化學反應的過程精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇化學反應的過程，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：氣化過程 方程式 平衡濃度 反應速度

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

煤氣化技術在生產城市煤氣、提高動力工業的發電效率和在化學工業中替代部分天然氣和石油產品等方面，受到廣泛的重視。中國煤的蘊藏十分豐富，發展煤氣化技術對提高城市煤氣普及率、發展相應有關工業等方面將起到重要作用。

了解和研究煤氣化過程中主要化學反應的機理、速率、平衡組成及影響因素，對于提高煤氣中有效組分、氣化效率具有重要的理論和實踐意義。

二.氣化過程主要反應的分析

氣化爐中的氣化反應是一個十分復雜的體系，由于煤炭的“分子”是碳、氫、氧和其它元素的復雜結構，因而討論氣化反應時先做出如下假定：

（1）僅考慮煤炭中的主要元素碳，用C*表示，稱為聚集或者固體的碳，或叫做含碳物質。

（2）氣化反應發生時，已經完成了煤的干餾或者熱解過程。也就是說，氣化過程主要是指煤中的碳與氧、水蒸汽、二氧化碳以及氫的反應，上述反應均為非均相反應，此外煤的氣化過程還包括均相反應，即氣態反應產物之間相互反應或與氣化劑的反應，本文主要介紹前者。

1、碳與氧氣的反應

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

一般認為：CO和CO2都是主要產物，在普通燃燒溫度時，占優勢的是CO，CO在氣相中進一步氧化為CO2，這一反應是迅速的，并且由于水蒸汽的出現將進一步加速。原因可能是由于水與氣的交替反應引起的；而兩種產物的比例是隨著溫度上升而增加，但是在高溫時，CO占優勢。

該反應中，影響控制阻力的主要因素是溫度、顆粒尺寸、氣體與顆粒之間的相對速率及壓力等。如果是吸附起控制作用，反應是一級反應；如果是解吸附起控制作用，則是零級反應。

一般說來，對于正常條件下的粉碳燃燒來說，或者是內部化學反應動力學控制反應速率，或者是氣孔擴散與化學反應動力學聯合控制反應速率；而在高溫條件下（≥1000K），對低品位炭、高活性煤或大顆粒的情況，容積擴散變為起控制作用的因素。

炭的燃燒反應在所有氣化反應中速率是最大的。氣化過程（溫度一般高于800℃）中，炭的燃燒反應幾乎不可逆的向右進行。若提高反應溫度或增大煤焦粒度，則反應可趨于外擴散區；若降低反應溫度或減小煤焦粒度，則反應可趨于內擴散區，甚至動力區。

史密斯（Smith）等的研究表明，對于粒徑大于100μm的炭粒，在1200K下，燃燒反應為外擴散控制，但對于粒徑為90μm的炭粒，在750K下，燃燒反應為表面反應控制；當炭粒粒徑小至20μm時，其動力區的溫度范圍可達1600K。

2、碳與二氧化碳的反應

C*+CO2(g)2CO（g）―Q

一般認為該反應的機理是：

（1）CO2與固體表面的活化區發生反應生成了CO分子和吸附的O原子:

CO2+()CO+(O)

（2）表面周圍的O原子與另外的碳原子發生反應，接著生成的CO被解吸附而留出真空的活化位置

(O)+C*CO+()

通常，在低溫條件以及高CO2濃度條件下，反應級數是零；低溫低CO2濃度條件下，或者高溫高CO2濃度條件下，將接近于一級反應。

對于通常的高溫下，可能是氣孔擴散與化學反應的聯合作用控制著總體反應速率。

該反應為強吸熱反應，當溫度上升時，平衡常數急劇增加，顯然溫度愈高，愈有利于這個反應進行。

1000℃以上明顯發生正反應，若溫度在600~900℃范圍內，將進行逆反應。研究認為，2000℃以下CO2還原反應處于動力區。因此，在一般氣化爐操作條件下，CO2還原反應進行的很慢，不可能達到平衡。CO2還原反應的速率主要與操作溫度和原料的活性有關，即提高操作溫度和選用高活性煤利于CO2的轉化。

