時間：2023-06-14 16:18:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學反應流程，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】化工工藝 工藝設計 安全危險 預防措施 分析探究
新形勢下，隨著人們在日常生產中安全防范意識的不斷提高，以及對生產工藝設計的研究不斷深入，促使人們對于化工工藝設計中存在的安全危險問題給予了越來越多的關注和重視。受化工行業本身的特殊性影響，化工行業在安全危險的問題上要求極為嚴格，需要化工企業人員在日常生產的管理和操作上，提高對安全危險的識別和控制能力。為此，本文主要從化工工藝設計涉及的一些內容和知識點加以討論，幫助化工企業人員識別和控制化工工藝設計中存在的安全危險問題。現具體分析如下。
1 化工工藝設計的概述及特點
化工工藝設計，主要是指在設備、管道、泵閥、儀表和自動化等方面的配置，以及工藝流程的設計等。在整個化工工藝設計的過程中，為了確保化工生產的安全可靠和高效運行，需要熟悉掌握化工生產的原則和精神，并在此基礎上，根據化工規范中對物品的危險程度等級的劃分，確定不同危險等級的物品的防火間距、防爆等級等，從而為我們在選用設備與儀表、操作方式、消防器材等方面提供了安全保障。
一般來說，化工工藝設計的特點主要包括設計基礎資料不完整、工藝流程獨特、工作量大以及規模大小不一等幾個方面，設計基礎資料不完整，體現在化工工藝設計的資料未經檢驗完善，數據缺乏足夠的可靠性和完整性；工藝流程獨特，主要是由于化工裝置及設備的多樣化和規格特殊化所導致；工作量大，則是從整個化工工藝設計來看的，化工企業的總體投資大、設備多、管道多，增加了化工工藝設計的工作負擔。同時，規模大小不一，則表現在測試工程數據的化工裝置規模不一。
2 化工工藝設計中安全危險問題的識別及控制
2.1 工藝物料方面
通常在化工工藝生產過程中，原料、材料、半成品和副產品，以及貯運物質都是以氣態、液態和固態存在的，具有相應的物理、化學性質和危險危害。需要化工企業人員加強對這些危險特性的辨識、分析和評價。分別從化工工藝的各類物質的性質、穩定性、化學反應活性，以及爆炸特性、健康危害等加以識別和控制。
2.2 工藝路線方面
一般來說，在選擇化工工藝的路線時，應該從化工物質的安全危險出發考慮，盡可能采用無害、低危險性的物料，緩和化工工藝過程的苛刻程度，可以通過采用化學反應物催化劑，稀釋或緩和各類危險物料。或是采用各種高新的化工技術、設備及工藝，取消或縮小中間貯罐，一定程度上減少危險介質的藏量。此外，通過采用污水回收、生產廢料和助劑回收等方式，對于實現化工工藝的節能降耗，有著極為重要的作用。
2.3 化學反應裝置方面
2.3.1化學反應器選型要求
化學反應器，若以進出物料的情況劃分，主要有間歇式化學反應器和連續式化學反應器兩大類。若以物料流程劃分，則可以分為單程化學反應器和循環化學反應器等兩種。若是從化學反應器的結構來看，則有釜式、管式、塔式和固定床，以及流化床等幾種。
通常情況下，構成化學反應器的裝置設備特性，以及工藝流程決定了化學反應裝置的整體特性。在化學反應器的選型過程中，應該注重工藝的適應性和安全性問題，并從化工工藝的操作和操作出發，確定型號形式。
2.3.2化學反應設備材質
考慮到工藝流體、流速、流體反應特性以及腐蝕特性等因素對化工工藝設計的影響，在化學反應設備材質的使用時，應該注重設備的耐腐蝕性、強度、可焊性以及機械加工性等方面，同時，對于可能影響化學反應溫度的雜質要加以重視，以免化學反應速度受到影響，導致化學反應的不穩定性和一系列危險問題。此外，部分測溫測壓類的污染物甚至會起到類似催化劑的作用，進而引發不必要的化學反應，需要化工企業慎重考慮。
2.3.3化學反應條件控制
在化學反應條件控制上，為最大限度避免出現失控反應，可以通過外循環冷卻器、多段反應等方式，加強化學反應的控制。或是采取通入低溫介質的方式，幫助化學反應器降溫。也可采用向化學反應器輸入易揮發的液體的形式，利用液體揮發來吸收熱量。
2.3.4化學反應設備結構
通常情況下，為了確保化學反應裝置的安全可靠，在化學反應裝置的設備結構，尤其是高壓容器設備，不但要求具備足夠的結構強度，還需要保證設備的嚴密條件好，以免大量介質泄漏引起火災、中毒等危險問題。
2.4 管道及閥門方面
管道往往用于輸送易燃、易爆、腐蝕以及具有毒性的物料，在管道設計時，應從材料選擇、管道布置、振動以及應力分析等幾個方面綜合考慮，以免發生泄露。需要化工企業熟悉了解整個化工工藝流程，重視管道系統在化工工藝流程中的作用，包括操作條件、介質物化特性以及腐蝕情況等方面的要求。閥門一般用于調節介質的流通和壓力系統，具有切斷或接通介質、控制流通、改變流量、以防介質回流等顯著功能。在化工工藝設計中，閥門的設計必須符合安全生產及檢修。
2.5 電氣設計方面
在電氣設計中，應該在確定當地是否屬于爆炸以及火災等危險環境，并根據火災和爆炸的危險程度不同，最大限度避免電氣設備、電氣線路等因為設計不當而發生爆炸事故。
2.6 整體化工園區方面
從現階段我國化工園區的設計特點及監管能力來看，大多存在著不同程度上的滯后現象。為此，要減少和預防化工工藝設計中的安全危險問題，化工企業可以通過設立統一的安全監測和管理部門，創建完整性的安全生產標準，并形成以“政府為主導、社會為中介、企業一體化”的綜合管理體系，通過三方連帶責任追究機制，將安全危險有效控制在最小范圍。
參考文獻
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關鍵字：工藝流程題；能力立意；高考化學
文章編號： 1005–6629(2012)6–0061–03 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B
自2004年，廣東省作為高中課改的先行省份，每年均有工藝流程題出現。而這種題型也成為了廣東省高考方案（2010年開始實施新調整方案）調整后難度系數最小（最難）的試題（見表1和表2）。
相的除雜已了然于胸。而像本題形成三相除雜學生不太熟悉，故而答題時出現錯誤較多。試題的（1）、（4）、（5）與工藝流程非密切相關，即它們單獨成題時考生即可作答，這就告訴考生一個重要信息，工藝流程題中的部分試題不看工藝流程也可作答得分；試題的（2）、（3）只要突破與工藝流程密切相關的核心化學反應，學會對工藝流程進行整體解讀，答案也會躍然紙上。
5.2 工藝流程題的一般解題策略
