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篇1
化学反应原理是高中化学选修模块之一，该内容与必修模块相衔接。它揭示了化学变化所遵循的基本原理，是化学在科学研究、工业生产、日常生活中进行应用的基础。虽然教材中讲述的关于化学反应原理的内容较为基础，却包含着学科中反应原理的基本特征。只有把握了这些特征，教师才能透彻理解教材，准确把握教材的深广度，从而合理安排教学方式。准确把握这些特征，需要我们注意以下几点。
一、化学反应原理的严谨性需要教师对概念有正确的理解
在化学反应原理中包含着许多概念，全面理解这些概念并辨清它与相近概念的异同，才能深入理解化学反应原理，在课堂运用时才能避免因为混淆而产生科学性错误。如我们只有理解和区分了“物质的稳定性”和“物质的反应活性”的概念，才不会认为物质的不稳定性与反应活性是一致的；只有认识了化学反应的“热力学顺序”和“动力性顺序”，理解化学反应的先后只是一种为了研究的方便而进行的人为处理方法，才不会出现根据反应物的性质推断混合物中反应的先后顺序的错误做法；只有分辨了“电极”和“电极反应物”的概念，才不会得出“有两种活动性不同的金属（或一种金属与一种能导电的非金属）作电极”是构成原电池的条件之一的错误结论。可见，教师必须准确理解和把握相关概念，才能保证教学的严密性。
二、反应原理研究对象的复杂性需要教师有复杂的思维
化学反应原理研究的对象主要是化学反应过程及化学变化，而在变化中会包含很多种物质。除了研究物质的变化，教师还要探讨反应过程中能量的变化，反应速率、方向、限度等问题，这些因素之间既联系又制约。这种研究对象的复杂性，需要教师在研究和应用化学反应原理时，充分考虑各种因素的影响。如碘在淀粉中显示的颜色，不仅受到I-浓度大小的影响，还与反应时的温度、溶液的酸碱度、淀粉链的长度等有关。再如，一块看似均匀的金属，在化学反应中，我们可能会观察到局部反应较为剧烈的情况，这是因为从热力学的角度看，同种金属单质的热力学活动性是相同的，但其动力学活动性则不一定相同，因为金属的动力学活动性不仅与其组成有关，还与晶体构型、晶体内部的局部结构有关。因此，在化学反应原理的教学中，教师如果一味地为了浅显易懂，将复杂问题简单化，势必会产生科学性错误。教师应该用联系的、发展的、运动的思想来研究化学反应原理。
三、反应原理研究内容的适用性需要教师基于真实的情景来解决问题
化学反应原理虽然属于学科中的理论知识，但是它的研究对象和内容却与生产、生活密切相关，其研究的动力来自于人类生产、生活的需求，一旦其研究成果转化为实用技术，必将对社会生产力和人类的生活带来极大的影响。化学反应原理的这种应用性特点，决定了运用这类知识解决生产生活问题时，一定要基于真实的情景。但是真实的情景是很复杂的，这就需要教师在教学时将理论与实际相结合，综合考虑多种因素的作用，还原事物的本来面目。比如在分析温度对反应速率及化学平衡的影响时，我们必须学会具体问题具体分析，要从多方面去思考，不能单一地从某一角度去考虑。比如一些有气体参与的在溶液中进行的反应，虽然升温能加快反应速率，但升温会使气态反应物的溶解度降低，因此反应的转化率不一定能提高；还有一些热稳定性差的物质，如过氧化氢、碳酸氢盐、硝酸等，有这些物质参与的溶液中的反应，一般不能在高温下进行。同样，具体的反应还要注意反应发生的条件。比如在溶液中，Na跟KCl是不可能发生置换反应的，但在熔融状态下这一反应却可以进行；再如酸制酸的反应，我们经常讲强酸制弱酸，但这一规律对氧化还原反应是不适用的。因此，教师教学时切勿将一般规律绝对化。
四、反应原理研究层次的多元性需要教师从多角度、用多种方法加以研究
篇2
初中化学学习中许多化学变化常伴随明显现象的产生，如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等等。“有明显现象”的化学反应实验有助于学生判断变化中新物|的产生，分析化学变化的特征，从而解释化学变化的本质。
然而，在实际的变化中并不是每个化学反应都伴随明显的化学现象，比如二氧化碳与水的化合反应、与氢氧化钠反应生成易溶的无色碳酸钠和水，氢氧化钠与盐酸的中和反应在变化过程中也没有特别明显的可观察的现象，我们经常称之为“无明显现象”的化学反应。针对这些物质之间的化学反应，学生无法通过实验现象的观察来判断物质之间发生的化学变化，分析物质发生化学反应的特征，理解化学反应的微观本质，因此产生认知上的困难。
怎样让学生在已有的生活经验和化学知识基础上深刻理解无明显现象的变化确实发生了呢？间接直观实验法通过利用一定的测量手段，放大或凸显原本不够明显的物质相互作用的变化特征，或是选择间接变量进行测量或表征，形成“有明显现象”可供观察的实验。本文利用间接直观实验法，将原本无明显现象的化学反应设计成为可供观察的有明显现象的实验，帮助学生深入认识常见的化学反应。
1 利用指示剂的变色对比实验，感知化学反应新物质的产生
可溶性的无色酸碱溶液发生中和反应过程没有明显的现象，但是溶液的酸碱性却发生了突变。依据化学反应过程中溶液酸碱性的变化，利用酸碱指示剂石蕊或者酚酞的变色，说明物质的酸碱性发生了变化，明确指示出反应过程物质的成分发生了变化；也可以测定溶液酸碱度，从酸碱度的数值变化学生可以间接判断化学反应的进行过程，感知新物质的产生。
如氢氧化钠与盐酸发生中和反应利用酸碱指示剂变色和pH测定反应过程中溶液酸碱度的变化，设计定性或者定量的测定溶液酸碱性对比实验（见表1）。
又如二氧化碳与水反应后生成碳酸，无明显现象，若在水中滴入紫色石蕊试液，再通入CO2气体紫色石蕊试液变红色，说明发生了化学变化。但是在这个实验中学生往往会产生疑问，二氧化碳是酸性氧化物能否也能使紫色石蕊试液变红色？于是设计了一组石蕊试剂变色的对比实验，学生通过观察石蕊的变色判断二氧化碳与水反应生成了新物质碳酸，显酸性（见表2）。
利用指示剂显色对比，直接观察反应过程中物质酸碱性的变化，从而判断物质的成分发生变化，感知化学反应中新物质的产生，理解无色的可溶性酸和碱、二氧化碳和水等物质之间发生的化学反应。
2 间接检测物质成分的对比实验，解释说明化学反应的微观构成
化学反应的发生实质就是反应物变成了生成物，反应过程中可以检测化学反应过程物质的成分发生的变化，用间接直观的实验检测化学反应过程中物质的成分，判断化学反应的发生，分析解释化学反应的微观构成。
无色碱溶液与酸性氧化物反应后生成无色可溶于水的盐溶液，无法观察到明显的实验现象。在化学反应过程中反应物在不断地减少，生成物在不断地产生。依据间接直观的实验检测反应物成分的减少和生成物成分产生，判断化学反应的发生，解释说明化学反应中物质的微观构成，分析化学反应中微观粒子的变化。
二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，即无色的碳酸钠溶液，反应物减少，生成物（Na2CO3）产生。从检验反应物（CO2）减少和生成物（Na2CO3）的产生角度，设计对比实验，分析化学反应的本质。
反应物二氧化碳是气体，化学反应后气体量减小，容器内气压减小。设计喷泉装置、反应容器连接U形管或盛水的容器，反应后会发生液体倒流现象，反应容器内连接橡皮球或用软塑料瓶做反应容器，反应后发生形变，这些装置凸显气体量减少，气压明显变小的现象，明确知道反应物气体的减少，化学反应中物质成分发生质的变化，微观构成也变化了（见表3）。
上述实验都是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，但学生质疑也可能是二氧化碳与水反应产生了相同的现象。
由于对比实验的不严谨，控制变量的不一致，使分析解释化学反应出现了偏差，学生产生了二氧化碳与水反应的疑惑，若改用相同材质的塑料瓶，用控制变量法来设计对比实验，可排除二氧化碳与水反应的疑问（见表4）。
从反应物的成分减少设计的对比实验，从宏观的气压减少，推测反应物二氧化碳气体的减少，用物理变化的现象，分析推断物质成分的变化，理解二氧化碳与氢氧化钠发生化学变化的本质。
化学变化的本质是产生新物质，二氧化碳与氢氧化钠反应后的产物是碳酸钠和水。组成碳酸钠的碳酸根是检验的特征成分，选择不同类别物质（酸碱盐）进行检验实验（见表5）。
碳酸根用不同种类的酸碱盐检测可以产生明显的气泡或者沉淀现象。酸检验碳酸根产生弱酸碳酸，可以观察到气泡现象。用可溶性的氢氧化钙或氢氧化钡、可溶性的钙盐或钡盐检验碳酸根，有明显的白色沉淀产生，放大的实验现象检测生成物的微观粒子，以确定化学反应的发生以及化学反应中微观粒子的变化。
从“无”现象到“有”现象的实验探究中间接地呈现明显现象，激发学生好奇心，深入思考化学反应的特征，分析化W反应的微观变化，推测物质之间发生反应的逻辑关系，提升学习化学的思维品质，教学效果特别明显。
3 利用温度计测定反应中温度变化对比实验，分析判断化学反应的特征
化学反应过程中还存在能量的变化，可以利用实验仪器来放大不明显的现象，凸显实验现象，进一步判断新物质的产生，体会化学反应的发生。
酸碱中和反应是放热反应，有时放出的热量少一般很难观察和体验。使用温度计测量中和反应过程中温度的升降是一个较好的方法。利用明显的温度变化，凸显中和反应中的放热现象，明确化学反应的发生，从而分析氢氧化钠和盐酸两种物质的反应特征（见表6）。
4 从“无”到“有”间接直观实验法的教学过程：质疑-假设-检验-分析
在《上海市中学化学课程标准》中，对氢氧化钠与盐酸反应，二氧化碳与水、氢氧化钠反应的性质没有明确的实验要求，学习水平层次要求比较模糊，但教科书的内容和考试手册上的要求以及这些化学反应的原理和解释却是在理解、掌握甚至应用层面上。因此，在实际教学中直接设计二氧化碳与水、氢氧化钠反应，盐酸与氢氧化钠反应的实验情境，让学生观察实验现象，判断化学反应的发生，推测生成物质、分析化学反应原理显得特别重要。但是二氧化碳与水反应、二氧化碳与氢氧化钠反应、氢氧化钠与盐酸反应，却都没有明显的现象，有些现象甚至出乎学生意料之外，于是开始质疑这些化学反应的发生。针对这一问题，利用间接直观实验法，对这些学习难点的教学过程通常可以依照如下环节来展开：情境引入提出质疑-进行假设设计方案-实验检验分析现象-结论获得解释原理。具体而言，学生在教师的引导下将“无明显现象”实验转化成“有明显现象”的对比实验――间接直观实验法：利用指示剂显色、检验反应过程中物质的成分、测定反应中温度的变化等手段去放大和凸显实验现象，使学生深入思考、理解化学反应发生的特征和本质，分析解释化学反应中物质的微观粒子构成。
5 结语
从“无”到“有”的对比实验，将化学学习中难以分析和理解的化学反应难点，转化成直观的实验现象，使学生易于理解和说明化学反应的特征、物质成分和微观构成，从而掌握化学反应的本质。
篇3
1、认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；
2、了解化学反应中热量变化的实质；
3、通过生产生活中的实例，了解化学能和热能的相互转化；
【重点】
化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。
【难点】
从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。
【教学方法】学生自学阅读、教师归纳
【课时安排】
第1课时
【教学过程】
〖导入〗1、化学反应按反应物和生成物的种类分可分为：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应
2、化学反应按是否有电子转移可分为：氧化还原反应、非氧化还原反应
3、化学反应按是否有离子参加可分为：离子反应、非离子反应
4、化学反应按是否有热量的放出和吸收可分为：放热反应、吸热反应
〖引导阅读〗课本32页
〖提问〗“你知道吗？”
〖板书并讲解〗一、化学反应中的热量变化
1、化学反应的基本特征
（1）都有新物质生成，常伴随能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发生。
（2）能量的变化通常表现为热量的变化。