因為反應為體積增大的反應，所以隨著壓力的提高，平衡組成中的CO含量將會降低，但如以空氣作氣化劑，由于空氣中大量氮氣的稀釋作用，CO和CO2的分壓之和要減小，這種情況利于CO2的還原，平衡將向正方向移動。

3、碳與水蒸汽的反應

C*+H2O=CO+H2―Q

但在過量水蒸汽的參與下，又發生如下反應

CO+H2O=CO2+H2+Q

總的方程式為

C+2H2O=CO2+2H2―Q

在相對反應速率和反應機理上都表明，它和碳與CO2的反應是類似的。研究發現，H2在反應中是一種“抑制劑”，而CO的出現卻并未出現反應速率降低的現象。實際上還發現了H2可以增加某些炭的氣化速率，而對另外的某些炭將降低它們的氣化速率。這可能是H2對碳與水蒸汽反應中的炭的某些雜質起催化活化作用。因此，H2對反應的影響隨著溫度的增加將顯著減弱。大多數情況下，反應是一級反應。

兩反應平衡常數隨溫度變化趨勢不同，在高溫時一水反應的平衡常數增加快的多，而在低溫（＜700℃）時雙水反應所占比重增加，所以提高溫度可以相對的提高CO和H2的含量，而降低CO2和水蒸汽的含量。

當反應溫度升高時，正向反應進行的比較完全。1000℃以上則可視為不可逆反應。生成CO的反應速率明顯大于生成CO2的反應速率，水蒸汽分解反應比CO2還原反應速率快些，但它們是同一數量級的。在一般煤氣化爐內水蒸汽的分解反應是達不到平衡的。

研究認為，對于高活性的煤，在1000~1100℃以上，水蒸汽分解反應進入擴散區。相應于一般煤氣化爐的還原層溫度，反應可能處于擴散區或過渡區。對于活性低的煤，在1100℃時，水蒸汽分解反應仍處于動力區。反應速率主要受溫度影響，爐溫稍有下降，則煤氣質量和氣化強度將迅速降低。

變換反應實際是在炭粒表面進行的均相反應，極少在氣相中進行。該反應在400℃以上即可發生，在900℃時與水蒸汽分解反應的速率相當，高于1480℃時，其速率很快。

在一般煤氣化爐內，可認為該反應能達到熱力學平衡。但是實際達到平衡的程度與溫度、蒸汽分解率以及料層深度有一定的關系，還與燃料的反應性、灰分的催化活性等有關。在低的水蒸汽分解率下，該反應可以接近于平衡。在水蒸汽分解率足夠高時，又有適量的CO2存在，分壓乘積 (Pco2*pH2)/(pCO*pH2O)超過其平衡常數，反應將逆向進行。

4、碳與氫氣的反應

C*+2H2 (g)CH4（g）+Q

該反應的產物較為復雜。反應經過三個階段：第一階段稱為熱分解或者煤的揮發，繼之有蒸汽相的氫化作用，反應速率通常受固體揮發份的釋放速率限制；第二階段是氫氣與炭短時間快速作用，因此氫的活性變得越來越?。欢蟀l展到第三階段，即低活性氫與剩余炭相互反應的時期。第一、二階段在很大程度上可以重迭，特別是快速加熱到1000K以上的條件更是這樣。并且高活化階段和低活化階段的轉化速率的差別將有幾個量級。

甲烷的生成速率是很慢的。在1073K和10KPa壓力時，炭和氫的反應速率是CO2還原反應的3×10-3倍。在氫壓力為3000~20000KPa、溫度為750~1200K時，200~400μm的炭粒完全反應大約要用0.5h。

當壓力增高時，反應物的物質的量濃度增大，反應速率提高。甲烷的生成速率還與煤的反應活性有關，反應活性大的，甲烷生成速率高。為了制取合成氣，應該采用較低的氣化壓力和較高的反應溫度。

三、結論

1、對于外擴散控制的反應，提高空速可提高反應速率；對于內擴散控制的反應，減小碳顆粒粒度，增大碳粒內部空隙直徑可提高反應速率。這也是流化床和氣流床氣化效率較高的原因所在。