（1）“工藝流程的考查模式”（如圖2所示）是解答工藝流程題的一般范式，具有一定的普遍意義。
（2）與工藝流程密切相關的核心化學反應是解答工藝流程題的關鍵。陌生化學方程式的書寫遵循原子守恒和電子得失守恒原理。抓住了工藝流程題的核心化學反應，就抓住了解答工藝流程題的牛鼻子。
（3）與工藝流程非密切相關的設問中下層學生均可作答。工藝流程題中的設問常常是非相關設問在前，密切相關設問在后，且交替設問。這就告訴考生工藝流程題中的某些設問不看流程完全可以答題得分，因此，大可不必被復雜的工藝流程題所嚇倒。
（4）物質的分離和提純可概括為兩相分離和三相分離。只要條件允許，這兩種分離方式在一定的環境中會得到充分利用。
5.3 求解工藝流程題學生應具備的知識與技能
關鍵詞： 廣東高考化學實驗題 呈現方式 教學啟示
自高中化學新課程實施以來，化學實驗題在高考化學卷中占有重要位置（在30%—40%之間），故此有“得實驗者得天下”一說，因此能夠做好實驗題成為化學得高分的一個關鍵因素。高考化學實驗題主要考查考生處理化學信息和分析解決問題的能力。
一、高考化學實驗題呈現方式
2012年廣東高考化學考試題的設計比較合理，體現了新課改的基礎性、選擇性、綜合性、時代性特點。高考化學卷在內容上主要涉及四大主題：（1）基本概念、原理；（2）常見無機物及其應用；（3）常見有機物及其應用；（4）化學實驗。今年廣東高考化學實驗主要從以下幾個方面進行了考查：基礎實驗原理考查題如第9題（6分）；第30題（4）（5）（6分）；實驗解析能力與其他化學原理結合考查題如第31題、第32題、第33題。
1.實驗基本操作的考查。
在高考化學試題中，各種題型的變換以基本實驗為基礎，主要包括常見實驗儀器的規格及其使用組裝，氣體的凈化和干燥，集氣裝置，氣密性檢查，尾氣吸收裝置，加熱操作及實驗安全操作，等等。
如：9.下列實驗能達到目的是（ ）。
A.用溴水鑒別苯和正己烷
B.用BaCl溶液鑒別SO與SO
C.用濃HNO與Cu反應制備NO
D.將混有HCl的Cl通入飽和NaHCO溶液中除去HCl
此題考查內容是檢查學生對基礎實驗的掌握程度。四個選項分別對課本中的的基礎實驗現象、化學反應知識進行了考查。A溴水與兩者均發生萃取，溶液分層，溴水層褪色。B.BaCl溶液SO與SO兩者均生成沉淀。D.HCl和Cl均可與NaHCO溶液反應生成CO氣體繼而引入新雜質。
同樣，在第30題的（4）中，題目提示有兩種物質能夠發生銀鏡反應，考生由此可以推斷出此化合物是有四個碳的醛類。銀鏡反應是化學實驗中典型實驗現象的反應。以上兩個題目雖在綜合題目之中出現，但在考查領域上仍然是課本中的基本實驗原理。因此，教師在復習過程中必須引導學生重視課本中的基礎實驗，吃透課本才能有更大的提高空間。
2.分析實驗結果、處理實驗數據能力的考查。
在高考化學試題考查實驗能力的題目中，對實驗結果的分析，一般要求考生分析實驗的關鍵細節及產生的誤差，等等。實驗結果的處理，既可能直接報告數據，又可能從有關數據中歸納出定量的計算公式，繪制出一定的變化曲線。
如:31.碘在科研與生活中有重要作用，某興趣小組用0.50mol?LKI、0.2%淀粉溶液、0.20mol?LKSO、0.10mol?LNaSO等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。
題目考查了學生對化學反應速度影響因素的掌握及對蓋斯定律的認識程度。（1）要使淀粉變藍，即需要耗盡SO，根據題目給出的化學方程式，即可得知答案；（2）要探究反應物濃度對反應速度的影響；（3）化學反應速度的影響因素；（4）考查蓋斯定律的應用。
3.強調實驗技能的考查。
目前化學實驗試題仍然以強調實驗技能的信息為主要考查方式，這類考題是拉開分數差距的題型。近年來這類題目主要的呈現方式是通過化學符號，儀器、藥品、實驗裝置圖、實驗步驟、化學反應的社會應用、反應的流程圖及相關的實驗現象來表述。
如第32題是一道工藝流程題，考查了化學平衡、勒夏特列原理。一般工藝流程題目多會給出相關的化學反應及工藝流程，進而考查學生對實驗掌握的能力與素質，化學方程式或工藝流程沒有見過，可是萬變不離其宗，掌握了實驗的原理，一切都會迎刃而解。如第33題（苯甲酸廣泛應用于制藥和化工行業，某同學嘗試用甲苯的氧化反應制備苯甲酸）是一道有機實驗設計與探究題，此題旨在對考生進行實驗探究能力和信息加工處理能力的考查。本題的出發點是化學科學能幫助人們改造物質并更好地應用物質，此題以常見的有機化合物知識為載體對化學反應式、科學探究的策略、方法及利用與創新意識等方面進行考查。
二、廣東高考化學試題中實驗題的發展趨勢
1.以考查考生能力為重點。
從近年化學高考題的題型可以看出，命題者愈來愈注重考生對化學實驗的理解能力、獲取信息能力、實驗與探究能力和綜合運用能力的考查，尤其是實驗的解析及實驗數據處理能力已經成為考查考生的重點部分。
如：2004年全國卷的第28題；2005廣東卷第20題；2006廣東卷第21題；2007年北京卷第26題；2008年重慶卷第8題；2008年廣東卷第20題；2009年廣東卷第20題；2010年廣東卷第31題，計算平衡常數；2011年廣東卷第33題，測定Ba（OH）?8HO的含量。
2.突出對化學實驗主干知識的考查。
化學基本實驗操作、實驗原理、實驗裝置、實驗現象依然是歷年高考化學實驗命題的重點出題范圍，試題圍繞著化學實驗的主干知識作進行命題，因此考生應注重對基本實驗的復習，尤其是教材中關于萃取、分液、過濾、蒸發等實驗操作，托盤天平、容量瓶及滴定管的使用方法，裝置氣密性檢查等的復習。
一、明確守恒思想應用原則，更新解題理念
從理論上來講，物質守恒定律是世界萬物存在的重要定律.而守恒思想在化學中的體現主要表現為化學反應物在化學反應前后可以依舊保持元素種類以及總質量的守恒，以此為依據構建化學反應等式.在傳統的化學問題求解過程中，大多數學生本能地根據題干信息挖掘可以構成等式的參數關系，但是在某些復雜的化學問題中，所包含的重要化學信息都隱藏在題干信息中，所以單純地借助傳統的解題思想無法得到問題的答案.為了確保學生準確地應用守恒思想求解相應的化學題目，教師要引導學生明確該種解題法的應用步驟，以便借助守恒思想的合理應用提高學生的解題效果.
二、巧用守恒思想，提高解題效果
守恒思想在化學解題中的應用包含多種形式.除了質量守恒之外，還包括元素守恒、電子守恒等，且不同守恒形式適合不同題目的求解需求.
1.質量守恒思想的合理應用
質量守恒思想是指，在化學反應前后的過程中反應物的總質量與剩余反應物和生成物的質量總和保持一致.借助這種質量關系構建相應的方程，能達到求解有關化學問題的目的.