2、化学反应的本质（实质）
旧化学键的断裂和新化学键的形成
〖指导阅读〗课本33页活动与探究
3、化学反应按热量的变化分类
（1）概念
放热反应：有热量放出的化学反应；
吸热反应：吸收热量的化学反应；
（2）分类
放热反应：放出热量的反应〔∑E（反应物）＞∑E（生成物）〕
化学反应
吸热反应：吸收热量的反应〔∑E（反应物）＜∑E（生成物)〕
〖补充讲解〗化学反应遵循着能量守恒定律：反应物的总能量+断键时吸收的总能量=生成物的总能量+成键时放出的能量
〖练习一〗判断下列反应是放热反应还是吸热反应
C（s）+CO2（g）2CO（g）
Ba(OH)28H2O（s）+2NH4Cl（s）=BaCl2（aq）+2NH3（g）+10H2O（l）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）
〖板书〗4、常见的放热、吸热反应
（1）放热反应：a、所有燃烧反应；b、酸碱中和反应；c、金属与酸生成气体的反应；d、大多数的化合反应
（2）吸热反应：
a、C（s）+CO2（g）2CO（g）；
b、Ba(OH)28H2O（s）+2NH4Cl（s）=BaCl2（aq）+2NH3（g）+10H2O（l）
c、C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）
d、大多数的分解反应
〖练习〗关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是（A）
A、需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应
B、化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等
C、化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律
D、反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应
〖指导练习〗课本33页“问题解决”
〖总结〗化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征。我们可以利用化学能与热能及其能量的相互转变为人类的生产、生活及科学研究服务。化学在能源的开发、利用及解决日益严重的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用，同学们平时可以通过各种渠道来关心、了解这方面的进展，从而深切体会化学的实用性和创造性。
〖作业〗预习热化学方程式的书写要求；完成巩固练习
【教后感】
篇4
对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究，并力求以数学式予以表达。由于传递过程只是物理的,所以研究时可以避免化学反应,用廉价的模拟物系（如空气、水、砂子等）代替实际反应物系进行实验。这种实验常称为冷态模拟实验，简称冷模实验。传递过程的规律可能因设备尺寸而异，冷模实验所采用的设备应是一系列不同尺寸的装置；为可靠起见，所用设备甚至还包括与工业规模相仿的大型实验装置。各类反应器内的传递过程大都比较复杂，有待更深入地去研究。
对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程，在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下，将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解，就可以预测反应结果和反应器操作性能。由于实际工业反应过程的复杂性，至今尚不能对所有工业反应过程都建立可供实用的反应动力学模型和反应器传递模型。因此，进行化学反应工程的理论研究时，概括性地提出若干个典型的传递过程。例如：伴随着流动发生的各种不同的混合，如返混、微观混合、滴际混合等；反应过程中的传质和传热，包括反应相外传质和传热（传质和反应相继发生）和反应相内传质和传热(反应和传质同时进行)。然后，对各个典型传递过程逐个地进行研究，忽略其他因素，单独地考察其对不同类型反应结果的影响。例如，对反应相外的传质，理论研究得出其判据为达姆科勒数Dα，并已导出当Dα取不同值时外部传质对反应结果的影响程度。同样，对反应相内的传质，也得出了相应的判据西勒模数。这些理论研究成果构成了本学科内容的重要组成部分。这些成果一般并不一定能够直接用于反应器的设计，但是对于分析判断却有重要的指导意义。
由于在已选定的工业反应器中进行的宏观化学反应过程，就是具有一定化学动力学特性的反应物系进入具有一定流动和传递特性的工业装置中进行演变、达到人们期预的状之后离开反应器的全过程，整个过程涉及到多种影响参数及各参数之问相互作用的复杂关系。使宏观过程控制到期预状态，达到工程技术目的，实现技术经济目标，必须搞清上述诸多因素或参数对宏观过程、状态及生产(设计)目标的影响规律、调控的可能性及程度、技术经济效果等。在研究或处理方法上，就是在实验(实践)的基础上，用数学模拟的方法即根据反应的动力学特性和该物系在该反应器中的传递特性及流动特性，抓住影响宏观过程的主要矛盾和矛盾的主要方面。恰当地简化处理那些影响不大的次要因素，建立物系的动态物理模型。再对物理模型进行数学描述—建立宏观过程的数学模型，进而根据特定的初始条件、边界条件对数学模型求解，确定有关设计参数以及模拟放大，实践检验，修正完善。显然，该模型就是化学动力学模型、流动模型、传递模型以及相关的参数计算模型的综合。所以建模及解析无疑是各类反应器设计的中心。
学习的过程要与实际工程联系起来
例如在返混这一概念的学习中，例如，针对丁二烯氯化制二氯丁烯的开发，根据化学反应工程理论指导认识反应特征，温度效应要求反应器内不出现低温区，否则造成反应选择性差，为使反应器内不出现低温区，最直接的方法是将两种物料各自预热，然后进入反应器。但是丁二烯容易在预热器中发生自聚，造成换热面的污染，使换热器不能长期运转。因此，从工程的角度，不宜采用用原料预热的方式，可利用返混使进入反应器的冷料与反应器中的热料迅速混合，使冷料可以立刻提高温度。正如全混流反应器中提到，充分的返混将使反应器内的各处温度和浓度均匀，并等于反应器的出口浓度好温度。
工程分析方法是将化学反应工程中诸如返混，传质，传热等物理因素对反应结果的影响，进行分解处理，而后进行工程分析。工业反应器中的化学反应可以分解为物理过程和化学过程。在化学反应过程中，影响反应结果的因素可分为二类：一是与设备大小无关的反应动力学因素，即化学因素，这是过程的个性。每个反应各不相同。二是与设备大小密切相关的传递过程因素，即工程因素，这是过程的共性，同类反应器的传递特性是相同的。不因进行的反应过程而变化。但与反应器大小密切相关。而从本质上看，工程因素对反应结果的影响，是通过流体流动，传质和传热等物理过程。改变了反应场所的浓度和温度分布，再通过反应动力学的特征间接地影响了反应结果。
反应工程思维方法揭示了上述决策变量对反应结果的影响。实质上是有关工程因素对反应场所温度和浓度的影响，而反应场所的温度和浓度是通过化学反应的温度效应与浓度效应对反应速率，反应选择性产生影响，进而改变了反应结果。因此，我们在教学过程中突出强调反应工程理论思维法运用，强调从分析工程因素的本质入手，针对反应动力学特征来判别工程因素对反应结果的影响，培养采用工程分析法来分析和解决工程问题的能力。只有把握了工程因素本质及反应特征，分析了工程因素对反应结果的影响程度，才能使从反应过程设计和操作上提出优化的工程措施，解决工程问题。
返混这一工程因素，已经知道返混造成了反应器内浓度的变化，使反应物的浓度降低了，那么对反应结果有何影响呢?对这个问题，我们不能简单地下结论，而要根据反应过程的特征，具体问题具体分析。例如，对串联反应而言，浓度降低总是造成反应选择性的下降，故这一工程因素的影响总是不利的：而对平行反应而言，根据反应选择性的动力学特征，主反应级数低于副反应级数时，浓度降低是有利的，故返混的影响是有利的，而反之则是不利的。又如，对于颗粒催化剂内部传递过程而言，由于传质阻力的存在，使催化剂内部的反应物浓度从外往里呈逐渐降低的态势，而产物浓度的变化则相反。尽管内部传递过程与返混是两个截然不同的工程因素，但只要深入分析，从本质上看，内扩散同样是改变了反应场所的浓度，使反应物浓度降低了，这恰好与返混的结果一样，可以预见，内部传递过程对反应结果的影响，也必然与返混的影响一样。工业反应过程中，影响反应结果的工程因素有返混、予混合、传质和传热等，取决于反应器型式、操作方式、操作条件等决策变量。反应工程思维方法揭示了上述决策变量对反应结果的影响，实质上是有关工程因素对反应场所温度和浓度的影响，而反应场所的温度和浓度是通过化学反应的温度效应与浓度效应对反应速率、反应选择性产生影响，进而改变了反应结果。
化学工业生产过程包括进行物理变化和化学反应的过程。化学反应过程是生产的关键。在工业规模的化学反应器中，化学反应过程与质量、热量及动量传递过程同时进行。这种化学反应与物理变化过程的综合，称为宏观反应过程。研究宏观反应过程的动力学称为宏观反应动力学。宏观动力学与本征动力学不同之处在于：除了研究化学反应本身以外，还要考虑到质量、热量、动量传递过程对化学反应的交联作用及相互影响。进行宏观反应动力学分析，应注意按相的类别、温度条件和操作方法来分类，多相反应，或称为非均相反应，涉及反应物及生成物在相际的质量传递。变温反应涉及反应物系的相际及与外界的热量传递；而流体的流动特征对质量传递和热量传递有着重大的影响。以宏现动力学为基础，还要进一步对工业反应装置的结构设计墁最佳操作条件的确定控制、放大、优化等进行研究，以期应用于生产实践时获得良好的技术经济效果
篇5
1.在中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中，氧化还原反应占有非常重要的地位，是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要的元素及其化合物知识、凡涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。掌握氧化还原反应的实质是认识元素及其化合物性质的基础。本节主要包括三部分内容，即氧化还原反应的概念、氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质。教材主要以“思考与交流”、“学与问”等方式，让学生通过讨论研究得出氧化还原反应的概念，了解氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质。
2.氧化—还原反应贯穿于中学化学学习的全过程，是学习中学化学的主线和要害之一。在已学的课程中，燃料的燃烧、金属的冶炼（H2、C还原CUO的反应）等都涉及到氧化—还原反应。通过这一节内容的学习，使学生了解化学反应有多种不同的分类方法，熟悉从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度对化学反应进行分类就是从本质上对化学反应进行分类。
三、教学目标
1.知识与技能
①理解氧化—还原反应的有关概念。
②理解氧化—还原反应的特征及氧化—还原反应的本质。
2过程与方法
通过提出问题、讨论交流、分组合作，揭示氧化—还原反应的本质和特征。
3.情感态度与价值观
①通过交流、讨论，培养学生之间合作学习的能力。
②了解氧化—还原反应的应用，熟悉并理解化学在促进社会发展中的重要作用。
四、教学重点
氧化—还原反应的本质及特征。
五、教学难点
氧化—还原反应的本质。
六、教学思路
1.根据本节教材的特点，设疑、引导学生在原有知识的基础上合作学习，探究交流，深入讨论氧化还原反应的概念。教师对难点进行分析讲解，然后引导学生归纳、练习，并对本节课所学的知识进行小结。
2.结合具体反应引导学生深入分析探讨氧化还原反应的微观本质、宏观判断特征。重新建构学生完整的知识网络。
