化学反应的过程精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇化学反应的过程，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：气化过程 方程式 平衡浓度 反应速度

The main chemical reaction equations in Coal gasification process

Shi Xiaobing

（Shanxi jincheng anthracite coal mining group company 048006）

Abstract The: main chemical reaction equations in coal gasification process are presented in this article, whose mechanisms, equilibrium concentration and reaction speed are all analysesed in detail.Besides, the possibility of improving speed of reactions is also discussed.

Keywords :gasification process chemical reaction equations equilibrium concentration reaction speed

一.前言

煤气化技术在生产城市煤气、提高动力工业的发电效率和在化学工业中替代部分天然气和石油产品等方面，受到广泛的重视。中国煤的蕴藏十分丰富，发展煤气化技术对提高城市煤气普及率、发展相应有关工业等方面将起到重要作用。

了解和研究煤气化过程中主要化学反应的机理、速率、平衡组成及影响因素，对于提高煤气中有效组分、气化效率具有重要的理论和实践意义。

二.气化过程主要反应的分析

气化炉中的气化反应是一个十分复杂的体系，由于煤炭的“分子”是碳、氢、氧和其它元素的复杂结构，因而讨论气化反应时先做出如下假定：

（1）仅考虑煤炭中的主要元素碳，用C*表示，称为聚集或者固体的碳，或叫做含碳物质。

（2）气化反应发生时，已经完成了煤的干馏或者热解过程。也就是说，气化过程主要是指煤中的碳与氧、水蒸汽、二氧化碳以及氢的反应，上述反应均为非均相反应，此外煤的气化过程还包括均相反应，即气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应，本文主要介绍前者。

1、碳与氧气的反应

C*+O2CO2 +Q C*+O21/2CO+Q

一般认为：CO和CO2都是主要产物，在普通燃烧温度时，占优势的是CO，CO在气相中进一步氧化为CO2，这一反应是迅速的，并且由于水蒸汽的出现将进一步加速。原因可能是由于水与气的交替反应引起的；而两种产物的比例是随着温度上升而增加，但是在高温时，CO占优势。

该反应中，影响控制阻力的主要因素是温度、颗粒尺寸、气体与颗粒之间的相对速率及压力等。如果是吸附起控制作用，反应是一级反应；如果是解吸附起控制作用，则是零级反应。

一般说来，对于正常条件下的粉碳燃烧来说，或者是内部化学反应动力学控制反应速率，或者是气孔扩散与化学反应动力学联合控制反应速率；而在高温条件下（≥1000K），对低品位炭、高活性煤或大颗粒的情况，容积扩散变为起控制作用的因素。

炭的燃烧反应在所有气化反应中速率是最大的。气化过程（温度一般高于800℃）中，炭的燃烧反应几乎不可逆的向右进行。若提高反应温度或增大煤焦粒度，则反应可趋于外扩散区；若降低反应温度或减小煤焦粒度，则反应可趋于内扩散区，甚至动力区。

史密斯（Smith）等的研究表明，对于粒径大于100μm的炭粒，在1200K下，燃烧反应为外扩散控制，但对于粒径为90μm的炭粒，在750K下，燃烧反应为表面反应控制；当炭粒粒径小至20μm时，其动力区的温度范围可达1600K。

2、碳与二氧化碳的反应

C*+CO2(g)2CO（g）―Q

一般认为该反应的机理是：

（1）CO2与固体表面的活化区发生反应生成了CO分子和吸附的O原子:

CO2+()CO+(O)

（2）表面周围的O原子与另外的碳原子发生反应，接着生成的CO被解吸附而留出真空的活化位置

(O)+C*CO+()