例1已知某暴露在空氣中的氫氧化鉀固體經檢測后得知，固體中的碳酸鉀和水所占比例分別為7.2%和2.8%.在50mL鹽酸溶液（3mol/L）中加入1g該實驗樣品，并得知用了30.8mL的氫氧化鉀溶液（1.07mol/L）中和反應剩余的鹽酸，則中和后溶液在蒸干后剩余固體的質量為（）.
A.6gB.4.5gC.11.175gD.8.45g
解析：這是一道典型的化學反應習題.如果按照題干信息所述的化學反應流程分別進行求解，那么不僅計算步驟煩瑣，而且可能會因中間的某步錯誤求解而影響最終計算結果的準確性.此時可以引入質量守恒思想.借助題干信息可知，最終的固體產物為氯化鉀，且相應的氯元素全部來自于鹽酸.根據氯元素質量守恒，即可求得最終的固體產物質量為：0.15mol×74.5g/mol=11.175g.答案為C.
2.電子守恒思想的合理應用
電子守恒法主要適用于求解氧化還原反應中得失電子的反應題，其主要是指化學反應物失去電子的總數與得到電子的總數保持一致，借此列出相應關系的方程，進而達到求解問題的目的.
例2在煮沸條件下進行Fe2（SO4）3和50.0mL羥胺酸性溶液（mol/L）的全面反應，得知反應物中的二價鐵離子恰好與酸性高錳酸鉀溶液（0.04mol/L）50.0mL發生氧化反應，則羥胺的氧化產物為（）.
A.NO2B.N2OC.NOD.N2
解析：羥胺同三價鐵離子發生氧化反應，二價鐵離子和酸性高錳酸鉀發生氧化反應，所以羥胺所失去的電子最終全部被高錳酸鉀所獲取.由此可知，羥胺酸的N為-1價，加入其相應的氧化產物N為x價，那么由電子守恒可知：[x-（-1）]×50.00mL×0.10mol/L=（7-2）×50.00mL×0.04mol/L，求得x=1.答案為B.
3.元素守恒思想的合理用
元素守恒法是指，化學反應物中的各種元素種類及數量在反應前后的總量保持一致，只是元素的融合方式可能有所改變.借助元素守恒思想，可以根據元素反應前后總量保持一致列出求解問題的方程.
例3將4.2g過氧化鈉和鋁的混合物放置于足量的水中，待反應完全，且無多余固體時，再向其中加入100.00mL鹽酸（4mol/L）.求反應沉淀物在恰好消失時，原混合物中過氧化鈉的質量.
關鍵詞：計算機軟件技術；化工設計；具體應用
1化工設計對化工企業生產發展的重要性
1.1是化工產品生產的重要基礎
化工設計的主要內容就包括對化工生產中的各類化學反應進行模擬實驗，以此為基礎對相應的化工生產工藝和生產流程進行架構和重組，分析化工生產中有可能出現的問題和變量，結合實際的化工工程項目來指導后續的化工生產布局調整、原料資金投入、化工設備采購等工作。由此不難看出，在化工工程項目中化工設計是化工企業需要生產發展的最為重要的基礎，只有完善化工設計方案，提高化工設計質量，增強化工設計的有效性才能真正的發揮化工設計的規劃和指導作用。
1.2是完善化工企業生產流程的重要保障
化工企業在安排相關設計人員和技術人員進行化工設計時，主要就是圍繞優化化工生產流程這個中心來展開的，要想提高化工生產效率和質量，減少化工生產過程中不必要的損耗，降低化工安全事故的發生幾率，就必須要從工藝流程和生產控制流程這兩個方面入手，不斷地完善化工設計方案。首先從生產工藝流程上來講，設計人員要根據一定的模擬和分析結果對所運用到的化學反應和化學原理有基本的了解，以此為基礎對化工原料的基本用量和品種、化工生產中的環境因素、大致需要的生產規模等生產項進行綜合評價，從而最大限度的控制生產工藝流程中的變量因素，提升生產工藝水平。其次從生產控制流程方面來講，通過科學合理的化工設計，可以對生產中所需要使用到的相關設備和自動化控制平臺進行基礎架構，進一步提升化工生產的信息化水平。
2基于計算機軟件技術的化工設計特點
2.1便利性
將計算機軟件技術應用于化工設計環節，最大的優點就在于提升了化工企業生產的便利性。化工設計作為化工生產的基礎，在化工設計環節需要到有關化學反應和工藝流程設計等的相關問題，通過利用計算機軟件技術可以為上述工作提供很好的輔助工具，比如在進行公益流程設計時，設計人員就可以借助相應的計算機繪圖軟件對生產流程圖進行及時地修改，改變了過去傳統的手繪制圖的方法，這就給化工設計人員提供了極大的便利，簡化了其工作流程。
2.2精準性
在化工設計環節運用計算機軟件技術還能夠極大的提升化工設計的精準性。在進行化工設計時往往需要涉及到一些化工生產信息數據，主要就包括化學反應的頻率和次數、化學原料的用量，甚至是包括生產車間各設備的尺寸和比例，這些都需要在化工設計環節進行了精確的展示。借助于計算機軟件的高效數據處理功能，可以盡可能地減少化學生產中的數據誤差，同時利用計算機軟件中的3D模擬技術，可以直接對化工生產環節廠房、設備、工藝線路等進行更為正確的設計，可以參考化工工程師的意見對相應的比例和尺寸等進行及時的修改和調整，也就大大減少了生產流程中有可能存在的失誤，提高了化工生產的質量和水平。
3計算機軟件技術在化工設計環節的具體應用分析
3.1在數據處理與計算中的應用
在化工設計環節中，最基礎的一步就是要對加工生產中的各項信息和數據進行收集與整理。在化工生產中，由于所使用的各類化學原料都具有極強的不穩定性，無論是在模擬反應環節還是實際生產環節都有可能會受到不同因素或變量的影響，這就導致了每一次的化學生產分析與模擬數據不可能完全一致，而在進行化工設計時，必須要依賴于這些模擬數據來盡可能的減少設計誤差。這就需要利用相應的計算機軟件技術，對每一次化學反應中使用到的原料、反應環境、反應溫度、容器、壓力等進行實時監測，這樣可以將化工生產中涉及到的各類因素控制在一個大致的數據范圍內，提取重要的信息參數，結合模擬歷史數據給出最為準確的數據處理結果，從而有效的提升化工設計的質量水平。
3.2在設計構圖中的應用
化工設計的方案最終是以設計圖的形式展現出來的，隨著我國化工生產水平的提高，化工設計圖不再只針對化工生產流程工藝這一方面，同時也增加了生產車間管道設計圖、自動化控制系統圖等，這在體現化工設計完整性的同時，也對化工設計繪圖方式提出了更高的要求。傳統的二維線條式繪圖設計顯然已經不能滿足當前的化工生產需求，這就需要借助于計算機繪圖軟件，一般在化工設計中常用CAD制圖軟件來進行輔助繪圖。通過對這一軟件的應用，可以將設計圖以三維立體的模式呈現，給人更加清晰直觀的視覺體驗，同時CAD制圖軟件還具備強大的工具箱，可以做到在不影響全局比例的基礎上進行細化調整，并且這一軟件操作方便，也不局限使用權限和終端，設計人員就可以實現動態化的繪圖調整，從而提高化工設計制圖的準確性和有效性。
3.3在模擬試驗環節的應用
模擬試驗同樣是化工設計環節的重中之重，通過對化工生產仿真環境的模擬，對生產過程中所發生的化學反應進行有效的控制是進行化工生產的重要前提。以往的化工模擬試驗工作都是在模擬實驗室進行，需要耗費大量的人力和物力投入到前期實驗環節，而通過運用計算機軟件技術，可以實現虛擬化的實驗流程模擬，有利于降低化工生產企業生產成本。同時通過相應的計算機軟件技術對實驗過程和實驗結果進行優化分析，可以進一步強化模擬實驗的預測準確性和真實性，通過不斷地調整整個化學實驗中各反映元素的具體參數和化工生產設備的轉化率，可以為后續正式投入化工生產提供穩定可靠的數據參考。
關鍵詞：科學素養；有效理論；過渡狀態理論
高中化學必修課程是在義務教育化學課程的基礎上為全體高中生開設的課程.旨在促進學生的全面發展，進一步提高學生未來發展所需要的科學素養；同時為學生學習化學選修課程及相關學科課程奠定基礎.因此，在高中化學必修課程的教學中要注意以下幾個問題.