七、教学过程
【导入】结合生活实际提问引入新课（略）。
【设疑1】请从得氧和失氧的角度分析下列两个化学反应。
【过渡】当这两个化学反应发生时，哪些元素的化合价发生了变化？怎样变化？（学生分析、回答）
【设疑2】请从元素化合价变化的角度分析下列两个化学反应。怎样根据元素化合价的变化分析氧化还原反应？（学生小组合作交流探究后回答）
【过渡】在氧化还原反应中，元素的化合价为什么会发生变化？下面我们来分析这个问题。
【讲解】从电子转移的角度分析讲解NaCl和HCl的形成过程。（略）
【设疑3】元素化合价的变化和电子的转移有什么关系？（学生回答）
【设疑4】请结合Mg和稀盐酸的反应（Mg+2HCl=MgCl2+H2）说明怎样从电子转移的角度分析氧化还原反应？（学生小组合作交流探究后回答）
【过渡】氧化还原反应概念的建立经历了三个阶段，从得氧失氧到元素化合价的变化，再到电子的转移，请同学们填写下表：（学生小组合作、交流、探究后回答）
【过渡】前面我们从三个方面分析了氧化还原反应概念的建立过程，下面请同学们做几道练习题。
【练习】
1.下列反应中，属于氧化还原反应的是（ ）
2.在化学反应中，如果反应前后元素的化合价发生变化，就一定有 转移，这类反应属于 反应。元素的化合价升高，表明该元素的原子 电子。
3.下列反应既是氧化还原反应又是离子反应的是（ ）
A.钠在氯气中燃烧
B.二氧化碳通入澄清的石灰水中
C.氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液
D.锌粒放入稀硫酸中
【小结】本节课我们分析讨论了氧化还原反应，请同学们务必记住六个字并能正确的理解它。
本质失
得 特征失
得 概念氧化反应
还原反应
【作业】非常学案当堂检测第1、2、3、4题。
【课后交流】1.有人说置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。你认为这个说法正确吗？请说明你的理由。
2.尝试画出化合反应、分解反应、置换反应与氧化还原反应的交叉分类示意图。
【课后预习】 什么是氧化剂？什么是还原剂？它们各有什么特性？在一个氧化还原反应中怎样判断氧化剂和还原剂？
【板书设计】
第三节 氧化还原反应
一、氧化还原反应
篇6
【例1】（荆门市）根据化学方程式不能获得的信息是（ ）
A.反应中的反应物和生成物
B.各反应物、生成物之间的质量比
C.化学反应速率的快慢程度
D.反应发生所需要的条件
【解析】根据化学方程式的意义可知，化学方程式不能提供“化学反应的快慢”信息，因为反应物浓度、体系的温度、催化剂等多种因素决定着化学反应的速率。
【答案】C
【例2】（东营市）从定量（宏观、微观）的角度对化学反应2H2+O2点燃2H2O进行描述：宏观
________________________________________
；微观
________________________________________
（各答出一项即可）。
【解析】从定量的角度看，化学方程式在宏观上表示反应物、生成物之间的质量比，在微观上表示反应物、生成物之间的粒子个数比。据此，不难答出上述问题。
【答案】每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全反应生成36份质量的水（或氢气与氧气反应生成水时，三者的质量比是1∶8∶9） 每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子（或氢分子与氧分子反应生成水分子时，三种分子的个数比为2∶1∶2）
二、判断化学方程式书写的正误
一个书写完整的化学方程式应该是：反应符合客观事实；反应物、生成物的化学式书写正确；反应前后原子的种类、个数相等（已配平）；反应条件齐全；表示生成物状态的箭头既没有遗漏，也没有多余。
【例3】（娄底市）下列化学方程式中，书写正确的是（ ）
A.H2+O2点燃H2O
B.3Fe+2O2=Fe3O4
C.Cu+2HCl=CuCl2+H2
D.CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O
【解析】A选项中的反应没有配平，违背了质量守恒定律；B选项中的反应缺少“点燃”这一条件，不符合客观事实；C选项中Cu是不活泼金属，它根本不能与酸溶液发生置换反应；D选项中的化学方程式书写正确。
【答案】D
三、辨析化学反应的类型
化学反应的基本类型有4种。根据化学方程式中反应物、生成物的数量和类别等特征，容易判断出反应的基本类型，即：若符合A+B=AB，则属于化合反应；若符合AB=A+B，则属于分解反应；形如A+BC=B+AC，则是置换反应；形如AB+CD=AD+CB，则是复分解反应。
【例4】（安徽省）美国化学教材把化学反应分为5种类型，除化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应外，第5种就是燃烧反应——一种物质快速结合氧气生成一种或多种氧化物的反应。下列反应既属于化合反应，又属于燃烧反应的是（ ）
A.S+O2点燃SO2
B.CO2+H2O=H2CO3
C.HCl+NaOH=NaCl+H2O
D.CH4+2O2点燃CO2+2H2O
【解析】根据反应条件，容易找出属于燃烧反应的是A、D；根据化合反应的特征，容易判断A是化合反应，D不是化合反应。
【答案】A
【例5】（桂林市）下列对化学反应类型的判断不正确的是（ ）
A.2H2S+SO2=3S+2H2O（复分解反应）
B.CO2+C高温2CO（化合反应）
C.2AgBr光照2Ag+Br2（分解反应）
D.2Mg+CO2点燃2MgO+C（置换反应）
【解析】A选项中，生成物之一是单质，故不属于复分解反应；B选项中，两种物质生成一种物质，故属于化合反应；C选项中，一种物质生成多种物质，显然是分解反应；D选项中，一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，所以是置换反应。
【答案】A
四、完善化学方程式
化学方程式真实地体现了“化学反应前后原子的种类、个数保持不变”的自然规律。根据这一规律，可以推断出不完整化学方程式中某物质的化学式或化学计量数，从而将化学方程式完善。
【例6】（温州市）工业制取甲醇的方法之一：利用二氧化碳与氢气在一定条件下反应制取甲醇，同时生成另一种常见物质。请完成该反应的化学方程式：
CO2+3H2催化剂300℃CH4O+
________________________________________
【解析】在题给化学方程式中，式子左边有1个C原子、2个O原子、6个H原子，式子右边现有1个C原子、4个H原子、1个O原子；因为化学反应前后原子的种类、个数保持不变，所以“空格处”应包含2个H原子、1个O原子，显然反应生成的另一种物质是H2O。
【答案】H2O
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Key words: chemical production; process flow; pollutant emission; general characteristics
中图分类号：TU3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一般来说化工产品的生产过程都比较复杂，主要体现在生产工序多、操控要求高。有时要得到一个化工产品需要经过几十个工序，动用上百个设备。但有一点是不变的，那就是任何化工产品的生产过程都包含若干个化学反应、产物分离、物流输送流程、热量传递等单元式的生产过程。因此，为了便于对化工生产工艺流程中产排污一般特征的认识，可将化工生产工艺流程分割成化学反应、物料分离、物料输送流程及热量传递、物料的计量包装等单元式的工艺流程。在认识化工生产产排污一般特征时，从单个流程开始认识，逐个分析击破，最后再将污染源汇总，达到了解化工生产产排污特征的目的。
1 化工生产工艺流程的组成
化工生产工艺流程可分割成物料输送、传热工艺、化学反应工艺、物料分离工艺以及物料计量、包装工艺等单元式组成部分，需要强调的是将化工生产工艺分割成单元式工艺流程只不过是为了便于认识工艺流程产排污特征的一种理想化设想，在实际化工生产过程中这些单元式工艺流程之间并不存在严格界限，它们都是有机融合在一起的。
1.1物料输送工艺流程
物料输送是在化工生产过程中将物料从一个设备输送到另一个设备工序安排的程序。在化工生产过程中会使用很多设备，也将需要将物料在各设备之间转移的工序。由管路、储罐和输送设备组成的工艺流程即为化工生产过程中的物料输送工艺流程。物料输送工艺流程是化工生产工艺流程中的纽带，是将各生产设备联系在一起的生命线，它的作用就好像生活中汽车、公路及桥梁，能及时将人们生产、学习、生活所需要的物资运送到目的地。合理的输送工艺流程不仅能提高生产效率而且能降低能耗，反之亦然。
1.2传热工艺流程
传热工艺是在化工生产工艺过程中控制温度、压力工序安排的程序。化学反应和反应物料的分离都是在一定的温度、压力下进行的，用来控制化工生产过程中温度、压力下进行的，用来控制化工生产过程中温度、压力的工艺流程即为能量传递工艺流程。能量传递工艺流程包括热量传递工艺流程和冷量传递工艺流程，能量传递工艺流程是化工生产工艺流程的控制部分，化工生产过程中的温度、压力可由它们来调节。合理的能量传递工艺流程能大大地提高生产效率而且能极大地减少能耗，降低生产成本，提高经济效益，它也是衡量该生产工艺水平的一个重要指标。
1.3化学反应工艺流程
化学反应是化工原料在反应装置里进行化学反应得到新产品工序安排的程序，它是化工生产工艺流程的核心部分，它的先进与否直接关系到该生产工艺技术水平。很明显，在化工生产过程中肯定会发生一个或多个化学反应，只有发生化学反应的生产过程才是化工生产过程。
1.4物料分离工艺流程
物料分离是将化学反应工艺流程中的生成物分离成高纯度产品各项工序安排的程序，有时也称之为传质工艺流程。原料在发生化学反应时会同时发生很多副反应，也就会产生很多副产物。而化工生产是要根据工艺要求得到较纯物质，因此，在化工生产过程中就必须将发生化学反应得到的混合物进行分离从而得到较纯的物质。实际上，之所以认为化工生产过程复杂，主要表现在反应混合物的分离过程复杂。一个产品的分离可能包含吸收、精馏、过滤、萃取、结晶、干燥等多个工序。因此在认识化工生产物料分离工艺流程时可将分离工艺流程再分解成吸收、精馏、过滤、萃取、结晶、干燥等多个工序。因此在认识化工生产物料分离工艺流程时可将分离工艺流程再分解成吸收、精馏、过滤、萃取、结晶、干燥等比较简单的单元式物料分离工艺流程。化工生产物料分离工艺流程是化工生产工艺流程的主要部分，它的优良与否直接关系到该产品的收率情况，也是衡量该生产工艺水平的主要指标。
1.5物料计量、包装工艺流程
计量就是在化工生产过程中对原料、中间产物、产品进行量化的过程。包装是为便于产品的储运、对外供应而进行的一种操作。在化工企业中，物料的计量、包装是化工生产过程不可或缺的一部分。准确、快速对物料计量、包装对确保整个化工装置生产过程的安全连续运转，有着非常密切的关系和重要作用。
2 产排污一般特征分析
分析化工生产中的产排污通过将化工生产工艺流程分割成单元式的工艺流程，从单个流程开始逐个分析认识，将复杂的流程分段梳理，达到了解掌握整个生产流程产排污情况的目的。笔者以某公司天然气制亚氨基二乙腈生产工艺为例，将化工生产根据单元式工艺流程分段划分对其产排污一般特征进行分析。
2.1物料输送过程的产排污
物料输送过程中的产排污主要指生产中所使用的易挥发原辅料，在生产过程中贮存、使用等环节，不可避免地产生挥发气体，排放废气主要发生在两部分：生产系统和储运系统，包括无组织逸散和有组织排放。将产生的挥发性气体通过管道集中收集处理后排放可转变为有组织排放。
天然气制亚氨基二乙腈项目生产系统排放集中在氢氰酸装置液氨净化工序、氢氰酸反应工序、甲醛装置甲醛合成工序、羟基乙腈装置羟基乙腈合成工序产生的NH3、甲醇、甲醛等挥发性气体，主要发生的节点在反应釜阀门的泄漏及原料液输送转移过程。储运系统排放集中在氨罐区、甲醇罐区、甲醛罐区等，主要污染物为NH3、甲醇、甲醛等挥发性气体。
