新学分。加强学生理论知识与生产实际的衔接,使学生具有良好的工程设计能力、扎实的理论基础、较强的科学研究、科技和产品市场开发能力,适应能力更强,就业面更广。该方案已从2011级学生开始执行,逐步形成了“以先进的教育理念为引导、以明确的培养目标为定位、以科学的培养方案为核心、以多样化的培养模式为途径、以高水平的教学团队为关键、以合理的评价机制为导向、以可靠的质量控制体系为保障”的高等化工教育创新人才培养体系。

该方案设置了以下几个课程模块:(1)通识教育平台:课程包括:中国近代史、思想与邓小平理论和三个代表思想概论、马克思主义基本原理、形势与政策、思想道德修养与法律基础、国防教育、大学语文、大学英语、计算机基础、C语言程序设计、大学体育、就业指导、音乐鉴赏、美术鉴赏等课程。(2)学科基础教育平台:课程包括:高等数学、概率论与数理统计、大学物理及其实验、电工学基础、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、工程制图与CAD、生产认识实习等课程。(3)专业基础教育平台:课程包括:物理化学及实验、化工原理及实验、化工热力学、化工仪表及自动化、化工设备机械基础、化工原理课程设计、化学反应工程基本原理、化工专业实验、科技写作、化工过程及设备课程设计、专业英语等课程。(4)专业素养教育平台:课程包括:无机化工工艺学、有机化工工艺学、精细化工工艺学、化工设计概论、环境工程概论、反应器分析、化工分离工程、化工过程开发与放大、工业催化、工业分析、分离分析技术等。(5)素质拓展平台:课程包括:高分子化学、化工系统工程、聚合物工艺学、化学工程前沿、非金属材料概论、仪器分析、仪器分析实验、计算机在化工中应用、化工安全技术、化工节能原理与技术等。后两块内容学生可根据特长、兴趣和职业规划需要选学部分课程。

新修订的化学工程与工艺专业培养方案特点:(1)教学总时数有所压缩,总学时由2800学时压缩到2700学时;(2)口径拓宽,基础得到强化;增设了200学时左右的交叉学科方面的素养课,有利于开阔其视野,扩大其知识面,陶冶其情操。(3)实践实训课时或学分比例有较大提高;实践环节主要包括:课程实验、生产见习、社会调查、课程设计、化工生产单元实训、生产实习、毕业论文 (设计)等。(4)选修课比例进一步增大。(5)适当增加了创新学分。从大一到大三,学生在教师指导下每年都要完成一篇学年论文,鼓励学生课外进行发明和创造,其成果经认定后可计创新学分,代替部分素质拓展学分。(6)课程设置更为合理,取消合并部分课程,教学内容更为精炼,联系更为密切,课程体系适应面更宽,有利于个性化发展。

新大纲明确了工程技术应用和计算机技术应用两条知识主线:第一条课程主线包括工程制图及CAD化工原理与课程设计认识实习机械设备基础化工仪表与自动化化学反应工程化工热力学生产实习化工工艺化工设计化工专业实验化工生产单元实训化工设计实验毕业设计;第二条课程主线包括计算机技术基础化工单元操作计算机高级语言计算机在化工中的应用专业素养拓展课仿真培训模拟生产实习化工系统工程毕业设计。

2 人才培养模式

在多次对培养方案进行修订的同时,我们对培养模式也在不断进行改革探索。原来为统一培养模式,改为“2+2”培养模式,即前两年按专业大类培养,后两年分专业培养,以后又改为“2+1+1”培养模式,即前两年按专业大类培养,主要学习通识教育模块和学科基础模块内容,第三年学习专业基础和专业素养模块内容,第四年学生根据自己的特长和爱好选学专业素质拓展课程,在四年级下学期集中精力作毕业设计和毕业论文。实践能力和创新能力培养,分散在四年中完成,交叉学科内容和教育理论与实践内容,学生可根据自己实际情况安插分散在前三年完成。通过不同层次的培养,调动了学生学习的积极性,使其特长得到充分发挥,扩大了学生的就业面,提高了就业层次。

3 教学内容的改革

化学反应论文范文第10篇

申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 新华社 王定昶 摄

炎炎夏日,朗朗晴空,竟也会出现污染?根据环保部空气质量报告,5月18日至19日,北京、天津、河北中南部、山东北部等地部分城市空气质量达到中度污染,短时为重度污染,首要污染物是臭氧。兰州大学大气科学学院副教授陈强说,臭氧是光化学污染的指示性物质,一旦臭氧浓度超标,即表明可能出现了光化学污染,对人体具有一定的危害性。

“所谓光化学污染,光是关键因素之一。阳光越强烈,光化学反应越快速越充分,因此,夏季是光化学污染的高发期。”中科院大气物理研究所副研究员孙扬解释说,产生光化学污染的主要一次污染物是氮氧化物和挥发性有机物,机动车尾气是城市里最主要的污染来源,其他的氮氧化物来自于工业燃烧排放,挥发性有机物来自工业废气、化学有机溶剂以及餐饮排放等。

这并非一个陌生的概念,谈起光化学污染人们不免恐慌,第一反应便是光化学烟雾污染。20世纪四五十年代出现的洛杉矶光化学烟雾污染造成了数百人的死亡。然而,南京大学大气科学学院教授刘红年解释,光化学污染并非光化学烟雾污染,光化学烟雾是光化学污染达到一定严重程度后出现的可见烟雾。京津冀、珠三角、长三角地区出现的大多为光化学污染,光化学烟雾污染较为罕见。“二者的严重程度、危害性还是有一定区别的,光化学烟雾污染更严重、危害性更大。”刘红年说。

光化学污染带来的危害不容小觑。中国科普作家协会常务副秘书长尹传红介绍,这些污染物是有毒的。首先,以碳氢化合物、氮氧化合物为主的物质在空中进行了化学反应后,会出现新的有毒化合物;其次,明胶等胶状物遇到水或酸性物质等会发生一些复杂的化学反应,容易聚集灰尘、小颗粒物有害物质等。由于空气是流动的,这些有毒的物质会随着气流飘散到各处,因此,不仅城市的居民会受其影响,郊区或农村的居民、r作物也都会被污染影响。其中,硫化物、重金属等物质会严重危害农作物的存活。

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