一、加強初高中化學的銜接
高中化學必修課程是在義務教育化學課程的基礎上為全體高中生開設的課程，高中化學必修課程與初中化學的聯系十分密切.在中學化學必修課程的教學中，應加強初高中化學的銜接.例如，在進行酸性氧化物和堿性氧化物的教學時，首先引導學生復習氧化物的概念，讓學生書寫CaO與鹽酸，CO2與氫氧化鈣反應的化學方程式，在此基礎上歸納出酸性氧化物和堿性氧化物的概念，最后讓學生通過書寫二氧化硫與氫氧化鈉溶液、氧化鎂與硫酸溶液反應的化學方程式進行鞏固.再如，在進行氧化還原反應的教學時首先引導學生復習化合價的有關知識，分析反應2Na+Cl2=2NaCl中元素化合價的變化，在此基礎上歸納出氧化劑、還原劑、氧化反應、還原反應的概念，再用雙線橋表示該反應中電子轉移的方向和數目，最后指導學生完成課本P45“問題解決”進行鞏固.
二、正確處理必修和選修的關系
高中化學課程包括必修和選修兩部分，必修課程僅是高中化學課程整體中的一部分，因此，在內容的處理上要嚴格控制知識的深廣度，不要一步到位.例如，關于氧化還原反應的教學，在化學1專題1第一單元中僅要求學生能從化合價變化的角度來判斷氧化還原反應和非氧化還原反應.在化學1專題2第一單元中則要求學生從電子轉移的角度認識氧化還原反應的本質，能分析簡單的氧化還原反應，指出氧化劑、還原劑、氧化反應、還原反應，并能用雙線橋表示電子轉移的方向和數目.再如，關于化學反應速率的教學，在化學2中主要是通過實驗讓學生認識到化學反應有快有慢，知道濃度、壓強、溫度、催化劑等外界條件對化學反應進行快慢的影響結果，了解控制反應條件在生活、生產和科學研究中的重要作用.在化學反應原理模塊中主要學習化學反應速率的定量表示方法，化學反應速率的測定，理解濃度、壓強、溫度、催化劑等對化學反應速率的影響，并能用有效理論、過渡狀態理論進行解釋.
三、創造性地使用教材
在中學化學必修課程的教學過程中教師要根據學生的實際情況對教材的內容進行適當的調整.例如，化學1專題3第一單元從鋁土礦到鋁合金，編者的意圖是讓學生通過探究從鋁土礦制備鋁的工藝流程，總結出鋁的氧化物及氫氧化物的兩性，培養學生通過實驗發現問題，分析問題和解決問題的能力.但對于我們學校的學生來說，難度太大.于是我們調整了教學順序，先學習了氧化鋁及氫氧化鋁的性質，再學習從鋁土礦制備鋁的工藝流程，這樣不但降低了學習的難度，而且加深了對從鋁土礦制備鋁的工藝流程的理解.
四、有效使用多樣化的教學方式
常見的教學方式有直觀教學、實驗探究、交流討論、資料查閱、多媒體的應用等多種.教師要根據具體的教學內容、目標要求和學生的實際情況使用有效的教學方式進行教學.例如，在學習烴分子結構時，讓學生親自動手構建甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯等常見烴分子的球棍模型，通過單鍵的旋轉，讓學生觀察分子中原子的共線、共面情況，這樣不但降低了難度，而且加深了對烴分子結構的認識，培養了學生的空間想象能力.再如，在學習原電池時，我讓學生利用所給實驗儀器和用品探究原電池的工作原理.學生通過親自動手做實驗，不但知道通過原電池可以將化學能轉化為電能以及這種轉化在日常生活、工農業生產、科學技術等方面的實際應用，而且體驗了探究的過程，強化了探究的意識，促進學習方式的轉變，激發了學生的學習興趣.再如，在學習氯氣的生產原理時，通過播放多媒體課件，學生清楚看到通電前后陰陽離子在溶液中的運動、在電極上的放電及電子在導線中的流動情況，不但加深了對氯氣生產原理的理解，而且培養了學生的觀察能力及抽象思維能力.
五、正確評價學生的學業成就
高中化學必修課程倡導紙筆測驗、學習檔案評價和活動表現評價等多樣化的評價方式，使學生在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面都得到發展.在中學化學必修課程的教學中教師應根據具體的教學內容、目標要求和學生的實際情況，選擇合理有效的評價方式，評價學生的學業成就，關注學生個性的發展，激勵每一個學生走向成功.
總之，我們在進行高中化學必修課程的教學時，一定要根據課程標準的要求，結合學生的實際情況，創造性地進行教學，幫助學生實現由化學啟蒙教育向化學基礎教育的平穩過渡.
參考文獻：
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1.教材地位和內容分析
化學反應速率是化學反應條件確定的重要依據之一，作為動力學原理的重要組成部分，化學反應速率的學習和研究具有重要的理論價值和應用價值.在高中化學知識框架中，化學反應速率在必修Ⅱ和選修Ⅳ兩個模塊呈現，雖然具體的學習要求不同，但足見其在高中化學知識體系中的重要地位.從知識[JP3]內在構成來看，化學反應速率主要包括概念、計算及影響因素等.[JP]
2.當前教學研究存在的問題
在教學過程中，廣大一線教師均有這樣的體驗：學生在單純地學習化學反應速率概念、計算和影響因素時，普遍感覺比較輕松，但在運用反應速率知識輔助學習化學平衡原理時，原有的對化學反應速率的認識立即變得模糊，容易出現瞬間短路的現象.這樣的現象其實反映了一個問題：化學反應速率的知識體系真像原本以為的那樣容易被學生掌握嗎？那么如何才能幫助學生克服這樣的學習障礙呢？筆者以搭建學習支架的方式進行了有益的嘗試.