2.2传热工艺过程的产排污
传热工艺过程中的产排污主要指生产中的集中供热、供汽系统所排放的污染物，天然气制亚氨基二乙腈项目具体是指废热锅炉（包括尾气燃烧炉和有机废液焚烧装置）产生的锅炉废气和锅炉排污水。
2.3化学反应过程的产排污
化学反应过程通常是一个密闭的工艺系统，产排污一般特性为工艺过程产生的不凝气体和反应废催化剂。天然气制亚氨基二乙腈项目具体是指反应装置产生的尾气和废催化剂，其中尾气成分以CH4、HCN、CO为主，属可燃性气体，处置手段为尾气吸收后燃烧排放，主要污染因子包括烟尘、SO2、NOx等；废催化剂包括氢氰酸装置氢氰酸反应器产生的废催化剂、甲醛装置甲醛合成产生的废银催化剂等。
2.4物料分离过程的产排污
物料分离过程由于化学反应过程副反应众多，反应混合物成分复杂，为得到较纯物质使得分离过程复杂，产排污点众多。天然气制亚氨基二乙腈项目废气污染环节包括亚氨基二乙腈装置多次离心母液焚烧产生的焚烧废气、亚氨基二乙腈装置晶体干燥、硫酸铵装置晶体振动干燥过程中产生粉尘，以及硫酸铵装置硫铵液浓缩结晶过程产生浓缩蒸汽；废水污染环节包括氢氰酸装置天然气预处理过程产生的水洗脱硫废水、亚氨基二乙腈装置原液结晶过程产生的分离废水、亚氨基二乙腈装置反应液急冷、蒸发过程产生的急冷废水；固废污染环节包括原辅料天然气、液氨过滤净化产生的废活性炭、有机废液焚烧装置产生的炉渣等。
2.5物料计量、包装过程的产排污
物料计量、包装过程中的产排污主要指生产的产品在计量包装过程中排放的污染物，所排放的污染因子产品中所含成分为主，以气态、粉尘的形式排出。
3 结论
通过将化工生产工艺流程分割成单元式的工艺流程，分析化工生产工艺流程产排污一般特征如下：
3.1 可将复杂的化工生产工艺流程分割成物料输送流程、化学反应、物料分离、热量传递及物料的计量包装等单元式的工艺流程；
3.2 物料输送过程中的产排污一般为生产中所使用的易挥发原辅料，在生产过程中贮存、使用等环节产生挥发性气体；
3.3 传热工艺过程中的产排污主要指生产中的集中供热、供汽系统所排放的污染物，通常以锅炉污染物为主；
3.4 化学反应过程通常是一个密闭的工艺系统，产排污一般特性为工艺过程产生的不凝气体和反应废催化剂；
3.5 物料分离过程由于化学反应过程副反应众多，反应混合物成分复杂，为得到较纯物质使得分离过程复杂，产排污点众多；
3.6 物料计量、包装过程中所排放的污染因子产品中所含成分为主，以气态、粉尘的形式排出。
参考文献：
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在高中“化学平衡”主题教学中，勒夏特列原理是定性判断化学平衡移动的主要理论依据，是教学的重点和难点，也是学生学习的难点。在实际教学中，往往只停留在“勒夏特列原理”名词本身，只知其名，不知其实；在应用过程中，勒夏特列原理完全被抛在一边，机械性地背了一些经验规律，如浓度、温度、压强改变后，平衡如何移动。几十年来不断有化学家和化学教育工作者提到勒夏特列原理的不足之处[1]。教师和学生如何能轻松、准确地应用该原理呢？在教学和应用过程中必须解决两个主要问题：勒夏特列原理在实践中如何应用？勒夏特列原理的应用条件是什么？
1 如何应用勒夏特列原理――三步判断法
在人教版高中化学选修四中关于勒夏特列原理的描述为：“如果改变影响平衡的因素之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，这就是著名的勒夏特列原理。[2]”勒夏特列原理是一条经验性的定律，用来定性地判断化学平衡移动。原理的描述呈现了大量的信息，需要教师和学生能够正确地解读信息。“如果改变影响平衡的因素”说明改变的因素必须是能够影响平衡的因素，“之一”说明在影响化学平衡的诸多因素中，一次只能改变其中的“一个”因素，“如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度”说明影响化学平衡移动的因素主要有温度、压强、浓度，“减弱这种改变”是原理的目的，“平衡将向着……移动”是达到目的的方法或手段。在认识勒夏特列原理的目的和方法后，学习者要问减弱（阻碍）的结果如何？结果是阻而不止。因此，学习者在应用勒夏特列原理时要正确识别影响因素的改变，通过“三步判断法”完成对勒夏特列原理的应用。“三步判断法”（见图1）就是正确分析原理的目的是什么？采用什么样的方法达到目的？结果如何？第一步，目的：阻碍（减弱）影响化学平衡移动的条件（因素）改变；第二步，方法：通过化学平衡移动；第三步，结果：阻而不止。
反应物和产物浓度是影响化学平衡移动的因素之一。反应物二氧化氮浓度增大，根据勒夏特列原理三步判断法，目的：阻碍（减弱）二氧化氮浓度的增大，方法：化学平衡向正反应方向移动，结果：阻而不止。也就是，充入二氧化氮，反应物浓度增大，反应向正反应方向移动，使反应物浓度降低，但是，这将增大生成物四氧化二氮的浓度，阻碍反应物浓度的进一步降低，达到新的平衡，结果是二氧化氮的浓度要比第二次充入二氧化氮前的原平衡状态的浓度大。因为在等温等容条件下，二氧化氮浓度恢复到原来的浓度，产物四氧化二氮的浓度将增到最大，反应将向逆反应方向进行，所以，反应必然是使二氧化氮的浓度减低，但不能完全恢复到第二次充入二氧化氮前的原平衡浓度。单独改变温度、压强的分析方法同上。
2 勒夏特列原理的应用条件
任何原理、定理、定律等的应用都是有条件的，满足什么样的条件，将必然得出相对应的结论。勒夏特列原理也不例外，在应用过程中需要明确辨析条件的改变，确定在何种条件下应用勒夏特列原理。
2.1 应用范围：化学热力学平衡体系
化学热力学平衡体系是建立在化学热力学基础上，有化学物质参与达到平衡的体系，既包括可逆的化学过程平衡，也包括一些可逆的物理过程平衡，如：糖类溶解于水达到平衡。因此，不仅包括化学反应平衡，也包括溶解过程平衡、沉淀溶解平衡、弱电解质电离平衡、盐类水解平衡等，其共同特征为：以化学热力学为基础，在一定条件下，平衡体系同时向正、反两个方向进行，当正向速率等于逆向速率时，平衡体系中参加反应的各物质的浓度、质量分数、颜色等不发生变化。
2.2 应用目的：定性判断化学平衡移动的方向
勒夏特列原理只能判断外部因素的改变对正、逆反应速率影响的变化总体趋势，即定性判断，但是不能确定影响程度的大小，也就是无法定量判断。
保持温度不变，增加体系压强。根据勒夏特列原理“三步判断法”，目的：阻碍（减弱）体系压强的增大；方法：平衡向气体系数和减小的方向移动，即正反应方向移动；结果：体系压强降低，但是压强仍比原平衡状态高。因此，上述平衡向正反应方向移动（定性判断）。向正反应方向移拥绞裁闯潭龋二氧化氮的体积分数改变多少，类似这种需要定量判断的问题，勒夏特列原理无法回答。
2.3 影响因素：影响化学反应速率的外部因素
“正反应速率等于逆反应速率”是化学平衡最本质的特征。根据人教版高中化学选修四勒夏特列原理的描述，勒夏特列原理是改变温度、压强、浓度等影响化学反应速率的外部因素，通过影响正、逆化学反应速率使化学平衡发生移动。所谓外部因素指与化学平衡有关的环境因素或参加反应的物质数量上的改变，外部因素的改变，不会影响化学反应路径或过程，所谓内部因素指与化学反应物质性质有关的因素，内部因素的改变，将改变化学反应的路径或过程。影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强和催化剂等。根据影响化学反应的外部因素和内部因素的划分标准，浓度、温度、压强不会改变化学反应路径，属于外部因素，催化剂参加了化学反应，改变了反应路径，属于内部因素。催化剂对化学反应路径进行了改变，改变了正、逆反应速率，但是对正、逆反应速率的影响效果是相同的。因此，浓度、温度、压强等外界因素对化学平衡的影响是主要的。
2.4 因素改变：改变影响化学反应速率的“一个”外部因素
根据勒夏特列原理的描述，影响化学平衡移动的因素改变必须是“一个”影响化学反应速率的外部因素改变，通过“三步判断法”准确地定性判断出化学平衡的移动，见图1。但是在实际中，可能会出现两个及以上外部因素同时改变，此时，勒夏特列原理将不再适用。
增大体系压强，根据三步判断法，目的：阻碍（减弱）压强的增大，方法：平衡向压强减小的方向，也就是向气体系数和减小的正反应方向移动；升高温度，根据三步判断法，目的：阻碍温度的升高，方法：平衡向吸热反应的方向，也就是逆反应方向移动。这种情况下，根据勒夏特列原理进行判断，平衡可能既向正反应方向移动，也向逆反应方向移动，勒夏特列原理对这样的情形无法作出明确的判断。
勒夏特列原理是学生学习过程中的重点和难点，“三步判断法”意在给出简单易懂的应用方法。分析勒夏特列原理的应用条件，是为了让学习者能准确地应用勒夏特列原理。对于不适用勒夏特列原理的情况，高中教材引入了“浓度商”作为判断依据，而且，随着学习的深入，还会有自由能等判断方法。
篇9
反应速率常数是实验测定的。
化学反应中有反应速率这个概念，令k为反应速率常数。则k可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率。k由化学反应本身决定，是化学反应在一定温度时的特征常数。相同条件下，k值越大，反应速率越快。
（来源：文章屋网 ）
篇10
因此，主要针对“均相反应器”开发过程以图形形式显示其内在逻辑结构(图3)，以使学生在学习本课程后能在头脑中形成化学反应工程学科的完整印象，从而更好地将其应用于实际反应器的开发过程中。
由图3可知，即使是均相反应器，相互之间也存在着很大的区别，因此，第一步是必须要对它们进行分类，可见分类的方法是本学科建立的基本方法。通过分类，人们更清楚地认识到各反应器之间的异同点，如均相反应器按几何形状划分可分为管式、塔式和釜式反应器三类;按换热方式可分为绝热、等温和变温反应器三类;按操作方式可分为间歇、半间歇和连续反应器三类;而按混合方式又可分为平推流、全混流和非理想流动反应器三类。根据反应器不同的特征对其进行划分，所产生的结果可能不同，但由此而获得一个极为重要的工程概念，即反应器型式。反应器型式在反应器设计优化中属于三大决策亦量之一，十分重要，在反应器设计中的第一步即是根据反应过程的特点确定反应器型式。
由图3还可以看出，针对化学反应器的开发，一般采取两种方法，一是数学模型法，二是经验放大法。在化学反应工程课程中主要讲解的是数学模型法，其基本思路是，应用分解的方法将实际反应器分解为两部分，即过程和反应设备。过程包括化学反应过程和传递过程，由于反应过程规律和传递过程规律相互独立，故对其规律可分别进行研究。而反应设备则主要包含反应器型式和几何因索两大类。
为研究化学反应过程规律，必须要消除掉传递过程的影响，由于化学反应规律和设备大小无关，故化学反应规律可在微型(或台式)反应器中进行。这一点非常重要，如化学反应规律在微型反应器中进行研究，则不仅节省了大量的资金，更重要的是在微型设备中易保持纯化学因索的影响，获得的反应性质、规律可以应用到不同规模的任何反应器中。化学反应过程的性质一般包括化学计量性质、化学反应平衡性质及化学反应动力学性质。
化学反应计量性质是反应平衡性质和动力学性质的基础，对平衡性质和动力学性质的研究都是基于反应计量性质明确的基础上进行的，计量性质主要包括反应系统中各组分之间的定量关系，及系统中独立的反应数。
反应平衡性质主要包括反应热效应和反应极限的计算，尤其是反应平衡常数及平衡转化率的计算。对可逆放热反应而言，平衡性质对过程的影响较为复杂，温度的升高对反应动力学速率往往是有利的，但对平衡而言，平衡常数随温度的升高而降低，所以温度对平衡性质和动力学性质的影响呈现相反的趋势，从而引起问题的复杂化。通常对可逆放热反应存在着最佳温度，且最佳温度随组分转化率的不同而不同，因此，在整个反应过程中，存在一最佳温度曲线，反应沿着最佳温度曲线进行，在转化率一定时，可以使用较少的催化剂。同时还须认识到，在反应后期，即较高转化率接近化学平衡时，反应过程往往是由平衡因索控制的。