通常，在低温条件以及高CO2浓度条件下，反应级数是零；低温低CO2浓度条件下，或者高温高CO2浓度条件下，将接近于一级反应。

对于通常的高温下，可能是气孔扩散与化学反应的联合作用控制着总体反应速率。

该反应为强吸热反应，当温度上升时，平衡常数急剧增加，显然温度愈高，愈有利于这个反应进行。

1000℃以上明显发生正反应，若温度在600~900℃范围内，将进行逆反应。研究认为，2000℃以下CO2还原反应处于动力区。因此，在一般气化炉操作条件下，CO2还原反应进行的很慢，不可能达到平衡。CO2还原反应的速率主要与操作温度和原料的活性有关，即提高操作温度和选用高活性煤利于CO2的转化。

因为反应为体积增大的反应，所以随着压力的提高，平衡组成中的CO含量将会降低，但如以空气作气化剂，由于空气中大量氮气的稀释作用，CO和CO2的分压之和要减小，这种情况利于CO2的还原，平衡将向正方向移动。

3、碳与水蒸汽的反应

C*+H2O=CO+H2―Q

但在过量水蒸汽的参与下，又发生如下反应

CO+H2O=CO2+H2+Q

总的方程式为

C+2H2O=CO2+2H2―Q

在相对反应速率和反应机理上都表明，它和碳与CO2的反应是类似的。研究发现，H2在反应中是一种“抑制剂”，而CO的出现却并未出现反应速率降低的现象。实际上还发现了H2可以增加某些炭的气化速率，而对另外的某些炭将降低它们的气化速率。这可能是H2对碳与水蒸汽反应中的炭的某些杂质起催化活化作用。因此，H2对反应的影响随着温度的增加将显著减弱。大多数情况下，反应是一级反应。

两反应平衡常数随温度变化趋势不同，在高温时一水反应的平衡常数增加快的多，而在低温（＜700℃）时双水反应所占比重增加，所以提高温度可以相对的提高CO和H2的含量，而降低CO2和水蒸汽的含量。

当反应温度升高时，正向反应进行的比较完全。1000℃以上则可视为不可逆反应。生成CO的反应速率明显大于生成CO2的反应速率，水蒸汽分解反应比CO2还原反应速率快些，但它们是同一数量级的。在一般煤气化炉内水蒸汽的分解反应是达不到平衡的。

研究认为，对于高活性的煤，在1000~1100℃以上，水蒸汽分解反应进入扩散区。相应于一般煤气化炉的还原层温度，反应可能处于扩散区或过渡区。对于活性低的煤，在1100℃时，水蒸汽分解反应仍处于动力区。反应速率主要受温度影响，炉温稍有下降，则煤气质量和气化强度将迅速降低。

变换反应实际是在炭粒表面进行的均相反应，极少在气相中进行。该反应在400℃以上即可发生，在900℃时与水蒸汽分解反应的速率相当，高于1480℃时，其速率很快。

在一般煤气化炉内，可认为该反应能达到热力学平衡。但是实际达到平衡的程度与温度、蒸汽分解率以及料层深度有一定的关系，还与燃料的反应性、灰分的催化活性等有关。在低的水蒸汽分解率下，该反应可以接近于平衡。在水蒸汽分解率足够高时，又有适量的CO2存在，分压乘积 (Pco2*pH2)/(pCO*pH2O)超过其平衡常数，反应将逆向进行。

4、碳与氢气的反应

C*+2H2 (g)CH4（g）+Q

该反应的产物较为复杂。反应经过三个阶段：第一阶段称为热分解或者煤的挥发，继之有蒸汽相的氢化作用，反应速率通常受固体挥发份的释放速率限制；第二阶段是氢气与炭短时间快速作用，因此氢的活性变得越来越小；而后发展到第三阶段，即低活性氢与剩余炭相互反应的时期。第一、二阶段在很大程度上可以重迭，特别是快速加热到1000K以上的条件更是这样。并且高活化阶段和低活化阶段的转化速率的差别将有几个量级。

甲烷的生成速率是很慢的。在1073K和10KPa压力时，炭和氢的反应速率是CO2还原反应的3×10-3倍。在氢压力为3000~20000KPa、温度为750~1200K时，200~400μm的炭粒完全反应大约要用0.5h。