2、因為氣化過程的目標反應均為吸熱反應，所以較高的反應溫度對有效氣含率的提高是有利的，這就需要一方面提高反應物（煤、蒸汽、氧氣或者空氣）的溫度，另一方面提高爐內的反應溫度。

3、提高反應物的濃度利于反應向正方向進行，而將CO2氣作為反應物入爐，也被越來越多的工廠應用。

4、干煤粉加壓氣化技術是在1400~1600℃的高溫和3MPa及以上高壓的條件下運行的，而現有的煤氣化動力學數據大多是基于1000℃左右的條件得到的，迫切需要進行高溫高壓煤氣化反應動力學的研究。

篇2

1 氧化 如氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制環氧乙烷等。 (1)氧化的火災危險性 ①氧化反應需要加熱，但反應過程又是放熱反應，特別是催化氣相反應，一般都是在250～600℃的高溫下進行，這些反應熱如不及時移去，將會使溫度迅速升高甚至發生爆炸。 ②有的氧化，如氨、乙烯和甲醇蒸氣在空中的氧化，其物料配比接近于爆炸下限，倘若配比失調，溫度控制不當，極易爆炸起火。 ③被氧化的物質大部分是易燃易爆物質。如乙烯氧化制取環氧乙烷中，乙烯是易燃氣體，爆炸極限為2．7％～34％，自燃點為450℃；甲苯氧化制取苯甲酸中，甲苯是易燃液體，其蒸氣易與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為1．2％～7％；甲醇氧化制取甲醛中，甲醇是易燃液體，其蒸氣與空氣的爆炸極限是6％～36．5％。 ④氧化劑具有很大的火災危險性。如氯酸鉀，高錳酸鉀、鉻酸酐等都屬于氧化劑，如遇高溫或受撞擊、摩擦以及與有機物、酸類接觸，皆能引起著火爆炸；有機過氧化物不僅具有很強的氧化性，而且大部分是易燃物質，有的對溫度特別敏感，遇高溫則爆炸。 ⑤氧化產品有些也具有火災危險性。如環氧乙烷是可燃氣體；硝酸雖是腐蝕性物品，但也是強氧化劑；含36．7％的甲醛水溶液是易燃液體，其蒸氣的爆炸極限為7．7％～73％。另外，某些氧化過程中還可能生成危險性較大的過氧化物，如乙醛氧化生產醋酸的過程中有過醋酸生成，過醋酸是有機過氧化物，性質極度不穩定，受高溫、摩擦或撞擊便會分解或燃燒。 (2)氧化過程的防火措施 ①氧化過程中如以空氣或氧氣作氧化劑時，反應物料的配比(可燃氣體和空氣的混合比例)應嚴格控制在爆炸范圍之外?？諝膺M入反應器之前，應經過氣體凈化裝置，消除空氣中的灰塵、水汽、油污以及可使催化劑活性降低或中毒的雜質，以保持催化劑的活性，減少著火和爆炸的危險。 ②氧化反應接觸器有臥式和立式兩種，內部填裝有催化劑。一般多采用立式，因為這種形式催化劑裝卸方便，而且安全。在催化氧化過程中，對于放熱反應，應控制適宜的溫度、流量，防止超溫、超壓和混合氣處于爆炸范圍之內。 ③為了防止接觸器在萬一發生爆炸或著火時危及人身和設備安全，在反應器前和管道上應安裝阻火器，以阻止火焰蔓延，防止回火，使著火不致影響其他系統。為了防止接觸器發生爆炸，接觸器應有泄壓裝置，并盡可能采用自動控制或調節以及報警聯鎖裝置。 ④使用硝酸、高錳酸鉀等氧化劑時，要嚴格控制加料速度，防止多加、錯加，固體氧化劑應粉碎后使用，最好呈溶液狀態使用，反應中要不間斷攪拌，嚴格控制反應溫度，決不許超過被氧化物質的自燃點。 ⑤使用氧化劑氧化無機物時，如使用氯酸鉀氧化生成鐵藍顏料，應控制產品烘干溫度不超過其著火點，在烘干之前應用清水洗滌產品，將氧化劑徹底除凈，以防止未完全反應的氯酸鉀引起已烘干的物料起火。有些有機化合物的氧化，特別是在高溫下的氧化，在設備及管道內可能產生焦狀物，應及時清除，以防自燃。 ⑥氧化反應使用的原料及產品，應按有關危險品的管理規定，采取相應的防火措施，如隔離存放、遠離火源、避免高溫和日曬、防止摩擦和撞擊等。如是電介質的易燃液體或氣體，應安裝導除靜電的接地裝置。 ⑦在設備系統中宜設置氮氣、水蒸氣滅火裝置，以便能及時撲滅火災。 2 還原 如硝基苯在鹽酸溶液中被鐵粉還原成苯胺、鄰硝基苯甲醚在堿性溶液中被鋅粉還原成鄰氨基苯甲醚、使用保險粉、硼氫化鉀、氫化鋰鋁等還原劑進行還原等。 還原過程的危險性分析及防火要求： (1)無論是利用初生態還原，還是用催化劑把氫氣活化后還原，都有氫氣存在(氫氣的爆炸極限為4％—75％)，特別是催化加氫還原，大都在加熱、加壓條件下進行，如果操作失誤或因設備缺陷有氫氣泄漏，極易與空氣形成爆炸性混合物，如遇著火源即會爆炸。