化学反应工程研究的主要内容是化学反应动力学规律，化学反应动力学特性是化学反应器选型、操作方式和操作条件确定及反应过程优化的重要依据，因此，反应动力学测定是十分重要的工作。然而，反应动力学的精确测定是一项独立于工艺试验之外的专门实验，它不但要求具备满足实验精度的特定设备，而且在具体进行时又有相当可观的实际工作量。因此，进行动力学测定极为重要，其基本思路如图生所示redlw.com。
动力学方程通常分为3种形式，一是纯机理型方程，二是半经验半理论型方程，三是纯经验方程。基于碰撞理论、过渡态理论及分子动态学而推导出来的纯机理型方程，一般仅对简单反应体系适用，当前反应工程学科应用这类动力学方程进行反应器设计的并不多见。工业反应体系往往极为复杂，但作为动力学研究发展的方向，纯机理型动力学方程应是每个化学反应工程研究者必须努力的目标;纯经验性的动力学方程如描述微生物生长的Monod模型在反应器设计中亦常常使用，但反应工程学科通常使用的是半经验半理论的动力学方程，图生所示指的就是此类方程。
建立动力学方程模型的基本思路一般是先设定一定的基元反应机理，该机理通常分为两类，一是有限基元反应组合机理，二是链式反应机理，在此前提下，根据拟平衡态假设或拟定常态假设，可以推导获得一定形式的动力学方程。动力学方程通常分为两种，一是幂函数型，另一种是双曲函数型。视方程当中是否含有一阶微分，动力学方程又可分为积分式和微分式两种。
在动力学方程确定后，方程中包含两类物理量，一是伴随反应过程变化而变化的因索，通常是指反应温度、反应物浓度及反应时间;另一类是在反应过程中相对稳定的、反映反应过程性质的模型参数。模型参数无法由模型本身获得，必须通过实验确定，这也正是该动力学方程被称为半经验半理论的原因所在。因为模型参数必须由实验确定，于是就必然涉及实验的设计。实验设计内容通常包含两个方面，其一是实验用反应器的选择，其二是实验条件的确定。实验用反应器类型与工业反应器类型大同小异，不同之处仅仅表现在规模程度上，实验室反应器规模小，通常为11左右，因此，其传递过程影响易于消除，任意个对反应结果的影响主要是纯化学因索，如此易于反映反应过程的本质。而实验条件的设计方法包括两种，当独立的组分数仅为1个时，实验可采用单因索法，当独立的组分因索多于2个时，则往往采取正交实验设计方法。
通过实验获得一系列实验数据后，接下来的问题是必须求解出动力学模型参数，求解动力学模型参数的方法有积分法和微分法。基于积分式动力学方程的求解方法称为积分法，基于微分式动力学方程的求解方法则称为微分法。在大多数实际情况下，模型参数求解方法采用的都是微分法redlw.com。
当反应动力学规律确定后，必须要研究在实际工业规模反应器中通常出现的传递过程规律。为研究传递过程规律，通常可以在没有化学反应的情况下进行，这是因为传递过程是反应器的属性，基本上不因化学反应的存在与否而异。对于一个特定的工业反应过程，化学反应规律是其个性，而反应器中的传递规律则是其共性。因此，传递规律受设备尺寸的影响较大，必须在大型装置中进行。由于需要考察的只是传递过程，不需实现化学反应，完全可以利用惰性物料进行试验，以探明传递过程规律。正因如此，这种试验通常称为冷模试验。
进行冷模试验研究传递过程规律时需要关注的一个重要问题是:所选模拟设备的大小，即传递过程应在多大规模的模拟设备中进行?为保证所获得的传递参数准确、有效，所遵循的原则是必须保持在模拟设备中发生的传递过程与实际反应器中所发生的传递过程应“相似”，即符合“相似性原理”。冷模试验设备的大小必须依据此原理进行选择和设计。
在对反应过程和传递过程进行了充分的研究后，需要对相关成果进行综合处理，这一阶段主要是在计算机上进行模拟并完成的，如图5所示。
同时，为验证模拟结果是否可靠，还必须进行中等规模的试验，即中试，又名热模试验。热模试验存在3个问题需要解决，一是试验规模，二是试验的完整性，三是运行周期。如果热模试验结果与模型计算结果相符，说明模型正确，能够反映实际规律;如果不相符，则需要修正模型，直至与热模试验结果相符为止。
具备了传递过程规律和小试测定的反应过程规律，并且经过了热模试验验证，就能直接设计工业反应器了，这样就不存在设备的放大问题。数学模型方法本身可以直接通过计算就能获得大型反应器的设计，说明工业反应过程的开发并不必然地必须经过由小型反应器到中间规模反应器再到工业规模反应器的整个过程。
最后应当要注意的是，数学模型法要想获得成功，必须要具备2个基本前提:一是它要求有可靠的反应动力学方程;二是还要有大型装置中的传递方程，两者缺一不可。
例如，固定床反应器，虽然不少反应的动力学模型研究较为完整，然而由于具体工业反应器模型参数难以正确测定，尤其对复杂的工业反应，其本征动力学参数也难以把握，因此，对固定床反应器的数学模拟放大，迄今尚未有比较满意的工业应用。
化学反应动力学测定虽然有相当大的工作量，但它毕竟可以在小装置中进行。而工业反应器的传递模型却不是小装置所能解决的，它不但要求大型冷模试验和必要的热模检验，还需要工业规模的测试数据和工程研究的长期经验积累。因此，当没有可靠的大型设备传递模型时，数学模拟放大只能是纸上谈兵。此时，精确的动力学测定必然是徒劳的。当然，这并不意味着不需要有关的动力学知识和对反应动力学特征的认识。一个开发者应当充分具备动力学基础知识，并据此巧妙地安排工艺试验，以便把握反应动力学特征和有关影响因索，为工业反应器的选型和优化服务redlw.com。
由此可见，从化学反应工程的观点出发，机理的、定性的、半定量的动力学特征研究应当是结合工艺试验进行的重要任务。只有当工业反应器的传递模型足够可靠时，精确的动力学实验才是必要的，并可用于数学模拟放大。
2 化学反应工程思维方式
如上所说，在剖析化学反应工程课程各知识点及相互逻辑关系时，本研究采用了分类、分解和综合的思维方式，而分类、分解其实属于分析的方法。所以，分析、综合是反应过程开发中的基本方法，应深加注意，其中尤以分析方法更是在各种科学思维方式中处于最基本的地位。对于图3、图5所示的化学反应工程逻辑结构，当将它们具体应用到实际的化工过程开发中时，也可用图6简略地表示。图6表示了化学反应工程课程所提供的特有的工程思维方式。
篇11
化学概念是中学化学知识的最基本的内容之一，想学习好化学，培养一定程度的的探究化学问题的能力，就必须要掌握好化学概念。所以，化学概念的教学是化学教学研究的非常重要课题。《普通高中化学课程标准》就明确指出：高中的化学教师应当注重与初中课程教学的衔接问题，在教学内容的处理上要关注整体性，构建促进学生主动学习的教学情景，积极引导学生参与活动探究，使学生的学习兴趣得以激发。《普通高中化学课程标准》为我们指明了教学方向，即做好初高中化学概念的教学衔接是有效进行高中化学教学的根本。
一、“氧化还原反应”概念学习障碍的分析
“氧化还原反应”和其应用贯穿整个中学化学学科的知识体系中，由于概念比较抽象，学生对“氧化还原反应”的认识和理解存在较大的困难。而另一方面“氧化还原”概念又是中学化学基础理论体系之中十分重要的一部分。氧化还原概念是学生能有效学习元素及其化合物性质的理论基础，同时也是引导学生探究、推断物质性质的重要依据之一，是学生必须学会、必须掌握应用的化学知识。
1. 概念认知的心理内部表征
所谓“氧化还原反应”概念的“难”，是指高一学生在概念学习过程中存在理解困难和名词混淆不清等方面的障碍，从而导致了学习和建构的困难。理解概念就是形成和建构科学合理的概念心理的内部表征，准确地理解概念就意味着形成了正确的内部表征。心理内部表征就是一种心理活动，人们运用形象、文字、符号等多种形式来表示外部的各种信息，并将它们联系成有内在意义的知识结构的认知活动。心理内部表征同时也是一种认知活动的结果，即经过前面的认知活动而在大脑中产生的知识结构。高一学生在初中阶段进行氧化还原反应相关概念的学习，在头脑中建构概念的方面存在很大的差异，有的可获得准确的概念同时形成有效的概念的内部表征，能够将它存储在长时记忆，在问题解决时及时提取和使用。但也有一些学生概念接受困难，表现为不理解或者理解困难。如果学生原有的认知结构能够同化和顺应新概念成为自己知识结构的组成部分，并与其他知识形成密切的关联，则意味着学生“理解”概念；反之，就意味学生不理解概念或者概念理解产生困难。
2. 概念认知本身的微观特征
从化学学科知识本身来看，“氧化还原反应”概念的微观性也导致其“难学”，化学学科的特点之一就是用化学符号从微观层面简明科学地描述宏观现象和变化规律，这种描述的能力也是化学学习重要培养目标之一，例如燃烧、生锈属于宏观层面的现象；分子、原子微粒排列及其运动是微观层面上的现象；元素符号、分子式、结构式和化学方程式是化学符号层面上的形式。但是，研究表明，初中学生在有关化学符号层面上的表征方式很困难。当大部分学生看到“Cu Cu2+”和“Fe2O3+3CO2[=][]Fe+3CO2”等化学符号时，虽然能够对这些现象做宏观上描述，但不却能从微观层面上做出较合理的解释，描述这些符号所隐含的物质结构及“氧化还原反应”概念的属性。笔者通过多年教学发现一部分学生在初中化学课程结束后，仅将化学式看作物质的名称或简写，将化学方程式看作机械的“公式”，有相当一部分学生不能将化学方程式与物质变化的微观实质联系起来，这将妨碍他们深层次地理解“氧化还原反应”。
二、“氧化还原反应”概念在衔接时的教学策略的分析
1. “氧化还原反应”的教学策略
综合分析高一学生在“氧化还原”认知上的上述特征，笔者认为，对于高一学生而言，影响概念学习的最大的障碍来自于两点：一是促进“氧化还原反应”学习积极主动发生的因素——概念价值的认可，即为什么从化合价升降的角度学习氧化还原，它对于我们的学习和研究到底有什么样的意义？二是氧化还原反应概念形成方法的问题？理清了这两个问题，具体的概念问题也就迎刃而解了。
“氧化还原反应”是从元素化合价升降的角度认识化学反应的本质的，所以教学中最关键的一步是将学生的思维导向反应中元素的化合价。从氧化还原反应的学习属性看，它是从化学反应中元素化合价变化的角度认识化学反应本质而形成的概念，是定义性概念。定义性概念的学习过程是学生通过对实例的观察和分析，形成对某一类事物的特征的概括。直接观察不能得到元素的化合价的变化，就需要引导学生在分析多个化学反应中元素化合价变化的基础上，才能构建出氧化还原反应概念。引导学生思维的最有效方法是创设问题情景，激活学生的思维。让学生主动思考探究问题的可能研究方向，再确定从元素化合价升降的角度去进行具体的研究。
2. “氧化还原反应”概念衔接探究学习情景设计（片段）
情景一：“氧化还原反应”概念的引入
创设情景：“魔术表演”
教师演示：蓝瓶子趣味实验
PPT展示：蓝瓶子实验的相关资料
教师点拨：想想看蓝瓶子颜色变化的原因是什么？
学生探究：
PPT揭秘：亚甲蓝又称亚甲基蓝（C16H18ClN3S），是一种暗绿色晶体，在碱性溶液中，蓝色的亚甲基蓝就容易被葡萄糖还原成无色亚甲基白。振荡后，由于溶液与空气接触面积变大，溶液中O2溶解量就增多，O2把亚甲基白氧化为亚甲基蓝，溶液又呈蓝色。静置时，由于有一部分溶解的O2逸出，亚甲基蓝又还原为亚甲基白。重复上述操作，蓝色—无色交替出现。这叫做亚甲基蓝的化学振荡。颜色交替出现是反应体系交替发生还原与氧化反应的结果。
过渡：氧化还原反应是一类非常重要的反应类型，人类在生产、生活乃至人体生命过程的新陈代谢中都离不开氧化还原反应，你还知道生活中有哪些反应是氧化还原反应吗？什么样的反应叫氧化还原反应呢？
情景二：“氧化还原反应”概念的界定
创设情景：PPT展示六张常见化学反应的图片
①铜片在空气中氧化
②氢气还原氧化铜
③铁片与硫酸铜溶液反应
④钠与氯气反应
⑤一氧化碳还原氧化铁
⑥氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应
过渡：请写出相对应的化学方程式，并根据所学知识，多种角度对反应进行分类。
探究活动：
①2Cu+O2[=][]2CuO（化合反应、氧化反应、还原反应）
②H2+ CuO[=][]CuO+H2O（置换反应、氧化反应、还原反应）
③Fe+CuSO4[=]FeSO4+Cu（置换反应、离子反应）
④2Na+Cl2[=][]NaCl（化合反应）