当压力增高时，反应物的物质的量浓度增大，反应速率提高。甲烷的生成速率还与煤的反应活性有关，反应活性大的，甲烷生成速率高。为了制取合成气，应该采用较低的气化压力和较高的反应温度。

三、结论

1、对于外扩散控制的反应，提高空速可提高反应速率；对于内扩散控制的反应，减小碳颗粒粒度，增大碳粒内部空隙直径可提高反应速率。这也是流化床和气流床气化效率较高的原因所在。

2、因为气化过程的目标反应均为吸热反应，所以较高的反应温度对有效气含率的提高是有利的，这就需要一方面提高反应物（煤、蒸汽、氧气或者空气）的温度，另一方面提高炉内的反应温度。

3、提高反应物的浓度利于反应向正方向进行，而将CO2气作为反应物入炉，也被越来越多的工厂应用。

4、干煤粉加压气化技术是在1400~1600℃的高温和3MPa及以上高压的条件下运行的，而现有的煤气化动力学数据大多是基于1000℃左右的条件得到的，迫切需要进行高温高压煤气化反应动力学的研究。

篇2

1 氧化 如氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制环氧乙烷等。 (1)氧化的火灾危险性 ①氧化反应需要加热，但反应过程又是放热反应，特别是催化气相反应，一般都是在250～600℃的高温下进行，这些反应热如不及时移去，将会使温度迅速升高甚至发生爆炸。 ②有的氧化，如氨、乙烯和甲醇蒸气在空中的氧化，其物料配比接近于爆炸下限，倘若配比失调，温度控制不当，极易爆炸起火。 ③被氧化的物质大部分是易燃易爆物质。如乙烯氧化制取环氧乙烷中，乙烯是易燃气体，爆炸极限为2．7％～34％，自燃点为450℃；甲苯氧化制取苯甲酸中，甲苯是易燃液体，其蒸气易与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为1．2％～7％；甲醇氧化制取甲醛中，甲醇是易燃液体，其蒸气与空气的爆炸极限是6％～36．5％。 ④氧化剂具有很大的火灾危险性。如氯酸钾，高锰酸钾、铬酸酐等都属于氧化剂，如遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触，皆能引起着火爆炸；有机过氧化物不仅具有很强的氧化性，而且大部分是易燃物质，有的对温度特别敏感，遇高温则爆炸。 ⑤氧化产品有些也具有火灾危险性。如环氧乙烷是可燃气体；硝酸虽是腐蚀性物品，但也是强氧化剂；含36．7％的甲醛水溶液是易燃液体，其蒸气的爆炸极限为7．7％～73％。另外，某些氧化过程中还可能生成危险性较大的过氧化物，如乙醛氧化生产醋酸的过程中有过醋酸生成，过醋酸是有机过氧化物，性质极度不稳定，受高温、摩擦或撞击便会分解或燃烧。 (2)氧化过程的防火措施 ①氧化过程中如以空气或氧气作氧化剂时，反应物料的配比(可燃气体和空气的混合比例)应严格控制在爆炸范围之外。空气进入反应器之前，应经过气体净化装置，消除空气中的灰尘、水汽、油污以及可使催化剂活性降低或中毒的杂质，以保持催化剂的活性，减少着火和爆炸的危险。 ②氧化反应接触器有卧式和立式两种，内部填装有催化剂。一般多采用立式，因为这种形式催化剂装卸方便，而且安全。在催化氧化过程中，对于放热反应，应控制适宜的温度、流量，防止超温、超压和混合气处于爆炸范围之内。 ③为了防止接触器在万一发生爆炸或着火时危及人身和设备安全，在反应器前和管道上应安装阻火器，以阻止火焰蔓延，防止回火，使着火不致影响其他系统。为了防止接触器发生爆炸，接触器应有泄压装置，并尽可能采用自动控制或调节以及报警联锁装置。 ④使用硝酸、高锰酸钾等氧化剂时，要严格控制加料速度，防止多加、错加，固体氧化剂应粉碎后使用，最好呈溶液状态使用，反应中要不间断搅拌，严格控制反应温度，决不许超过被氧化物质的自燃点。 ⑤使用氧化剂氧化无机物时，如使用氯酸钾氧化生成铁蓝颜料，应控制产品烘干温度不超过其着火点，在烘干之前应用清水洗涤产品，将氧化剂彻底除净，以防止未完全反应的氯酸钾引起已烘干的物料起火。有些有机化合物的氧化，特别是在高温下的氧化，在设备及管道内可能产生焦状物，应及时清除，以防自燃。 ⑥氧化反应使用的原料及产品，应按有关危险品的管理规定，采取相应的防火措施，如隔离存放、远离火源、避免高温和日晒、防止摩擦和撞击等。如是电介质的易燃液体或气体，应安装导除静电的接地装置。 ⑦在设备系统中宜设置氮气、水蒸气灭火装置，以便能及时扑灭火灾。 2 还原 如硝基苯在盐酸溶液中被铁粉还原成苯胺、邻硝基苯甲醚在碱性溶液中被锌粉还原成邻氨基苯甲醚、使用保险粉、硼氢化钾、氢化锂铝等还原剂进行还原等。 还原过程的危险性分析及防火要求： (1)无论是利用初生态还原，还是用催化剂把氢气活化后还原，都有氢气存在(氢气的爆炸极限为4％—75％)，特别是催化加氢还原，大都在加热、加压条件下进行，如果操作失误或因设备缺陷有氢气泄漏，极易与空气形成爆炸性混合物，如遇着火源即会爆炸。