(2)還原反應中所使用的催化劑雷氏鎳吸潮后在空氣中有自燃危險，即使沒有著火源存在，也能使氫氣和空氣的混合物引燃形成著火爆炸。(3)固體還原劑保險粉、硼氫化鉀、氫化鋁鋰等都是遇濕易燃危險品，其中保險粉遇水發熱，在潮濕空氣中能分解析出硫，硫蒸氣受熱具有自燃的危險，且保險粉本身受熱到190℃也有分解爆炸的危險；硼氫化鉀(鈉)在潮濕空氣中能自燃，遇水或酸即分解放出大量氫氣，同時產生高熱，可使氫氣著火而引起爆炸事故；氫化鋰鋁是遇濕危險的還原劑，務必要妥善保管，防止受潮。保險粉用于溶解使用時，要嚴格控制溫度，可以在開動攪拌的情況下，將保險粉分批加入水中，待溶解后再與有機物接觸反應；當使用硼氫化鈉(鉀)作還原劑時，在工藝過程中調解酸、堿度時要特別注意，防止加酸過快、過多；當使用氫化鋁鋰作還原劑時，要特別注意，必須在氮氣保護下使用，平時浸沒于煤油中儲存。前面所述的還原劑，遇氧化劑會猛烈發生反應，產生大量熱量，具有著火爆炸的危險，故不得與氧化劑混存。 (4)還原反應的中間體，特別是硝基化合物還原反應的中間體，亦有一定的火災危險。