⑤3CO+Fe2O3[=][]2Fe+3CO2（氧化反应、还原反应）
⑥FeCl3+NaOH[=]3NaCl+Fe（OH）3（复分解反应、离子反应）
投影：学生所写化学方程式
探究小结：可见，四种基本反应类型并不能对应所有的化学反应类型。依据不同的分类标准，化学反应还有其他的分类标准。例如，依据在溶液中有无离子反应，可将化学反应分为离子反应和非离子反应。也可以从得氧和失氧的角度将反应分为氧化反应和还原反应。有①②⑤可知氧化、还原反应同时发生，就好像购买商品，有“买”有“卖”。
提问：这些化学反应，还有有哪些共同点和不同点？
教师点拨：从化合价角度
探究活动：反应前后元素化合价是否有变化（在化学方程式中标出变价元素的化合价）
探究小结：
（板书）氧化还原反应的定义：元素化合价发生变化的反应
氧化还原反应的特征：化学反应过程中元素的化合价改变
PPT展示：写出符合下列条件的有关化学方程式，判断其是否是氧化还原反应：
①两种单质化合；两种化合物化合；单质和化合物化合
②有两种生成物的分解反应；有三种生成物的分解反应
③金属单质置换非金属单质；金属单质置换金属单质
④复分解反应
探究活动：用图形表示氧化还原反应与四个基本反应类型的关系
探究小结：置换反应一定是氧化反应；有单质参加的化合反应是氧化还原反应；有单质生成的分解反应是氧化还原反应；复分解反应一定不是氧化还原反应。
情景三：“氧化还原反应”概念的应用
创设情景：钢铁会生锈，人也会“生锈”
探究活动：搜集素材，了解人体疾病、老化与氧化还原反应的关系，以班级为单位办一张题为“如何永葆青春活力”的手抄报。
探究小结：（视频展示）钢铁的腐蚀、工业用电解法制造金属Na、工业合成氨气、接触法制硫酸、氯碱工业；农业生产中绿色植物的光合作用；日常生活中使用的干电池、蓄电池都涉及到“氧化还原反应”。
…………
学生通过上述探究过程，基本理清了“氧化还原反应”概念的特征，在此基础上，通过阅读课本，概念辨析和习题练习等教学环节，达到规范概念表达、建立概念关系、完整概念意义建构的目的。
3. 案例的设计分析
“氧化还原反应”联系到生产、生活及科研领域，在中学教学中有非常重要的地位，同时也是学生较难掌握的内容之一，本设计在教学策略上通过对已有化学知识和日常生活经验的探究，运用真实的化学事实情景，引导学生开展探究性学习获取知识。
情景一的“魔术表演”——有趣的实验将学生引入“氧化还原”的奇妙的空间里，独特的现象，能激发学生进一步学习的，通过探究活动寻找生活中各种各样的氧化还原反应。从而进入了一个丰富的化学世界，揭示了“氧化还原反应”存在的普及性，应用的广泛性，自然激发了学生学习该概念的热切性。
在初中，学生已经从得氧和失氧的角度对“氧化还原反应”有所认识，这对他们构建“氧化还原反应”的概念有正反两方面的影响，因此，笔者认为教师一定要处理好教学进行的程序。情景二的设计就是为了与学生原有的初中知识进行合理的衔接，使“氧化还原反应”这部分知识能来源所知又高于所知，以减轻学生进入高中学校的不适应感，过程中要善于激发学生思维中矛盾点，引出高一学生对“氧化还原反应”进一步的认识。要通过学生自己用图形来表示“氧化还原”与基本反应类型之间的相互关系。通过举例、分析和讨论方程式培养学生宏观物质和微观结构之间的转化，抽象思维和形象思维之间的转化。
情景三提供给学生一个联系生活和开展实践活动的课题，把学习的知识放到实践中提炼和再学习，并将自己的所学变成了一份看得见的成果。让学生辩证地认识和了解“氧化还原反应”给人类带来的危害和防止方法，使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点。
总之，新课程中高中化学教师应树立初高中化学概念衔接的观点，转换化学概念教学的观念，在“氧化还原反应”概念的教学中，应当遵循学生的认识规律，由表及里地层层推进，循序渐进，这样才能激发学生的兴趣，让学生自己思考、推理、判断和概括总结，参与探究活动，这样才有利于学生对“氧化还原反应”概念特征的理解与掌握。在教学过程中，要注意“氧化还原反应”概念的发展，同时结合元素化合物知识，逐渐迁移和深化，在探究活动时及时归纳小结，才能让学生把握重点，提升学习能力。
篇12
一、过氧化氢催化分解演示实验
在王祖浩教授领衔主编的沪教版九年级化学和苏教版高中化学教材中都有过氧化氢加入二氧化锰催化剂催化发生分解反应的演示实验。
沪教版九年级化学中过氧化氢的催化分解实验如下[1]：
利用图2-9的实验装置，把稀的双氧水(6%的过氧化氢溶液)从分液漏斗慢慢加入装有二氧化锰粉末的锥形瓶中，收集一集气瓶放出的气体，用带火星的木条伸入集气瓶中。
研究表明，在双氧水制取氧气的反应中，加入二氧化锰能加速双氧水的分解。在反应前后，二氧化锰的质量保持不变，化学性质也没有发生变化。这种在化学反应中能增大化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质称为催化剂。
苏教版高中化学教材《化学反应原理》中过氧化氢的催化分解实验如下[2]：
向A、B、C、D 4支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，再向试管中分别加入2～3滴洗涤剂，向试管A中加入2～3滴FeCl3溶液，向试管B中加入少量MnO2粉末，向试管C中加入一小块新鲜的动物肝脏，D试管留作比较用。观察、比较4支试管中发生的实验现象，并试着分析导致实验现象差异的原因。
实验表明，催化剂对化学反应速率有显著影响。催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率。如图2-10所示，没有催化剂参与的反应，活化能(Ea')较大，则反应的速率较小;而有催化剂参与的反应，活化能(Ea)较小，因此反应速率较大。
从初高中催化剂的教学要求和教材呈现的文本材料我们可以看出，同样都是过氧化氢的催化分解实验，但用来说明的问题是不同的，初中教材中的实验用来说明催化剂的概念即什么样的物质是化学反应的催化剂，而高中教材中的实验用来说明不同催化剂对过氧化氢的分解催化效果不同和催化剂改变化学反应速率的原因。因此，过氧化氢催化分解演示实验在不同时期教学的角度和关注点是不同的。
二、演示实验教学应关注的问题
1. 演示实验的演示内容
教材中的演示实验都承载着课堂教学中知识的、技能的、方法的等多方面的教学任务，课堂上演示实验要把它所承担的任务全部完成，就要求在实验演示的过程中让其能展现的内容全面表现出来，让学生全方位观察体验。
催化剂是初中化学中的重要概念，教学要求是认识催化剂的基本特征。课堂教学中关于催化剂的演示实验就要能充分体现出催化剂具有的特征，让学生通过现象充分体验到催化剂的特点，要达到这一要求，演示实验的现象就要能表现出催化剂改变了化学反应的速率，而反应后物质的质量和化学性质没有发生变化，让学生在观察、比较中得出对催化剂的认识。过氧化氢催化分解实验的现象是知识层面的，实验过程的体验和现象的观察、结论的获取是技能、方法层面的，初中化学教学中通过二氧化锰催化过氧化氢的分解实验一定要让学生切实感受到催化剂具有的特征，让学生在知识、技能、方法上有所收获，还要为高中化学中催化剂的教学铺垫，即催化剂改变化学反应速率，但不能改变化学反应的方向，让学生在观察比较中意识到不是加入催化剂反应才发生。
高中阶段《化学反应原理》中催化剂的教学是初中化学学习的深入，目的是让学生认识催化剂加快化学反应速率的原因和不同催化剂的催化效果，因此，高中化学过氧化氢的催化分解反应的演示实验就应该能从现象上表现出催化剂加入改变了化学反应的过程，最终催化剂没有发生变化，从而达到演示实验的教学效果。
明确了实验要突出表现的内容，演示实验围绕着要突出表现的内容设计，让演示实验把教学需要的信息都呈现出来，演示实验才是有效的。做到这一点需要教师认真钻研教材研究演示实验，透彻理解文本材料，精心设计选择演示实验优化实验的做法。
2. 演示实验的演示方法
演示实验的操作方法需要精心设计安排，否则演示实验只能成为课堂教学的点缀，让学生看些热闹、有些新奇而已，很难达到预想的结果。
对于二氧化锰催化过氧化氢分解的实验，按照沪教版九年级化学教材中的方法进行演示实验，学生只是感受到过氧化氢接触到二氧化锰产生了大量的氧气，其它的可以说一无所获，实验中并没有现象能说明催化剂改变化学反应的速率、反应前后质量和化学性质都没有发生变化，学生也只能被动接受MnO2是双氧水分解的催化剂的观点，对MnO2催化双氧水分解后的质量和化学性质没有发生变化是半信半疑。MnO2是加快了双氧水的分解速率还是使常温下本没有进行的过氧化氢的分解反应发生了?MnO2有没有发生反应?MnO2的质量有没有改变?固体物质还是不是MnO2?这些方面的问题对学生认识催化剂的概念和分析物质是否是催化剂产生着影响。 按照苏教版高中教材中的实验方法进行教学演示，学生同样是只能看到过氧化氢在不同物质存在的情况下，生成氧气的速率加快了且加快的速率不同，也没有感受到催化剂改变了化学反应的过程，而最终质量和化学性质都没有发生变化。演示实验的形式不同了，但与学生在初中从实验中得到的体验没有什么不同，仍然是被动的接受催化剂改变化学反应过程的结论。
从沪教版九年级化学教材关于催化剂的演示实验本身来看，虽然不能把催化剂全部的特点显现出来，但实验的方法得当也可以减少学生理解催化剂的困难。我们可以这样来实验演示：
首先用一支试管取2mL6%的双氧水，让学生认真观察双氧水中产生的细小的气泡，感知过氧化氢在没有加入二氧化锰前就可以发生分解，但速率很慢;然后向锥形瓶中加入二氧化锰时，让学生体会到加入的量很少;连接装置后，通过分液漏斗滴加过氧化氢，既让学生观察产生气体的速率加快和感知气体的收集检验上，还要在气体收集满瓶和检验后锥形瓶已不在产生气体时，再向锥形瓶中滴加过氧化氢，锥形瓶中又产生气体，反复这样的操作几次，通过加入少量二氧化锰使大量过氧化氢分解，让学生体验二氧化锰没有在过氧化氢生成氧气时消耗，而是一直存在并发挥着催化作用。这样一来，学生对二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂的认知就变得顺理成章了。
苏教版高中教材《化学反应原理》中关于催化剂的演示实验，要体现出教学需要的现象，需要对实验的方法进行必要的加工改造。过氧化氢分解的催化剂有很多，经过实验研究，我们发现FeCl3溶液对过氧化氢分解的催化作用十分明显，更重要的是，借助FeCl3溶液催化过氧化氢分解实验中出现的现象，可以把催化剂在反应过程中的变化表现出来，帮助学生完整地认识催化剂的催化原理。
课堂教学时，比较了不同物质的催化效果后，再引导学生观察FeCl3催化过氧化氢分解的实验。首先让学生观察FeCl3溶液的颜色，学生看到FeCl3溶液呈黄色，接着在试管中取2mL黄色的FeCl3溶液，然后用胶头滴管向FeCl3溶液中滴加数滴5%的过氧化氢溶液，学生可以观察到试管中产生了大量气泡，并且在产生气泡的过程中溶液变为红色，当试管中的气体逸出液体平静下来后，液体又恢复为黄色。再用胶头滴管向试管中滴加5%的过氧化氢，结果又出现了上述的实验现象。学生观察到这样的实验现象，自然明白FeCl3作为催化剂参与了化学反应，改变了反应过程，化学反应速率加快但最终FeCl3没有变化。
我们可以看出，演示实验的做法对提高演示实验的教学效果是十分重要的，同样的演示实验，不同的做法，学生的收获不同。
3. 演示实验的教学语言
笔者除了设计了合适的演示实验的操作方法之外，在演示实验的教学过程中还要有恰当的指导性语言的引领，才能启发学生思考演示实验中教师的每一个表情、动作、操作、步骤的用意，让学生去发现演示实验要揭示的问题，在演示实验的教学中获得知识、领悟方法。演示实验中的引导性用语一般是针对实验内容和实验要得到的结论设计的、富有启发性、引导性的问题或陈述语，演示实验教学的指导用语应该围绕演示实验解决的问题设计，要有针对性，富有启发引导作用。
在进行初中化学催化剂的教学时，二氧化锰催化过氧化氢分解的演示实验，可以设计下面的引导性语言、问题：
(1)仔细观察或轻轻摇动盛有过氧化氢的试管观察，你看到什么现象?该现象说明了什么问题?