(2)还原反应中所使用的催化剂雷氏镍吸潮后在空气中有自燃危险，即使没有着火源存在，也能使氢气和空气的混合物引燃形成着火爆炸。(3)固体还原剂保险粉、硼氢化钾、氢化铝锂等都是遇湿易燃危险品，其中保险粉遇水发热，在潮湿空气中能分解析出硫，硫蒸气受热具有自燃的危险，且保险粉本身受热到190℃也有分解爆炸的危险；硼氢化钾(钠)在潮湿空气中能自燃，遇水或酸即分解放出大量氢气，同时产生高热，可使氢气着火而引起爆炸事故；氢化锂铝是遇湿危险的还原剂，务必要妥善保管，防止受潮。保险粉用于溶解使用时，要严格控制温度，可以在开动搅拌的情况下，将保险粉分批加入水中，待溶解后再与有机物接触反应；当使用硼氢化钠(钾)作还原剂时，在工艺过程中调解酸、碱度时要特别注意，防止加酸过快、过多；当使用氢化铝锂作还原剂时，要特别注意，必须在氮气保护下使用，平时浸没于煤油中储存。前面所述的还原剂，遇氧化剂会猛烈发生反应，产生大量热量，具有着火爆炸的危险，故不得与氧化剂混存。 (4)还原反应的中间体，特别是硝基化合物还原反应的中间体，亦有一定的火灾危险。