(5)開展技術革新，研究采用危險性小、還原效率高的新型還原劑代替火災危險性大的還原劑。

3 硝化 硝化通常是指在有機化合物分子中引入硝基(—NO2)，取代氫原子而生成硝基化合物的反應。如甲苯硝化生產梯恩梯(TNT)、苯硝化制取硝基苯、甘油硝化制取硝化甘油等。 硝化過程的火災危險性主要是： (1)硝化是一個放熱反應，引入一個硝基要放熱152．2～153 kJ／mol，所以硝化需要降溫條件下進行。在硝化反應中，倘若稍有疏忽，如中途攪拌停止、冷卻水供應不良、加料速度過快等，都會使溫度猛增、混酸氧化能力加強，并有多硝基物生成，容易引起著火和爆炸事故。 (2)硝化劑具有氧化性，常用硝化劑濃硝酸、硝酸、濃硫酸、發煙硫酸、混合酸等都具有較強的氧化性、吸水性和腐蝕性。它們與油脂、有機物，特別是不飽和的有機化合物接觸即能引起燃燒；在制備硝化劑時，若溫度過高或落入少量水，會促使硝酸的大量分解和蒸發，不僅會導致設備的強烈腐蝕，還可造成爆炸事故。 (3)被硝化的物質大多易燃，如苯、甲苯、甘油(丙三醇)、脫酯棉等，不僅易燃，有的還兼有毒性，如使用或儲存管理不當，很易造成火災。 (4)硝化產品大都有著火爆炸的危險性，特別是多硝基化合物和硝酸酯，受熱、摩擦、撞擊或接觸著火源，極易發生爆炸或著火。 4 電解 電流通過電解質溶液或熔融電解質時，在兩個極上所引起的化學變化稱為電解。電解在工業上有著廣泛的作用。許多有色金屬(鈉、鉀、鎂、鉛等)和稀有金屬(鋯、鉿等)冶煉，金屬銅、鋅、鋁等的精煉；許多基本化學工業產品(氫、氧、氯、燒堿、氯酸鉀、過氧化氫等)的制備，以及電鍍、電拋光、陽極氧化等，都是通過電解來實現的。 如食鹽水電解生產氫氧化鈉、氫氣、氯氣，電解水制氫等。食鹽水電解過程中的危險性分析與防火要點： (1)鹽水應保證質量 鹽水中如含有鐵雜質，能夠產生第二陰極而放出氫氣；鹽水中帶入銨鹽，在適宜的條件下(pH

(3)防止氫氣與氯氣混合 氫氣是極易燃燒的氣體，氯氣是氧化性很強的有毒氣體，一旦兩種氣體混合極易發生爆炸，當氯氣中含氫量達到5％以上，則隨時可能在光照或受熱情況下發生爆炸。

篇3

關鍵詞： 學習成果 形成性評量 總結性評量 英語文化閱讀 以學習為中心

一、課程簡介

2016-2017學年第一學期開設的“英語文化閱讀”課程是本校英專2016級學生的必修課程，開設一個學期，16周，每周2學時，授課32學時。該課程重視過程性評估和終結性評估相結合，總評成績為平時50%、期末考試50%。課堂教學采用靈活多變的教學方法，以教師授課和學生討論相結合的方式進行，課堂小組進行主題演講、推斷生詞、分析句子和辨別主題與中心思想等閱讀技能討論，課后補充文學作品《華盛頓廣場》閱讀，并利用學校BB網絡平成課外小說測試和自主閱讀，為進一步學習打下扎實的語言基本功。

二、“英語文化閱讀”課程學習成果評量

通過研習臺灣銘傳大學王豐緒教授的“創新教學：有效的教與學”（王豐緒，2014），筆者對教學實務內涵進行了總結反思，明確了如何系統反思查找教學評量中存在的問題，從而對課程內容重整，融入以學習為中心的教學原則，以促進高品質學習的發生。王教授首先提出以下四個總體教學反思議題：

這些問題促使教師對教學進行反思，是否達到了預期的效果：諸如學生是否掌握了本課程專業知識的核心結構，該課程教學是以傳授知識技能為考量，還是以培養學生核心能力為成果導向，所采用的教學策略與方法是否適當，能否使教學生動活潑而富有變化，是否引發學生的學習動機與興趣，等等，但是總體比較籠統。對照具體的學習成果評量表，筆者依據課程實際教學情況逐項一一填入：