(2) 将过氧化氢滴入锥形瓶后有什么现象出现?能试着猜想产生这种现象的可能的原因吗?
(3)过氧化氢反复多次滴入锥形瓶时，你又有什么发现?对此发现的认识是什么?
(4)通过上面的实验，能看出二氧化锰在过氧化氢分解中的作用吗?
高中化学催化剂的教学时，二氧化锰催化过氧化氢分解的演示实验，可以设计下面的引导性问题：
(1)请认真观察实验中出现的现象，并对它们加以描述。
(2)在初中催化剂学习的基础上，对此现象你有怎样的感悟。
(3)FeCl3溶液中多次滴加过氧化氢的现象是什么，这种现象说明了什么。
(4)通过这些实验，你对催化剂加快化学反应的速率有什么见解吗?
教师演示实验操作和现象配合教学过程中这些引导性的语言、问题，让学生在观察思考和分析归纳中获得了对催化剂较为全面的认识。
指导用语的运用要适时，有的语言和问题应在演示实验前给出，指导学生对实验的观察和思考，有的要在实验中提出，这样更能引起学生对问题的注意，有的要在实验后抛出，让学生对实验全面深入分析，防止实验结束学生思维即停止的情况。
篇13
2.能够初步区分物质的性质中哪些属于物理性质，哪些属于化学性质。
（二）典例分析
例1 （安徽）下列我国古代的技术应用不涉及化学变化的是（ ）
解析：本题考查物理变化和化学变化的判别，解答时要分析变化过程中是否有新物质生成，若没有新物质生成则属于物理变化，若有新物质生成则属于化学变化。粮食酿酒过程中有新物质酒精生成，属于化学变化；棉纱织布过程中没有新物质生成，属于物理变化；火药应用过程中有新物质生成，属于化学变化；瓷器烧制过程中有新物质生成，属于化学变化。
答案：B
例2 （福州）下列物质的用途主要利用其化学性质的是（ ）
A.铜丝作导线
B.干冰用于人工降雨
C.天然气作燃料
D.金刚石用于切割玻璃
解析：A项，铜丝作导线，是利用了铜的导电性，此性质属于物理性质；B项，干冰用于人工降雨，是利用干冰易升华吸热，使周围空气温度降低，空气中水蒸气冷凝成水滴的性质，此性质属于物理性质；C项，天然气作燃料，是利用了天然气的可燃性，此性质属于化学性质；D项，金刚石切割玻璃，是利用了金刚石硬度大的性质，此性质属于物理性质。
答案：C
（三）专题演练
1.（镇江）下列属于化学变化的是（ ）
A.海水晒盐 B.冰川融化
C.水力发电 D.红磷燃烧
2.（南宁）下列属于物理性质的是（ ）
A.可燃性 B.延展性
C.酸碱性 D.氧化性
3.（安顺）诗词是中华民族灿烂文化的瑰宝。下列诗句描述中只涉及物理变化的是 （ ）
A.爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
B.千里冰封，万里雪飘
C.千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲
D.春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
4.（哈尔滨）下列过程中主要发生物理变化的是（ ）
5.（泰安）在我们的日常生活中涉及许多变化。下列变化中不包含化学变化的是（ ）
A.用石灰浆涂抹墙壁后，表面有水珠生成
B.在口中咀嚼米饭或馒头时感到有甜味
C.用干冰作制冷剂进行人工降雨
D.使用煤气作燃料烧饭做菜
6.（北京）下列物质的用途中，利用其物理性质的是（ ）
A.氧气用于炼钢
B.硫酸用于除铁锈
C.干冰用作制冷剂
D.碳酸氢钠用于治疗胃酸过多症
7.（威海）物质世界每时每刻都在发生着变化。下列变化属于化学变化的是（ ）
①电灯通电发光 ②煤制成焦炭 ③塑料老化 ④干冰升华 ⑤石油分馏 ⑥海水制镁 ⑦石块粉碎成石子 ⑧粮食酿酒
A.②③⑥⑧ B.②⑤⑥⑧
C.①③④⑧ D.①④⑥⑦
8.（百色）化学与我们生活和工农业生产有着密切的联系，现有①氖气、②镁粉、③金刚石、④熟石灰、⑤食醋、⑥干冰六种物质，请按下列要求填空（填序号）。
（1）烹饪时用作酸性调味品的是 。
（2）用作改良酸性土壤的是 。
（3）用于人工降雨的是 。
（4）用来制作烟花和照明弹的是 。
（5）玻璃刀刀口镶嵌的是 。
（6）用于制造霓虹灯的是 。
9.（漳州）充有钠蒸气的高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力，常用于道路和广场的照明。钠的化学性质活泼，常温下可以与氧气、水反应，在实验室里，金属钠保存在煤油中。用镊子从煤油中取出金属钠，放在滤纸上，用小刀切下一小块，投入盛有水（滴有酚酞溶液）的烧杯中，发现钠块浮在水面上，很快熔化成银白色小球，四处游动，发出嘶嘶的响声，偶有火星出现，溶液变成红色。依据提供的信息，回答下列问题。
（1）“钠保存在煤油中”说明钠具有的化学性质是 。
（2）“钠块浮在水面上”说明钠具有的物理性质是 。
（3）“溶液变成红色”说明钠与水反应的生成物中含有 性的物质。
（4）根据所学知识解释钠“熔化成银白色小球”的原因： 。
10.（黑龙江）碳纤维复合材料是一种新型材料，可以用来制作轻便的球拍和鱼竿及赛车，在航空航天、核能等尖端技术领域中也用到了它。请你说出碳纤维复合材料具有哪些性质。（答三点）
二、认识几种化学反应
（一）课标要求
1.认识化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
2.认识氧化反应、还原反应。
3.知道物质发生化学变化时伴随有能量变化；初步认识化学反应的本质。
（二）典例分析
例1 （雅安）下列四个化学反应，对其反应类型的判断正确的是（ ）
A.2CuO+C[高温]2Cu+CO2是复分解反应
B.Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O是置换反应
C.2H2O2[MnO2] 2H2O+O2是分解反应
D.CH4+2O2[点燃]CO2+2H2O是化合反应
解析：化学反应类型的判断是中考的热点。基本反应类型包括化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。解题的关键是理解这四种反应类型的概念，抓住反应的特征，反应物和生成物的种类与类别。如化合反应是“多变一”，分解反应是“一变多”，置换反应的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，而复分解反应则是“双交换，价不变”。A项，2CuO+C[高温]2Cu+CO2，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；B项，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物，属于复分解反应；C项，2H2O2[MnO2] 2H2O+O2，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；D项，CH4+2O2[点燃]CO2+2H2O，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应。
答案：C
例2 （上海）化学反应C+H2O[高温]H2+CO中的还原剂是（ ）
A.C B.H2O
C.H2 D.CO
解析：在氧化还原反应中，失氧的是氧化剂，发生还原反应；得氧的是还原剂，发生氧化反应。在C+H2O[高温]H2+CO中，C得氧被氧化，是还原剂；水失氧被还原，是氧化剂。
答案：A
（三）专题演练
1.（临沂）下列化学反应中，属于分解反应的是（ ）
A.S+O2[点燃]SO2
B.3C+2Fe2O3[高温]4Fe+3CO2
C.2KMnO4[加热]K2MnO4+MnO2+O2
D.CuSO4+BaCl2=BaSO4+CuCl2
2.（昆明）属于复分解反应的是（ ）
A.4NH3+3O2[点燃]6H2O+2N2
B.Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3+Na2SO4
C.2FeCl2+Cl2=2FeCl3
D.2HgO[]2Hg+O2
3.（北京）海水提镁的反应之一：MgCl2+ Ca（OH）2=CaCl2+Mg（OH）2，该反应属于 （ ）
A.化合反 B.复分解反应
C.置换反应 D.分解反应
4.（常州）铬酸铅可用作黄色涂料，常用以下方法制取：K2CrO4+Pb（NO3）2=PbCrO4+2KNO3，该反应属于（ ）
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.复分解反应
5.（潍坊）元素化合价发生改变的反应都是氧化还原反应。例如：[2Fe0+3Cl20][点燃][2Fe+3Cl3-1]，反应前后，Fe和Cl元素的化合价发生了改变，该反应是氧化还原反应。下列判断错误的是 （ ）
A.分解反应都属于氧化还原反应
B.置换反应都属于氧化还原反应
C.复分解反应都不属于氧化还原反应
D.有单质参加的化合反应属于氧化还原反应
6.（宁夏）以下是四个化学反应的微观示意图，图中不同的圆圈代表不同的原子。其中能表示置换反应的是（ ）
8.（宿迁）下列归纳和总结完全正确的一组是（ ）
[A.化学反应基本类型 B.化学反应中常见的“三” ①化合反应：4P+5O2[点燃]2P2O5
②分解反应：H2CO3=H2O+CO2
③置换反应：3CO+Fe2O3[高温]2Fe+3CO2 ①煤、石油、天然气――三大化石燃料
②塑料、合成纤维、合成橡胶――三大合成材料
③分子、原子、离子――构成物质的三种粒子 C.对鉴别方法的认识 D.化学与生活 ①区分氮气和氧气――伸入带火星的木条
②区分棉纤维和羊毛纤维――点燃后闻气味
③区分硫酸铵和氯化铵――加熟石灰粉末研磨 ①用甲醛水溶液浸泡水产品防腐
②缺乏维生素C易患坏血病
③自行车支架喷油漆防锈 ]
9.（临沂）目前，在汽车尾气系统中安装催化转化器可将污染物CO、NO转化为无毒的CO2和N2（2CO+2NO[催化剂]2CO2+N2）。根据“在化学反应过程中有元素化合价变化的化学反应，属于氧化还原反应”判断，该反应 （填“是”或“不是”）氧化还原反应。
10.（淄博）请对下表中的化学方程式进行评价（填写评价序号），并注明化学反应类型。
评价序号：①完全正确；②反应条件不正确；③没有配平；④违背客观事实。
11.（怀化）置换反应是中学化学反应的基本反应类型之一。
已知：化合物A+单质B化合物C+单质D。
试回答下列问题。
（1）若D为氢气，A为稀硫酸，则B应满足的条件是 。
（2）若D为铜，化合物A的化学式可能为 。
（3）已知在高温条件下碳与水蒸气可反应生成一氧化碳和氢气（水煤气的主要成分），写出该反应的化学方程式： 。若家中发生燃气（天然气）泄漏，下列措施不可行的是 （填字母）。
A.检查并关闭气源阀门
B.轻轻打开门窗通风
C.立即打开抽油烟机排气
（4）非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间发生置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来。如在溶液中可发生下列反应：
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
I2+Na2S=2NaI+S
Br2+2KI=2KBr+I2
由此判断，S、Cl2、I2、Br2四种单质中非金属活动性最强的是 ，最弱的是 。
（5）在化学反应中，物质所含元素的化合价发生变化的反应就是氧化还原反应。据此判断，置换反应 （填“属于”或“不属于”）氧化还原反应。
三、质量守恒定律
（一）课标要求
1.通过实验探究、认识质量守恒定律；了解常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度解释质量守恒定律并认识化学反应。
3.运用质量守恒定律解释有关现象。
（二）典例分析
例1 （泰安）在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得相关数据如下表。下列关于此反应的认识，正确的是（ ）