二、理論依據
1.學習支架存在的理論基礎
建構主義認為學習是新舊知識反復進行雙向交互作用的進程，即對新知識意義的不斷建構和對舊有知識意義的不斷加以改造、重新組合的過程，也就是從同化到順應，又由順應到同化不斷循環交替的過程.教學過程中，教師通過搭建學習支架能更好地幫助學生聯系舊有的知識經驗，展開組內組間合作交流，從而更有利于重新構建新知識.
2.學習支架的概念內涵
所謂支架指的是具有支撐作用的構架，學習支架即是在學生學習過程中對其學習具有支撐作用的輔助工具.確切地說，學習支架是一種旨在幫助學習者構建知識的概念框架，目的是將繁重復雜的學習任務簡化分解，從而以便學習者更深入地理解問題.正因為這樣，學習支架在各級各類學習中，都應該有著廣泛的適用性，尤其是把支架搭建在學習者的最近發展區上，此時效果最佳.教師在搭建學習支架前，應努力創設情境，以期在激發學生學習興趣的同時喚醒學生腦海中所有相關就知識的記憶，從而更準確地定位學生的最近發展區.同時應該讓學生全程參與搭建學習支架、解決所有問題的全過程，既讓他們體驗獲得知識的整個思維過程，又使他們自主搭建學習支架的能力得到發展和提升.
三、案例分析
下面我們就以選修Ⅳ化學反應速率為例，來具體談一下如何搭建學習支架.
1.準備工作――學生最近發展區分析
學生通過必修II化學反應速率的學習己經初步定性接受了反應速率概念，知道反應速率是表征化學反應快慢的物理量，了解化學反應速率受溫度、濃度、壓強、催化劑等外部條件的影響，但對于這些外部條件影響反應速率的變化歷程、影響效果等知之甚少.學生經過必修階段元素化合物知識、氧化還原理論的學習儲備初步具有了一些定量分析化學反應的經驗，但還缺少定量分析化學反應速率的相關經驗.學生通過部分演示實驗、分組實驗掌握了一些控制變量進行對比實驗、探究實驗的方法和技巧，使掌握定量測定化學反應速率、定量分析外部條件對反應速率的影響效果成為可能.
2.搭建認知支架，整合知識基礎
個體學習活動常常受到個體所處的周圍環境、文化背景的深刻影響，所以從學習者已有的生活經驗出發，創設生活情境，有利于激發學習者的學習熱情和學習興趣，使他們更為積極主動地開展對比與想象，將所要學習的新知識與頭腦中原有的舊知識同化順應，從而整合形成一個更為完善、更加穩固的知識基礎.為此，在化學反應速率教學中，設置認知支架：以源自生活的一組圖片“食物的變質”“化石能源的形成”“炸藥爆炸”幫助學生回憶化學反應快慢的定性直觀描述，“校運會百米沖刺”“百米飛人大戰”回憶描述快慢的定量方法及定量工具.這樣學生很容易由運動會百米計時聯想到化學反應速率的定量描述方法為消耗一定量反應物或生成一定量產物所需時間，或是單位時間內反應物的消耗量或產物的生成量.
3.搭建實驗支架，培養學科思維
化學是一門以實驗為基礎的學科，觀察實驗可以幫助學生獲得感性認識的第一手材料，操作實驗可以發展學生實踐動手能力，分析實驗可以提升學生學科思維能力，設計實驗更可以提高學生學科素養.在教學過程中，通過化學實驗教師和學生將組合成學習統一體，從而產生更多的交互式合作與交流.在設計實驗方案定量探究影響化學反應速率的過程中，搭建如下三個實驗支架：（1）引導學生對照酸性高錳酸鉀與草酸反應原理，明確影響該反應速率的因素，將所有變量分類成自變量、因變量和控制變量，以便幫助學生準確把握控制變量法.（2）引導學生將自變量按濃度、壓強、溫度、催化劑等因素分類，將抽象的控制變量概念具體化為基于控制變量法設計的一組系列實驗，并通過小組合作、交流討論確定各個實驗方案的可行性.（3）引導學生分組操作實驗、觀察現象，記錄相關數據于自己設計的實驗報告紙上，并分析處理所得數據，得出實驗結論.通過實驗支架的搭建，將學生由看熱鬧的外行變成理性嚴謹的內行，使學生更深刻地體會到化學學科的研究過程和方法，提升科學素養.
4.搭建概念圖支架，發展知識網絡
概念圖是基于奧蘇貝爾認知同化學習理論的網絡結構示意圖，它以節點表示概念，節點間連線表征概念間內在邏輯關系，將學習過程形象直觀為舊有知識網絡體系不斷同化新知識從而不斷擴展的過程.為了使學生順利接受并理解新知識，教師應首先整固學生的上位概念體系，建立穩定的概念固定點，為新概念的納入做好充分準備，其次應注意選擇合乎學生認知發展規律和知識內在邏輯結構的學習流程，方便學生前后聯系，此外還應注意適時對新舊概念展開對比區分，以防錯位混淆.因此，在教學中搭建如下支架：（1）必修化學反應速率概念與影響因素概念圖；（2）反應速率概念的量化表征、瞬時速率與平均速率概念、同一化學反應中不同物質表征的反應速率及其定量關系；（3）影響化學反應速率的因素的微觀解釋、圖像及一些簡單數量關系；（4）化學反應速率完整概念圖的整合.通過概念圖支架的搭建，引導學生學會從簡單到復雜、從局部到整體建構概念圖，體驗概念圖內在的邏輯關系，使所學新知識內化而成的新知識網絡體系更加清晰、穩固.