1.請在這里寫下你希望該課程結束后同學從該課程帶走的主要成果（2項）和次要成果（1項）。

主要成果（1）：系統掌握閱讀技巧和閱讀方法，提高閱讀速度和準確率。

主要成果（2）：擴大英語詞匯量。

次要成果：培養文學和文化素養。

2.你認為該課程應該如何評量學習成果及評量的比例？

表1和表2填寫須知：

①左側欄位前四項加總為100，后兩項加總為100。

②上方欄位請用數字表示1主要目標（1個），2次要目標（1個）。

3.你認為該課程如何設計學習目標和教學策略？

表4 實際教學中評量的比例

表3和表4填寫須知：

①左側欄位加總為100。

②左側欄位每項設計至少20%以上才填寫。

③上方欄位請用數字表示1主要目標（1個），2次要目標（1個）。

三、課程反思

對照學習成果評量表發現學習成果評量理想（表1和表3）與現實（表2和表4）的比例確有差距，尤其在應用方面效果不甚理想，主要問題是課程注重過程性評估和終結性評估相結合，平時分和期末考試各占50%，這是理想的狀態，但是實際操作中平時50分的評量并不夠客觀，分數比例不合理。例如：學生演講能鍛煉思辨能力，來自于觀察、體驗、思考、推理或交流所得信息，通過概念化、運用、分析、綜合或評估，以指導觀念和行為。但在實際教學中，學生文化主題的演講分偏低，并且缺乏學生回饋與改善機制。網絡作業完成量達到了，但質量不理想。課堂上的小組討論學生參與程度差異較大，探究式學習能激發學生自主思考，但是學生的能力掌握程度參差不齊。

找到問題所在，就可以結合課程內容制定如何協助學生發展本課程有效的學習策略。例如：關于文化主題的小組演講匯報比例從課程的主要成果和次要成果分析比例是偏低的，關于文化主題的小組演講匯報，實際教學評量的5%至少要提高到10%～15%，因此在下一學年的教學中要改進評分的權重分配，考慮m當增加分數比例。

筆者計劃在下一年的教學中嘗試教學改革，將學習成果評量應用到實際教學過程中，教學改進明確了目標：就學生的小組匯報制定一個從內容、結構、語法、口語流暢度四個方面的學習成果評量標準，并且引入同儕互評（Peer Assessment）的評量方式。同儕互評就是學習者評估學習者，而非自評或教師評估。其定義和解釋有多種（Davies 2006；Brown 2004），但學者們都一致肯定了同儕互評在教學中的重要價值：同儕互評可以讓學習者具體參與到評估的過程中，給予學習者機會參與和評價其他學習者的學習過程和產出。同儕互評：（1）可以發展學習者的思辨能力、交際能力、終身學習能力和協作能力；（2）可以推動高層次思維（Nilson 2003）；（3）可以增強參與度，能夠增強學習者的責任感，從而提高學習者的自主性（Sivan 2000）；（4）可以推動學生合作學習（Brown 2004）。通過同儕互評，讓學生參與到打分中，激勵學生，從內容、結構、語法、口語流暢度四個方面評量小組演講匯報的情況，教師評分和學生評分各占一半。通過關注過程促進結果的提高，評價的重心在于過程（劉寧，王曉典，2012），使得教學有正向的結果，引領學生的心智發展，達到培養文學、文化素養和提高語言能力的目的。

參考文獻：

[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

    化學反應是一個復雜的過程,在反應過程中容易受到不同因素的影響。第一,化學反應會受到濃度的影響。一般情況下當其他條件不變的情況時濃度越大,反應速率越大,化學平衡會向正向轉移。第二,化學反應會受到壓強的影響。一般情況下當其他條件不變的情況時壓強越大,反應速率越大,化學平衡會向氣態物質系數小的方向轉移。這一反應影響條件是針對氣體反應的,增大壓強相當于增大了單位體積內氣體的濃度,一次化學反應的反應速率就會隨著壓強的增大而變快。第三,化學反應會受到溫度的影響。一般情況下當其他條件不變的情況時溫度升高,反應速率會增大,化學平衡會向吸熱方向轉移。實踐證明,溫度的變化可以影響到一切的化學反應的反應速率,只是影響程度會有所差異。第四,化學反應會受到催化劑的影響。一般情況催化劑對化學平衡不會產生影響,也不參與化學反應,在反應前后其質量和組成是不變的。它加入的目的就是改變化學反應的反應速率。通常正催化劑都會加速化學反應的反應速率。此外,光、反應固體物顆粒大小、溶劑等也會影響到化學反應的反應速率。其中溫度和催化劑的影響比較明顯、具有很大的實用價值。如在工業合成氨中,會使用鐵做催化劑,加快化學反應的反應速率,提高氨的生成速度。