(5)开展技术革新，研究采用危险性小、还原效率高的新型还原剂代替火灾危险性大的还原剂。

3 硝化 硝化通常是指在有机化合物分子中引入硝基(—NO2)，取代氢原子而生成硝基化合物的反应。如甲苯硝化生产梯恩梯(TNT)、苯硝化制取硝基苯、甘油硝化制取硝化甘油等。 硝化过程的火灾危险性主要是： (1)硝化是一个放热反应，引入一个硝基要放热152．2～153 kJ／mol，所以硝化需要降温条件下进行。在硝化反应中，倘若稍有疏忽，如中途搅拌停止、冷却水供应不良、加料速度过快等，都会使温度猛增、混酸氧化能力加强，并有多硝基物生成，容易引起着火和爆炸事故。 (2)硝化剂具有氧化性，常用硝化剂浓硝酸、硝酸、浓硫酸、发烟硫酸、混合酸等都具有较强的氧化性、吸水性和腐蚀性。它们与油脂、有机物，特别是不饱和的有机化合物接触即能引起燃烧；在制备硝化剂时，若温度过高或落入少量水，会促使硝酸的大量分解和蒸发，不仅会导致设备的强烈腐蚀，还可造成爆炸事故。 (3)被硝化的物质大多易燃，如苯、甲苯、甘油(丙三醇)、脱酯棉等，不仅易燃，有的还兼有毒性，如使用或储存管理不当，很易造成火灾。 (4)硝化产品大都有着火爆炸的危险性，特别是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、撞击或接触着火源，极易发生爆炸或着火。 4 电解 电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个极上所引起的化学变化称为电解。电解在工业上有着广泛的作用。许多有色金属(钠、钾、镁、铅等)和稀有金属(锆、铪等)冶炼，金属铜、锌、铝等的精炼；许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、氯酸钾、过氧化氢等)的制备，以及电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解来实现的。 如食盐水电解生产氢氧化钠、氢气、氯气，电解水制氢等。食盐水电解过程中的危险性分析与防火要点： (1)盐水应保证质量 盐水中如含有铁杂质，能够产生第二阴极而放出氢气；盐水中带入铵盐，在适宜的条件下(pH

(3)防止氢气与氯气混合 氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的有毒气体，一旦两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5％以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。

篇3

关键词： 学习成果 形成性评量 总结性评量 英语文化阅读 以学习为中心

一、课程简介

2016-2017学年第一学期开设的“英语文化阅读”课程是本校英专2016级学生的必修课程，开设一个学期，16周，每周2学时，授课32学时。该课程重视过程性评估和终结性评估相结合，总评成绩为平时50%、期末考试50%。课堂教学采用灵活多变的教学方法，以教师授课和学生讨论相结合的方式进行，课堂小组进行主题演讲、推断生词、分析句子和辨别主题与中心思想等阅读技能讨论，课后补充文学作品《华盛顿广场》阅读，并利用学校BB网络平成课外小说测试和自主阅读，为进一步学习打下扎实的语言基本功。

二、“英语文化阅读”课程学习成果评量

通过研习台湾铭传大学王丰绪教授的“创新教学：有效的教与学”（王丰绪，2014），笔者对教学实务内涵进行了总结反思，明确了如何系统反思查找教学评量中存在的问题，从而对课程内容重整，融入以学习为中心的教学原则，以促进高品质学习的发生。王教授首先提出以下四个总体教学反思议题：

这些问题促使教师对教学进行反思，是否达到了预期的效果：诸如学生是否掌握了本课程专业知识的核心结构，该课程教学是以传授知识技能为考量，还是以培养学生核心能力为成果导向，所采用的教学策略与方法是否适当，能否使教学生动活泼而富有变化，是否引发学生的学习动机与兴趣，等等，但是总体比较笼统。对照具体的学习成果评量表，笔者依据课程实际教学情况逐项一一填入：

1.请在这里写下你希望该课程结束后同学从该课程带走的主要成果（2项）和次要成果（1项）。

主要成果（1）：系统掌握阅读技巧和阅读方法，提高阅读速度和准确率。

主要成果（2）：扩大英语词汇量。

次要成果：培养文学和文化素养。

2.你认为该课程应该如何评量学习成果及评量的比例？

表1和表2填写须知：

①左侧栏位前四项加总为100，后两项加总为100。

②上方栏位请用数字表示1主要目标（1个），2次要目标（1个）。

3.你认为该课程如何设计学习目标和教学策略？

表4 实际教学中评量的比例

表3和表4填写须知：

①左侧栏位加总为100。

②左侧栏位每项设计至少20%以上才填写。

③上方栏位请用数字表示1主要目标（1个），2次要目标（1个）。

三、课程反思

对照学习成果评量表发现学习成果评量理想（表1和表3）与现实（表2和表4）的比例确有差距，尤其在应用方面效果不甚理想，主要问题是课程注重过程性评估和终结性评估相结合，平时分和期末考试各占50%，这是理想的状态，但是实际操作中平时50分的评量并不够客观，分数比例不合理。例如：学生演讲能锻炼思辨能力，来自于观察、体验、思考、推理或交流所得信息，通过概念化、运用、分析、综合或评估，以指导观念和行为。但在实际教学中，学生文化主题的演讲分偏低，并且缺乏学生回馈与改善机制。网络作业完成量达到了，但质量不理想。课堂上的小组讨论学生参与程度差异较大，探究式学习能激发学生自主思考，但是学生的能力掌握程度参差不齐。