一、綠色化學和綠色化學教育
1、綠色化學的概念。綠色化學又稱環境無害化學，是伴隨綠色食品、綠色消費而出現的新理念。其目標是從根本上保護環境，推進工業生產的發展。與傳統化學和化工先污染后治理的模式不同，綠色化學的宗旨是從流程的始端就對污染進行控制和治理，即從源頭上減少或消除對生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑的使用及產品、副產品的產生，發展安全的產品和安全的生產工藝；力求使化學反應具有“原子經濟性”，提高采用材料、能源和水的效率，循環或再利用材料和再生資源，實現廢物的“零排放”。綠色化學是一門徹底阻止污染的化學 是講八成熟期的更高層次的化學。目前 它已經成為未來化學發展的主要方向之一，是追求一個可持續發展與環境雙贏、人類與自然和諧共處的“綠色文明”。
2、綠色化學教育的任務。綠色化學注意環境的可持續發展，綠色化學教育應以可持續發展戰略為根本原則和目標，將化學科學的真理性與人文需要的合理性融為一體。實施綠色化學教育的任務在于確立可持續發展為化學教育的道德規范和價值準則，促成一種新的統一的綠色教育觀念體系，強調人對環境與發展的責任感，培養學生以“科技與社會”之間和諧發展為基礎的道德、倫理和科學價值觀念，使它既植根于科學的客觀規律，又植根于人類普遍信仰與認同的價值需要，并以此觀念體系為指導，來認識化學科學，營造綠色氛圍，規范人們的行為，最終以達到以化學教育為先導，帶動社會各個領域的可持續發展。
高校承擔著培養建設性人才的重任。化學教育工作者要建立可持續發展的觀念，要樹立綠色意思，要以人與自然平等、和諧的關系為出發點來重新認識化學及化學在人與自然平等、和諧關系中的正確位置，只有這樣，才能使化學教育有正確的方向，才能使化學教育發展到更高層次。教育工作者要結合實際情況，將綠色化學教育滲透到教學工作中，讓學生受到綠色化學教育，通過對他們的教育將會影響一批又一批未來的化學及科技人才，通過他們把綠色化學的理念發揚光大。
二、在化學實驗中滲透綠色化學教育
化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗教學是化學教育過程中的重要環節。把綠色化學融入教學內容和課程體系改革中，已成為21世紀化學教育的最大挑戰和重要組成部分。大力促進化學教育綠色化，在化學實驗教學中著力培養學生綠色化學思想，正確解決化學實驗中出現的污染問題是擺在教育工作者面前的新課題。
1、教材內容綠色化。教材是教師進行教學的主要依據，也是學生獲取知識的主要來源。現有的教材對綠色化學這一新的領域很少滲透，許多教材沒有體現綠色化學的要求。在這方面可以運用綠色化學原則對實驗內容進行更新和調整，創造出具有良好的實施綠色化學教育的教材體系。實驗教材的調整要注重化學實驗的綜合性、先進性和環保性，減少單一的驗證性試驗，增加從天然原料中提取有效成分的實驗，使綠色化學的思想和內容貫穿于化學教育的始終。
2、化學實驗綠色化。在實驗教學過程中，應用綠色化學的理念，全面實施化學實驗的綠色化。要遵循綠色化學原則，在達到實驗目的的同時，要能夠保護環境。一是化學試劑綠色化。做實驗時，要求選用無毒無害的試劑，或具有潛在環保屬性的試劑，利用可再生資源，如再生物質作為試劑，少用或不使用有毒有害試劑進行實驗。二是溶劑綠色化。傳統化學反應中，有機溶劑是最常見的反應溶劑，但揮發性有機溶劑在使用過程中有的會引起地面臭氧層的形成，有的會引起水源污染。應盡量選用水做溶劑，或用超臨界流體做反應介質，或在無溶劑條件下進行反應，避免使用有毒有害和有揮發性的有機溶劑，尤其是鹵代烴溶劑的使用。三是催化劑綠色化。即在化學實驗時盡量避免使用有毒有害的物質作為催化劑，如重金屬離子，溶液狀強酸強堿，而應采用無毒無害的物質作催化劑，如固體酸堿二氧化鈦，生物酶等作為催化劑。在選擇性和減少能量方面，催化優于化學計量，通過促進反應向希望的反應方向進行，降低不希望的副產物量，減少產生的廢物。四是化學反應綠色化。化學反應的目標是實現原子經濟反應，實現廢棄物的零排放，這實際上就是綠色化學關注的焦點。要盡量使涉及的化學反應具有較高的轉化率，提高試劑的利用率，這樣不僅可以提高實驗效果，而且可以避免副產物帶來的環境污染問題。五是反應產物綠色化。化學反應的產物和化工產品與人類的生產、生活密切相關。應盡量使反應的生成物(產物和副產物)無毒無害，是環境友好產品，或者以環境友好狀態存在的固態產物。六是化學劑量綠色化。即化學試劑、溶劑、催化劑的用量在保證實驗教學效果的前提下對用量進行精確的核算，依據最新教學及科研成果，適時改革實驗工藝，實驗計量達到減量化乃至無量化。
三、綠色化學是綠色環境的保障
關鍵詞：說課；教材處理；教學流程；重點難點
文章編號：1008-0546（2013）03-029-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.012
在今年的8月中旬，我市舉行了晉升副高職稱教師的說課面試活動，共有60多位老師參加，其中參與《化學反應與質量守恒（第一課時）》專題說課的有18位教師，從總體上看，大部分教師能按說課的幾個環節展開，但許多老師在說課的時間安排、環節處理、說課技巧等方面還存在著許多需要改進的地方，部分老師把說課當成了上微型課。現結合該課題的說課并根據現場記錄、教師上交的說課稿和筆者對說課的理解談談怎樣才能說好化學課，供同行們參考。
一、說課概述
說課是教師針對某一特定的教學內容，說課者以口頭講述的方式向同行或考評人員系統地闡述自己對課程標準和教材的理解、教學程序的設計及與之相關的理論依據的過程。它要求教師在較短的時間內（一般為15-20分鐘）講清“教什么”，以及“為什么這樣教”之類的教學問題，從而展現教師對課程標準、教材的理解程度，駕馭教材和課堂的水平，以及運用教育教學理論的能力。說課一般包括說教材、說教法學法、說教學程序等過程。
說教材主要應說清楚以下幾個方面的問題：（1）教材的地位及前后聯系，該節課的教學內容是什么？該教學內容在教材、單元乃至整個學習階段中所處的位置，所起的作用以及前后知識之間的聯系；（2）學習目標的確定，學習目標包括知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀等三個維度，學習目標要做到正確、具體、全面、可測量；（3）要合理確定教學重點、難點和關鍵點，并能說明其確定依據。
說教法學法：為了上好這節課，你采用何種教學方法，為什么要采用這種教學方法？你采用何種教學手段，為什么要采用這樣教學手段？在分析學情的基礎上，你準備指導學生學會和掌握什么學習方法，培養哪些能力。教法和學法是指本節課確實要用到的主要教法或學法，一般兩到三種為限，不要蜻蜓點水，不是多多益善，如一位老師在本節課列舉了四種教法：歸納法、分析法、演示實驗法和提問法，學法達六種之多：類比歸納法、實驗觀察法、問題思考法、科學探究法、模型建構法和練習法，這顯然過多了。
說教學流程：包括課堂環節的具體安排，如何導課（重在收心和激趣），如何講授新課（尤其講清楚教學中如何突出重點、突破難點、抓住關鍵，化學教學最好要有實驗操作或活動的安排，以達到突出重點、突破難點、抓住關鍵之目的），課堂小結、板書設計、練習以及課后作業的布置等等。這部分是說課的重點，既要有具體步驟的安排，又要有針對性的理論闡述，要達到理論與具體實際相結合的目的。在教學流程中要做到“結合學生實際，靈活使用教材”，衡量教材是否用活了，唯一的標準即是學生的學習效果。改變教材是“活用”，利用教材也是“活用”，關鍵在于教學內容的選擇、重組與改變是否是有利于學習目標的達成。
二、說好化學課應重視的幾個問題
1. 時間要分配有度