    2化學反應中催化劑的作用

    2.1催化劑的類型

    在化學反應中,催化劑雖不參與化學反應,但它會與反應物發生作用,加快了化學反應的反應速率,使化學反應變得更為劇烈。首先,催化劑不參與化學反應,即化學反應前后催化劑的質量、物質結構不會發生任何的改變。其次,催化劑會改變反應的速率,甚至可使反應的速率提高上萬億倍,大大提高了工業生產中化學反應應用的效率,提高了單位時間內產品的產量,創造了企業的經濟效益。催化劑的類型多樣,按催化過程可分為均相催化劑和多項催化劑;按催化劑的反應類型可分為氧化還原催化劑、酸堿催化劑和配位催化劑。按物質類型可分為過度金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、酸堿催化劑和金屬絡物催化劑。隨著工業的發展,人類環保意識的增強,對工業生產中的化學反應的要求也越來越高,產生了從環保角度出發的綠色化學,如燃煤中加入生石灰反應,減少了煤燃燒過程中二氧化硫的排放。在綠色化學中很大一部分就是通過催化劑的合理利用來減少和排除工業生產對環境的污染、破壞,隨之相應產生了綠色催化劑。

    2.2催化劑的作用

    在現代工業生產中,催化劑起到了巨大的作用,促進了工業的發展和工業生產的效率,催化劑的研究和使用時當今世界熱點,據統計有80%以上的工業生產化學反應都會用到催化劑。首先,催化劑的使用降低了工業生產的成本。一方面,催化劑的使用使工業生產中的化學反應更為充分,降低了工業生產的原料損耗,提高了生產效率。另一方面催化劑加快了化學反應的速度,提高了單位時間內工業生產的生產量,節約了人力等成本,使企業在同一時間內生產了更多的產品,節約了生產消耗,為企業贏得了更多的利益。此外,一些催化劑的應用簡化了所需產品的加工工藝,使人類通過廉價的手段提取了高效益的能源、產品,創造了極大的社會效益。其次,催化劑的使用提高了企業的生產能力。如在工業合成氨的過程中,使用催化劑使合成氨的化學反應速率提升了上萬億被,大大的提高了企業的生產能力,為企業創造了更多的經濟價值和社會效益。再次,催化劑能控制化學反應生成的產物,如在乙烯與氧氣的反應中,使用PdCl-CuCl2做催化劑可以生成乙醛;而使用銀作催化劑則會生成環氧乙烷。因此,生產中可以通過催化劑控制化學反應的生成產物,獲取生產所想要得到的新物質。此外,對于復雜反應,催化劑可以有效的加快主反應的反應速率,對副反應起到一定的擬制作用,提高了生產中所需產物的收率。第四,催化劑改善了化學反應的條件,如一些反應本身要在高溫下進行,才能確保反應和反應速率化學反應,加入催化劑后可在常溫下進行并確保反應的速率;又如一些反應對設備的腐蝕性嚴重,采用催化劑后可改變發生的化學反應,降低了反應過程中對設備的腐蝕,并確保了生產的順利進行?？梢姶呋瘎┑倪@一作用能有效改善企業化工生產中對生產設備的要求,較低了生產條件,為企業贏得了更多的利益。第五,催化劑的使用使更多的化學反應得以實現,拓展了工業生產中化學反應的原料來源,為企業的生產發掘出更多的資源。第六,催化劑擬制了一些化工生產中危害物品的生成,降低了化學反應對環境的污染。如工業生產鄰苯二酚過程中,采用酶E.Coli做催化劑,使產物的生成定向為鄰苯二酚,避免了化學反應生產過程中的副產品的產生和廢棄物的生成,有效的保護了環境。

    3化學反應和催化劑應用的研究趨向

    化學反應對人類的貢獻是有目共睹的,但化學反應造成的環境污染等負面影響也是不容忽視的,隨著環境問題的日益惡化,人類的環保意識逐漸增強。早在二十世紀時人們就提出了綠色化工,隨著人類對化學反應及催化劑使用研究的深入,目前人類已掌握了很多提高化學反應效率,減少環境污染的措施,并將其運用到工業化工生產中,實現了化學反應對人類的無害服務。同時,人們利用化學反應不斷的開發新的能源,如在催化劑作用下將煤炭資源轉化為液體燃料,增強了能源的利用效率,還降低了煤炭不充分燃燒所帶來的環境污染問題。因此,未來化學反應與催化劑應用的研究方向就是綠色化工、能源化工。隨著科技的發展,人類必將實現化學反應的無公害、無污染,并充分的利用催化劑等手段,拓展人類對能源原料的需求,進一步促進人類文明的發展。