找到问题所在，就可以结合课程内容制定如何协助学生发展本课程有效的学习策略。例如：关于文化主题的小组演讲汇报比例从课程的主要成果和次要成果分析比例是偏低的，关于文化主题的小组演讲汇报，实际教学评量的5%至少要提高到10%～15%，因此在下一学年的教学中要改进评分的权重分配，考虑m当增加分数比例。

笔者计划在下一年的教学中尝试教学改革，将学习成果评量应用到实际教学过程中，教学改进明确了目标：就学生的小组汇报制定一个从内容、结构、语法、口语流畅度四个方面的学习成果评量标准，并且引入同侪互评（Peer Assessment）的评量方式。同侪互评就是学习者评估学习者，而非自评或教师评估。其定义和解释有多种（Davies 2006；Brown 2004），但学者们都一致肯定了同侪互评在教学中的重要价值：同侪互评可以让学习者具体参与到评估的过程中，给予学习者机会参与和评价其他学习者的学习过程和产出。同侪互评：（1）可以发展学习者的思辨能力、交际能力、终身学习能力和协作能力；（2）可以推动高层次思维（Nilson 2003）；（3）可以增强参与度，能够增强学习者的责任感，从而提高学习者的自主性（Sivan 2000）；（4）可以推动学生合作学习（Brown 2004）。通过同侪互评，让学生参与到打分中，激励学生，从内容、结构、语法、口语流畅度四个方面评量小组演讲汇报的情况，教师评分和学生评分各占一半。通过关注过程促进结果的提高，评价的重心在于过程（刘宁，王晓典，2012），使得教学有正向的结果，引领学生的心智发展，达到培养文学、文化素养和提高语言能力的目的。

参考文献：

[1]Brown， Douglas. Language assessment： Principles and classroom practice[M].New York： Longman，2004.

[2]Davies，Phil. Peer assessment：Judging the quality of students’ work by comments rather than marks[J].Innovations Education and Teaching International，2006，43（1）：69-82.

[3]Nilson，Linda，B. Improving student peer feedback[J].College Teaching，2003，51（1）：34-38.

[4]Sivan，Atara. The implementation of peer assessment：An action research approach[J].Assessment in Education：Principles，Policy & PracticeⅡ，2000，7（2）：193-213.

篇4

    化学反应是一个复杂的过程,在反应过程中容易受到不同因素的影响。第一,化学反应会受到浓度的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时浓度越大,反应速率越大,化学平衡会向正向转移。第二,化学反应会受到压强的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时压强越大,反应速率越大,化学平衡会向气态物质系数小的方向转移。这一反应影响条件是针对气体反应的,增大压强相当于增大了单位体积内气体的浓度,一次化学反应的反应速率就会随着压强的增大而变快。第三,化学反应会受到温度的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时温度升高,反应速率会增大,化学平衡会向吸热方向转移。实践证明,温度的变化可以影响到一切的化学反应的反应速率,只是影响程度会有所差异。第四,化学反应会受到催化剂的影响。一般情况催化剂对化学平衡不会产生影响,也不参与化学反应,在反应前后其质量和组成是不变的。它加入的目的就是改变化学反应的反应速率。通常正催化剂都会加速化学反应的反应速率。此外,光、反应固体物颗粒大小、溶剂等也会影响到化学反应的反应速率。其中温度和催化剂的影响比较明显、具有很大的实用价值。如在工业合成氨中,会使用铁做催化剂,加快化学反应的反应速率,提高氨的生成速度。