A.若W为水，则X或Y必定为酸或碱
B.若X为化合物，Y为单质，则该反应一定为置换反应
C.m的数值为32
D.参加反应的X与Y的质量比为1∶4
解析：由表中数据分析可知，反应前后，X的质量减少了：10 g-2 g=8 g，故X是反应物，参加反应的X的质量为8 g；同理可以确定Z是生成物，生成的Z的质量为：30 g-8 g=22 g；W是生成物，生成的W的质量为：25 g-7 g=18 g；由质量守恒定律知，Y应是反应物，且参加反应的Y的质量为：22 g+18 g-8 g=32 g，故m的数值为：32+3=35。该反应的反应物为X和Y，生成物是Z和W。若W为水，则X或Y不一定为酸或碱，如甲烷等有机物燃烧也能生成水，A项错误；若X为化合物，Y为单质，无法确定Z和W的类别，则该反应不一定为置换反应，B项错误；由以上分析可知，C项错误；参加反应的X与Y的质量比为：8 g∶32 g=1∶4，D项正确。
答案：D
例2 （邵阳）在2A+B=2C反应中，已知A的相对分子质量是28，C的相对分子质量是44，则B的相对分子质量是（ ）
A.16 g B.16
C.32 g D.32
解析：解答此题需依据质量守恒定律，反应前后质量总和相等，参加反应的A和B的质量和等于生成物C的质量，以此为突破口，可以求得B的相对分子质量。设B的相对分子质量为x，则根据反应前后质量不变可知，2×28+x=2×44，解得x=32。
答案：D
（三）专题演练
1.（邵阳）用下列装置来验证质量守恒定律（托盘天平未画出），能达到目的的是（ ）
2.（荆州）植物光合作用可表示为CO2+H2O[光照]淀粉+O2。下列有关说法中正确的是 （ ）
A.淀粉中一定含C、H两种元素
B.淀粉中一定只含C、H两种元素
C.淀粉中可能含有三种以上的元素
D.淀粉可能是一种单质或一种化合物
3.（河北）“气体烙铁”是一种以气体X为燃料的加热仪器，加热温度可达1300 ℃，反应的化学方程式为2X+13O2[点燃]8CO2+10H2O，燃料X的化学式为（ ）
A.C3H8 B.C4H10
C.CH3OH D.C2H5OH
4.（永州）16 g A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，16 g A完全反应后生成 12 g C和8 g D。则参加反应的A与B的质量比是（ ）
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
5.（株洲）在2A+3B=2C+4D的反应中，已知8 g物质A完全反应生成11 g物质C和9 g物质D。若物质A的相对分子质量为32，则物质B的相对分子质量为（ ）
A.16 B.32
C.48 D.64
6.（兰州）把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间，测得反应后各物质的质量如下。则下列说法中错误的是（ ）
A.X=0.4
B.丁一定是单质
C.甲和乙是反应物
D.反应中的甲、丙发生改变的质量比是 11∶14
7.（湘潭）在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量变化情况如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A.该反应为化合反应
B.丙可能是该反应的催化剂
C.该化学反应中甲、丁的质量变化之比为5∶7
D.该化学反应中乙、丁的质量变化之比为1∶4
8.（成都）某反应的微观示意图如下，用“ ”与“ ”代表A、B两种元素的原子。下列说法错误的是（ ） [+]
A.反应前后原子的种类发生变化
B.反应前后物质的化学性质发生变化
C.反应生成物1个分子中含有4个原子
D.该反应的化学方程式可表示为A2+3B2=2AB3
9.（福州）质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。
（1）通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是 （填字母）。
A.蔗糖和水
B.氯化钠溶液和硝酸钾溶液
C.铁和氯化铜溶液
（2）在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如下图所示：
①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因为 。
②该反应的化学方程式为 。
③参加反应的氧气质量为 g。
（3）某反应的微观示意图如下：
①该反应所属的基本类型为 。
②参加反应的甲物质和生成的丙物质分子数目比为 。
10.（连云港）掌握科学的研究方法，探索化学世界的奥秘。
（1）分类是学习化学的重要方法之一。
①生活中，常会接触到下列物质：
A.铜丝 B.甲烷 C.过氧化氢 D.碘酒
其中属于混合物的是 （填字母，下同），属于氧化物的是 。
②根据物质在转化过程中的特点，可将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应四种基本反应类型。下列转化不属于这四种基本反应类型的是 。
A.生石灰与水反应
B.一氧化碳还原氧化铁
C.中和反应
（2）实验是学习化学的一条重要途径。实验室中可用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气，并将反应后的混合物进行分离回收。实验操作如下图所示：（MnO2难溶于水）
①图A中试管口略向下倾斜的原因是 ；图B操作中玻璃棒的作用是 。
②图C操作中的一处明显错误是 ；图D操作中，当看到 ，停止加热。
（3）质量守恒定律是帮助我们学习和认识化学反应实质的重要理论。
①下列表述正_的是 。
A.蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律
B.每32 g S和32 g O2完全反应后，生成 64 g SO2
C.在化学反应aA+bB=cC+dD中一定有：a+b=c+d
②有机化合物R与足量氧气置于密闭容器中充分反应生成CO2和H2O，实验测得反应前后物质的质量如下表：
[ R O2 CO2 H2O 反应前质量/g 46 128 0 0 反应后质量/g 0 32 x 54 ]
则x= 。已知参加反应的物质R与氧气的分子个数之比为1∶3，则R的相对分子质量是 。
四、化学方程式
（一）课标要求
1.能正确书写简单的化学方程式。
2.通过具体化学反应分析、理解化学方程式的含义。
3.能根据化学方程式进行简单的计算。
（二）典例分析
例题 （苏州）写出下列反应的化学方程式。
（1）镁条在空气中燃烧生成氧化镁： 。
（2）锌和稀硫酸反应： 。
（3）氢氧化钠溶液和稀盐酸反应：
。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气： 。
（5）硫化氢（H2S）气体和二氧化硫气体混合生成硫和水： 。
解析：书写化学方程式时，要先根据题意写出反应物、生成物，然后利用反应前后元素种类和原子数目不变将化学方程式配平，注意化学式要书写规范，另外，不要忘记书写反应条件、气体符号和沉淀符号等。（1）在点燃的条件下，镁条可与空气中的氧气反应生成氧化镁，反应的化学方程式为2Mg+O2[点燃]2MgO。（2）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。 （3）氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O。（4）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4[]K2MnO4+MnO2+O2。（5）硫化氢（H2S）气体和二氧化硫气体混合生成硫和水，反应的化学方程式为2H2S+SO2=3S+2H2O。
答案：（1）2Mg+O2[点燃]2MgO （2）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 （3）HCl+NaOH=NaCl+H2O （4）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2
（5）2H2S+SO2=3S+2H2O
（三）专题演练
1.（北京）下列关于S+O2[点燃]SO2的理解不正确的是（ ）
A.表示硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫
B.参加反应的硫与氧气的质量比是2∶1
C.反应前后硫原子、氧原子的个数均不变
D.参加反应的氧气与生成的二氧化硫的分子个数比为1∶1
2.（镇江）下列指定反应的化学方程式正确的是（ ）
A.镁条在氧气中燃烧：Mg+O2[点燃]MgO2
B.古代湿法炼铜：2Fe+3CuSO4= Fe2（SO4）3+3Cu
C.用胃舒平[含Al（OH）3]治疗胃酸过多：Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O
D.用石灰石浆处理二氧化硫：SO2+ CaCO3+O2=CaSO4+CO2
3.（宜宾）下列化学方程式及反应类型均正确的是（ ）
[ 化学方程式 反应类型 A. CO+O2=CO2 化合反应 B. 2KMnO4[]K2MnO2+MnO2+2O2 分解反应 C. 2Ag+H2SO4=Ag2SO4+H2 置换反应 D. CuSO4+BaCl2=BaSO4+CuCl2 复分解反应 ]
4.（黄冈）已知M、N在一定条件下能发生反应：M+2N=P+2Q。则下列说法中，不正确的是（ ）
A.若M、N、P、Q都是由分子构成的物质，则该反应前后分子的数目一定不变
B.M、N、P、Q可能含有同一种元素
C.若P、Q都是化合物，则该反应一定是复分解反应
D.若16 g M和64 g N能恰好完全反应，则M、N的相对分子质量之比为1∶2
5.（武汉）某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为X+2O2[点燃]CO2+2H2O。下列关于X的说法正确的是（ ）
A.X由碳、氢、氧三种元素组成
B.X的相对分子质量为10
C.X中碳、氢元素的质量比为1∶4
D.X属于有机化合物
6.（荆州）用适当的化学方程式说明或解释下列问题。
（1）铜的金属活动性比铁弱： 。
（2）工业上煅烧石灰石制生石灰：
。
（3）用石灰浆粉刷墙面，干燥后变得坚硬： 。
（4）服用含Al（OH）3的药丸治疗胃酸过多症： 。
7.（达州）2015年8月12日天津港发生爆炸后，消防专家确认，大约40种危险品中就有700吨剧毒氰化钠（NaCN）。
（1）氰化钠（NaCN）泄漏可用过氧化氢溶液进行高效处理，氰化钠、过氧化氢和水反应生成碳酸氢钠和氨气，其反应的化学方程式为 。
（2）氰化钠是工业上冶炼黄金的重要原料，工业上生产氰化钠的化学方程式为：
2Na+2X+2NH3=2NaCN+3H2
①X的化学式为 。
②NH3中N元素的化合价为 。
8.（常德）工业上煅烧石灰石（CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。若要制取2.8 t氧化钙，则需要碳酸钙的质量是多少？
9.（南京）在催化剂的作用下，用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
（1）写出反应Ⅰ的化学方程式：
。
（2）反应Ⅱ所属基本反应类型为 。
（3）钠在氯气中燃烧生成氯化钠，若要将4.6 g钠完全转化为氯化钠，则至少需要氯气的质量是多少？（写出计算过程）
10.（泉州）工厂的烟气脱硫工艺，不仅能消除二氧化硫，还能将其转化为硫酸钙（CaSO4）等产品，实现“变废为宝”，反应的化学方程式为2CaCO3+O2+2SO2[高温]2CaSO4+2CO2。现用1.25 t含碳酸钙80%的石灰石吸收烟气中的二氧化硫。求：