篇5

知識與技能：了解化學反應速度的概念及表示方法，知道濃度、溫度、催化劑等因素對化學反應速度的影響，初步了解如何調控化學反應的快慢。

過程與方法：能夠在猜想、探究、實驗中完成外界因素對化學反應速率影響的探究，通過實驗不斷總結、發現、歸納知識的要點，使自身的思維能力和創造能力都得到充分的鍛煉。

情感態度與價值觀：培養對化學反應研究的興趣，能夠在對化學反應原理的探究過程中找到成功的喜悅，激發學習化學探究原理的動力；增強學生合作、創新與求實精神。

教學重點：

化學反應速率概念，了解影響化學反應速率的因素。

教學難點：

影響化學反應速率的因素。

教學過程：

一、化學反應速率

設置：視頻展示北京故宮浮雕變化。

講解：不同的反應，快慢千差萬別！你了解下列化學變化過程進行的快慢嗎？反應的快慢與我們有什么關系？

投影圖片：快慢差別很大的化學變化。

學生活動：

1.演示下列反應，比較其快慢。

2.討論：可以從哪些角度現象來判斷快慢？提示：能否通過現象判斷？

過渡：有沒有更準確的描述反應快慢的方法呢？

化學中還有這樣一個物理量專門用來準確描述化學速率的快慢――化學反應速率，讓我們一起來學習一下，它是如何規定的。

學生活動：

1.通過物理學中的速度概念，嘗試給出化學反應速率的概念。

2.閱讀課本第47頁內容，找出你給出的概念與課本上的差異，并與物理學相對比，找出你認為理解的關鍵。

3.對比物理學，給出化學反應速率的表達式及其單位。

小結：在具體的運用和理解化學反應速率時，還應該注意下面幾個問題：

1.化學反應速率是標量，即只有大小而沒有方向。

2.一般計算出的化學反應速率是一段時間內的平均反應速率。

3.不用純液體和固體表示化學反應速率，因為它們“濃度”是不變的。

4.對于同一化學反應速率用不同的的物質表示其化學反應速率，可能不相同，但其化學反應速率比等于化學方程式中化學計量數之比。

投影：下列過程，我們希望它更快一點的是（ ）

A.鋼鐵腐蝕 B.食物腐壞

C.煉鋼 D.塑料老化

學生活動：1.舉例說明：日常生活和生產中，我們希望哪些反應更快一點，而哪些反應更慢一點？

2.從你接觸的化學實驗和生活中的應用看：哪些因素會影響化學反應速率？

3.如何驗證某一個因素是否影響化學反應快慢？又是如何影響的？

板書：控制變量法

設計實驗：學生討論，要求借助桌上所給器材和藥品設計實驗。

分組實驗：選擇濃度、溫度、固體表面積大小、催化劑四個因素，讓四組學生分組進行實驗。

投影視頻：面粉爆炸。

二、影響化學反應速率的因素

1.內因：反應物本身的性質。

2.外因：（1）濃度：反應物濃度越大，速率越大。

（2）溫度：體系溫度越高，速率越大。

（3）固體表面積：塊裝固體反應速率小于粉末狀固體反應速率。

（4）催化劑：能大大改變速率。

（5）壓強：有氣體參與的反應壓強越大，速率越大。

思考：如果我們現在要制取氫氣，如何又快又安全地制取呢？

課堂總結：本節課我們學習了化學反應速率的定量表示以及影響化學反應速率的因素，是否所有的化學反應都會進行到底，完全轉變為生成物呢？我們將在下一節課討論。

三、鞏固練習

1.下列四種X溶液，均能跟鹽酸反應，其中反應最快的是（ ）

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