    2化学反应中催化剂的作用

    2.1催化剂的类型

    在化学反应中,催化剂虽不参与化学反应,但它会与反应物发生作用,加快了化学反应的反应速率,使化学反应变得更为剧烈。首先,催化剂不参与化学反应,即化学反应前后催化剂的质量、物质结构不会发生任何的改变。其次,催化剂会改变反应的速率,甚至可使反应的速率提高上万亿倍,大大提高了工业生产中化学反应应用的效率,提高了单位时间内产品的产量,创造了企业的经济效益。催化剂的类型多样,按催化过程可分为均相催化剂和多项催化剂;按催化剂的反应类型可分为氧化还原催化剂、酸碱催化剂和配位催化剂。按物质类型可分为过度金属催化剂、金属氧化物催化剂、酸碱催化剂和金属络物催化剂。随着工业的发展,人类环保意识的增强,对工业生产中的化学反应的要求也越来越高,产生了从环保角度出发的绿色化学,如燃煤中加入生石灰反应,减少了煤燃烧过程中二氧化硫的排放。在绿色化学中很大一部分就是通过催化剂的合理利用来减少和排除工业生产对环境的污染、破坏,随之相应产生了绿色催化剂。

    2.2催化剂的作用

    在现代工业生产中,催化剂起到了巨大的作用,促进了工业的发展和工业生产的效率,催化剂的研究和使用时当今世界热点,据统计有80%以上的工业生产化学反应都会用到催化剂。首先,催化剂的使用降低了工业生产的成本。一方面,催化剂的使用使工业生产中的化学反应更为充分,降低了工业生产的原料损耗,提高了生产效率。另一方面催化剂加快了化学反应的速度,提高了单位时间内工业生产的生产量,节约了人力等成本,使企业在同一时间内生产了更多的产品,节约了生产消耗,为企业赢得了更多的利益。此外,一些催化剂的应用简化了所需产品的加工工艺,使人类通过廉价的手段提取了高效益的能源、产品,创造了极大的社会效益。其次,催化剂的使用提高了企业的生产能力。如在工业合成氨的过程中,使用催化剂使合成氨的化学反应速率提升了上万亿被,大大的提高了企业的生产能力,为企业创造了更多的经济价值和社会效益。再次,催化剂能控制化学反应生成的产物,如在乙烯与氧气的反应中,使用PdCl-CuCl2做催化剂可以生成乙醛;而使用银作催化剂则会生成环氧乙烷。因此,生产中可以通过催化剂控制化学反应的生成产物,获取生产所想要得到的新物质。此外,对于复杂反应,催化剂可以有效的加快主反应的反应速率,对副反应起到一定的拟制作用,提高了生产中所需产物的收率。第四,催化剂改善了化学反应的条件,如一些反应本身要在高温下进行,才能确保反应和反应速率化学反应,加入催化剂后可在常温下进行并确保反应的速率;又如一些反应对设备的腐蚀性严重,采用催化剂后可改变发生的化学反应,降低了反应过程中对设备的腐蚀,并确保了生产的顺利进行。可见催化剂的这一作用能有效改善企业化工生产中对生产设备的要求,较低了生产条件,为企业赢得了更多的利益。第五,催化剂的使用使更多的化学反应得以实现,拓展了工业生产中化学反应的原料来源,为企业的生产发掘出更多的资源。第六,催化剂拟制了一些化工生产中危害物品的生成,降低了化学反应对环境的污染。如工业生产邻苯二酚过程中,采用酶E.Coli做催化剂,使产物的生成定向为邻苯二酚,避免了化学反应生产过程中的副产品的产生和废弃物的生成,有效的保护了环境。