說課課題一般是在1小時前告知說課者的，也就是說允許應試者進行說課準備的時間是1小時。從老師們上交的說課稿看，大多數老師寫了滿滿的3-4頁（A4稿紙）說課稿，最多的一位寫了6頁，試想這位教師那還有時間思考教材的處理呢？可見說課準備階段的各部分時間分配安排要合理有度，切不可備到那里算那里，應做到心中有數，合理分配。
說課者應把主要時間用于教材的處理和教學流程的設計上。一般要花40分鐘左右的時間用于教材的處理和流程安排上，在閱讀課程標準和教材的基礎上，制定好學習目標、明確重難點、選擇合適的教學方法和學習方法、確定導課的角度方法、抓住重點突破難點的策略以及板書的設計等。這個階段不要拘泥于細節的描述，更不要把時間放在教師怎樣問、學生怎樣回答上，而應采用畫流程圖的形式將自己的導課思路、怎樣突出重點、如何突破難點、實驗或活動的安排以及板書的設計簡明地加以呈現。然后用20來分鐘時間，在流程圖旁邊注明采取該實施該策略的理論依據和實踐理由，并對流程圖加以修正和完善。
2. 目標要定位有當
新課程強調的三維目標：是指知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀三個層面上的目標要求。具體到課堂教學中的一節課，首先應明確本節課的知識與技能目標，說得具體一點就是這節課要讓學生掌握哪些知識與技能；然后是讓學生經歷知識的發生發展的過程，使學生在掌握知識與技能的同時獲取有效的學習方法，發展各方面的能力；使學生在自主學習的過程中獲得成功的體驗，提升化學學習的興趣，形成正確的學習態度和價值觀。在制定學習目標時要考慮目標的具體、全面和可測量性，學習目標中的用詞要與課程標準中提供的目標動詞相一致。
《化學反應與質量守恒》內容安排在空氣、氧氣的性質后，其第1課時的主要內容有化合反應和分解反應、利用分解反應制氧氣，而質量守恒定律、化學方程式以及化學方程式與計算的學習應安排在第1課時之后。下面是一位教師制定的本節課的學習目標：（1）知識與技能：能說出化合反應和分解反應的概念，能辨別具體的反應是否屬于化合反應或分解反應，知道催化劑在化學反應中的三個特點，會寫實驗室制取氧氣原理中有關物質的化學式，理解實驗室制取氧氣的化學反應原理，會組裝固體加熱法制取氧氣的實驗室裝置并能說出制取氧氣的七個主要步驟，學習用兩種方法收集氧氣；（2）過程與方法：學會組裝固體加熱法制取氧氣的實驗室裝置并知道制取氧氣的七個主要步驟等技能；（3）通過制取氧氣過程的學習，養成認真嚴謹操作的習慣和態度。上述學習目標制定的依據是課程標準和本節課在教材中所處的位置以及學生的學習基礎，并且這些學習目標在課后容易測量。
3. 導課要新穎有趣
俗話說：“良好的開端是成功的一半”。如果導課新穎別致，就能使學生在短時間內以最佳的心理狀態進入課堂學習角色，激發起學生強烈的求知欲和好奇心，起到一石激起千層浪的效果，只有這樣才能緊緊吸引住學生。這次面試者的引課大多采用復習舊知的方式來展開導課，雖然也能引導學生進入化學反應的世界，但由于缺少新穎、獨特能迅速集中學生注意力、激發學生學習興趣的事例，使得說課變得沉悶和單調。其中有一位老師的引課是采用讓學生猜謎語的方式：“看不見摸不著，人人活命離不了，每時每刻需要它，請你猜猜我是誰？”課堂氣氛一下子就活躍起來了，緊接著老師馬上拋出“氧氣又是怎么獲得的呢？”，瞬間就讓學生進入到制取氧氣的奇妙境界。這種引課方式源于對八年級學生敏于思考、喜歡挑戰以及樂于探究的學情把握，源于老師善于利用新奇的信息來喚醒學生相關記憶痕跡的教育教學理論的指導，更源于教師日常的教學積累。
4. 重點要突出有效
教學重點是依據教學目標，在對教材進行科學分析的基礎上而確定的最基本、最核心的教學內容，一般是一門學科所闡述的最重要的原理、規律，是學科思想或學科特色的集中體現。如果某知識點是某單元內容的核心、是后繼學習的基礎或有廣泛應用等，即可確定它是教學重點，也就是學生必須掌握的基本知識和基本技能。
有一位教師在《化學反應與質量守恒（第一課時）》中將重點定位于區分化合反應和分解反應，實驗室用過氧化氫制氧氣的裝置、步驟和化學原理，這樣的教學重點顯得偏多，多重點等于沒重點。而另一位老師把氧氣制備的裝置和過程確定為本節課的重點，其依據是固體加熱法制取氣體是中學化學三大經典裝置之一，今天是首次學習實驗室制取氣體的方法，且對后續化學制取氣體的學習能起到開創性的作用，所以將其確定為重點，這種方法定位準確、依據充分，值得充分肯定。
5. 難點要突破有據
教學難點，一般指對于大多數學生理解和掌握比較困難的關鍵性的知識點或容易出現混淆、錯誤的問題。每一節課的教學難點確定要根據教學的環境、學生的認知能力、理解能力、接受能力精心設計。對于不同的地區、學校教學環境和學生，教師在講授同一節課的內容時，教案中設置的教學難點也會有所不同。
有一位教師在《化學反應與質量守恒（第一課時）》中將難點定為催化劑的概念，其依據該概念抽象，催化劑的作用在本節課中無法進行對比實驗，化學性質與質量在反應前后不變也無法在課堂上加以驗證，而由課本直接給出。而另一位教師也是將催化劑的概念定位本節課的難點，但他的依據是課程標準的要求、初二學生的實際情況，這個依據就寫得過于籠統，缺乏說服力。
6. 板書要精致實用
板書能簡練地、系統地體現教學內容，以明晰的視覺符號啟迪學生思維，提供記憶的框架結構。設計巧妙的板書，往往是教師對教材進行了深入鉆研的結果，這種嚴肅認真的鉆研態度，對學生發揮著潛移默化的影響，有助于學生記憶，便于學生理解相關內容，也便于學生記錄和課后復習，有利于學生端正學習態度，形成良好的學習習慣。但說課教師上交的板書大多按照教材順序進行羅列，未能按照知識的內在聯系來加以串聯，讓學生感受到的是知識的簡單疊加，缺少的是知識的有機聯系，下面的板書就是一例，這對學生的學習幫助不大。
一、氧氣的制法
KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
KClO3KCl+O2 H2O2H2O+O2
二、過氧化氫制氧氣
1. 氣密性 2. 收集方法
三、催化劑
四、化合反應
五、分解反應
六、比較化合反應、分解反應的異同
[關鍵詞] 化學工藝流程；遷移能力；解題策略
以工業生產為載體的工藝流程是高考必考的熱點試題，將推理、實驗、計算以及書寫陌生化學反應方程式融為一體，以流程圖的形式考查學生接受整合信息的能力，分析解決實際問題的能力，以及簡單計算能力的試題，體現了高考試題命制的綜合性和創新性。化工流程的命題來源很廣，其核心問題是“物質的轉化”和“物質的分離與提純”，然后與各個知識模塊相結合。
根據試題的考察要求和問題角度呈現，應加強如下解題策略。
一、正確獲取工業流程中的信息
例1、（2013?新課標全國卷Ⅱ節選）氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治病。純化工業級氧化鋅（含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等雜質）的流程如下：
提示：在本實驗條件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高錳酸鉀的還原產物是MnO2。回答下列問題：
（1）反應②中除掉的雜質離子是________，發生反應的離子方程式為_____________；在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是________________。
（2）反應④形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是__________________。
通過閱讀流程圖、文字描述、表格信息以及在設問中的提示性信息（在本實驗條件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高錳酸鉀的還原產物是MnO2），明確制備或提純的物質（ZnO）、制備過程中所需原料（H2SO4、Zn、Na2CO3）、需要除去的雜質（含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等雜質）。