    3化学反应和催化剂应用的研究趋向

    化学反应对人类的贡献是有目共睹的,但化学反应造成的环境污染等负面影响也是不容忽视的,随着环境问题的日益恶化,人类的环保意识逐渐增强。早在二十世纪时人们就提出了绿色化工,随着人类对化学反应及催化剂使用研究的深入,目前人类已掌握了很多提高化学反应效率,减少环境污染的措施,并将其运用到工业化工生产中,实现了化学反应对人类的无害服务。同时,人们利用化学反应不断的开发新的能源,如在催化剂作用下将煤炭资源转化为液体燃料,增强了能源的利用效率,还降低了煤炭不充分燃烧所带来的环境污染问题。因此,未来化学反应与催化剂应用的研究方向就是绿色化工、能源化工。随着科技的发展,人类必将实现化学反应的无公害、无污染,并充分的利用催化剂等手段,拓展人类对能源原料的需求,进一步促进人类文明的发展。

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知识与技能：了解化学反应速度的概念及表示方法，知道浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速度的影响，初步了解如何调控化学反应的快慢。

过程与方法：能够在猜想、探究、实验中完成外界因素对化学反应速率影响的探究，通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点，使自身的思维能力和创造能力都得到充分的锻炼。

情感态度与价值观：培养对化学反应研究的兴趣，能够在对化学反应原理的探究过程中找到成功的喜悦，激发学习化学探究原理的动力；增强学生合作、创新与求实精神。

教学重点：

化学反应速率概念，了解影响化学反应速率的因素。

教学难点：

影响化学反应速率的因素。

教学过程：

一、化学反应速率

设置：视频展示北京故宫浮雕变化。

讲解：不同的反应，快慢千差万别！你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？反应的快慢与我们有什么关系？

投影图片：快慢差别很大的化学变化。

学生活动：

1.演示下列反应，比较其快慢。

2.讨论：可以从哪些角度现象来判断快慢？提示：能否通过现象判断？

过渡：有没有更准确的描述反应快慢的方法呢？

化学中还有这样一个物理量专门用来准确描述化学速率的快慢――化学反应速率，让我们一起来学习一下，它是如何规定的。

学生活动：

1.通过物理学中的速度概念，尝试给出化学反应速率的概念。

2.阅读课本第47页内容，找出你给出的概念与课本上的差异，并与物理学相对比，找出你认为理解的关键。

3.对比物理学，给出化学反应速率的表达式及其单位。

小结：在具体的运用和理解化学反应速率时，还应该注意下面几个问题：

1.化学反应速率是标量，即只有大小而没有方向。

2.一般计算出的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率。

3.不用纯液体和固体表示化学反应速率，因为它们“浓度”是不变的。

4.对于同一化学反应速率用不同的的物质表示其化学反应速率，可能不相同，但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比。

投影：下列过程，我们希望它更快一点的是（ ）

A.钢铁腐蚀 B.食物腐坏

C.炼钢 D.塑料老化

学生活动：1.举例说明：日常生活和生产中，我们希望哪些反应更快一点，而哪些反应更慢一点？

2.从你接触的化学实验和生活中的应用看：哪些因素会影响化学反应速率？

3.如何验证某一个因素是否影响化学反应快慢？又是如何影响的？

板书：控制变量法

设计实验：学生讨论，要求借助桌上所给器材和药品设计实验。

分组实验：选择浓度、温度、固体表面积大小、催化剂四个因素，让四组学生分组进行实验。

投影视频：面粉爆炸。

二、影响化学反应速率的因素

1.内因：反应物本身的性质。

2.外因：（1）浓度：反应物浓度越大，速率越大。

（2）温度：体系温度越高，速率越大。

（3）固体表面积：块装固体反应速率小于粉末状固体反应速率。

（4）催化剂：能大大改变速率。

（5）压强：有气体参与的反应压强越大，速率越大。

思考：如果我们现在要制取氢气，如何又快又安全地制取呢？

课堂总结：本节课我们学习了化学反应速率的定量表示以及影响化学反应速率的因素，是否所有的化学反应都会进行到底，完全转变为生成物呢？我们将在下一节课讨论。

三、巩固练习

1.下列四种X溶液，均能跟盐酸反应，其中反应最快的是（ ）

A.10℃20mL 3mol/L的X溶液

B.20℃30mL 2molL的X溶液

C.20℃10mL 4mol/L的X溶液

D.10℃10mL 2mol/L的X溶液