在做題過程中，有些學生不明確Mn（Ⅱ）能否被高錳酸鉀氧化，題中的信息只說Ni（Ⅱ）不能被氧化，就在暗示Mn（Ⅱ）能被高錳酸鉀氧化而且生成MnO2。
二、加強平時訓練，善于歸納總結
在教學中，教師要幫助學生熟記實驗操作，如過濾、萃取與分液、蒸餾、結晶、重結晶、灼燒、沉淀的洗滌、干燥等。
例1中就考察了沉淀的洗滌。此類試題中對結晶的考察較多。
例2、（1）氧化鎂是白色粉末，無臭、無味，不溶于水和乙醇。將氧化鎂溶解在鹽酸中可以制得MgCl2溶液，過濾后，將所得溶液_______________，可以得到MgCl2?6H2O晶體。由于生成產物是帶有結晶水的晶體，為避免產物的分解從溶液中析出晶體的相關操作步驟為低溫蒸發，冷卻結晶。
（2）已知四種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示：
向硫酸銨溶液中加入氯化鉀后得到無氯鉀肥的操作是_____________、_____________、洗滌、干燥等。根據物質的溶解度與溫度的關系可知，應該利用物質的溶解度差異來生成無氯鉀肥。（NH4）2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl硫酸銨受溫度影響較弱，可以通過蒸發結晶、趁熱過濾（防止NH4Cl析出）的方法得到產物。在問題的解決中應注意濃縮結晶，趁熱過濾和蒸發濃縮，冷卻結晶的分別。
三、熟練掌握高中相關的化工生產知識
例3、（2014?天津卷節選）元素單質及其化合物有廣泛用途，請根據周期表中第三周期元素相關知識回答下列問題：
已知：
工業制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是___________；
制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是________________。
我們需要對高中這些常見的化工工業進行認真的復習，包括氯堿工業、硅酸鹽工業、硫酸工業、硝酸工業、合成氨工業、金屬冶煉、海水中提取溴、碘、氯化鈉、鎂等。遇到類似的流程題，無論涉及哪些工業原理，解題都會很熟練。
四、明確化工生產中常見詞的含義
例4、（2014江蘇單科化學卷節選）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制備堿式硫酸鋁[Al2（SO4）x（OH）6―2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。
（1）酸浸時反應的化學方程式為__________；濾渣Ⅰ的主要成分為__________（填化學式）。
（2）加CaCO3調節溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SO4）3轉化為Al2（SO4）x（OH）6-2x。濾渣Ⅱ的主要成分為__________（填化學式）；若溶液的pH偏高，將會導致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是____________________（用離子方程式表示）。
在試題中出現了酸浸、pH的調整等化工生產術語，在學習和復習中要懂得每一術語的含義，會使得對問題的理解、流程的分析清晰準確。如：
1.灼燒：原料的預處理，使一些物質轉化為容易提取的物質
2.酸浸：溶解、去氧化膜、調節溶液的pH
3.堿洗：去油污、溶解Al或SiO2、調節溶液的pH
4.氧化劑：氧化某物質（主要是Fe2+）轉化易于除去的離子
5.控制溶液的pH：促進某離子水解，使其沉淀，利于過濾分離
6.煮沸：促水解，聚沉后過濾分離、除去溶解在溶液中的氣體
五、牢記化工工藝中的綠色環保理念
例5、（2013福建卷節選）
②該法工藝原理如上。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應生成ClO2。
工藝中可以利用的單質有__________（填化學式），發生器中生成ClO2的化學方程式為__________。
人類在利用自然的同時必須要保護自然，人類才能得以可持續進步和發展。實施清潔生產即能滿足人們的物質需求又可以合理使用自然資源，同時可以保護環境。此類問題的設計遵循綠色化學理念，常常會涉及如下問題：
1.環境污染問題
2.節約原料（循環利用）
3.原子利用率100%
六、加強化學原理，解決化工生產中的實際問題
例6、（節選）皮革工業污泥中含較多的Cr，工業采用以下工藝制得M[Cr（OH）（H2O）5SO4]。
已知：①工藝中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+。
酸浸時，為了提高浸取效率可采取的措施是____________________（任寫一條）。
[關鍵詞] CDIO；化工實踐教學；項目設計；實訓改革
[中圖分類號]G642.4[文獻標識碼]A[文章編號]10054634（2016）060097040引言
隨著社會科技的飛速發展，化工行業對工程技術人才的要求越來越高。化學工程專業作為理工科專業之一，實施 CDIO 教育模式成為化工專業教學改革的重要方向之一[1]。化工實踐教學是化工專業課程體系中的重要組成部分，其內容包含化工實訓、化工仿真、化工認識實習、化工生產實習、本科生科研立項、專業課程設計、化學反應工程實驗、化工原理實驗及畢業設計等實踐環節。進行化工專業實踐教學的CDIO 模式改革，不僅可以提高教學質量，而且可以培養學生的工程素質、創新意識和團隊意識，提高就業競爭力。
1基于CDIO教育理念構建化工專業實踐教學體系按照 CDIO 工程教育模式要求，教學過程要以學生為主體，教學內容安排設計型及綜合型內容，引導學生主動學習，提供更多的實踐動手機會[2]。基于燕山大學省級化學實驗教學示范中心的化工實踐教學體系，是按照CDIO的工程理念對實踐教學內容重新整合設計，構建了課程教學演示、化工仿真操作、實訓綜合、化工設計、科研創新5個層次的化工實踐教學體系平臺，兼顧基礎性、綜合性、研究性，如圖1所示。1.1基礎型
基礎型包括教學演示和仿真操作。教學演示是使用化工設備多媒體素材庫及化工原理實驗仿真軟件， 以真實直觀的仿真界面和豐富的資料展示實際過程；仿真操作內容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系統”和“苯胺生產3D虛擬仿真系統”等仿真系統[3]，可以在計算機上真實地再現化工生產過程。仿真操作是學生在掌握化工產品的工藝流程及操作步驟的基礎上，用計算機模擬化工產品生產過程中的開車、停車、正常運行及事故處理，彌補了傳統實習學生無法親自動手操作的不足。通過局域網互聯的教師站，教師可以實時修改培訓內容，匯總并分析學生成績等。
1.2綜合型
綜合型內容由化工實訓基地的多套化工實驗裝置組成，如圖 1所示，這些實驗裝置的操作幫助學生樹立工程實踐概念，使其在完成化工產品的生產操作的同時在化工過程基本原理和化工實踐之間建立起緊密聯系。例如，在“化工生產工藝流程優化實驗裝置”的實訓過程中，要求學生通過仿真DCS控制系統進行生產操作，由原料乙烯、氧氣及冰醋酸經過換熱器預熱，在氣固相管式反應器中反應生成產品醋酸乙烯酯，粗產品經過水洗釜、氣液分離器分離后進入精餾塔進行精餾，得到的純醋酸乙烯酯在聚合反應釜中發生聚合反應得到聚醋酸乙烯酯。該項目要求學生在掌握“三傳一反”基本原理基礎上，學會熟練操作并完成各項工藝參數的控制。該項目的實訓操作不僅使學生理解了氣固相催化反應器、氣液分離器、醋酸乙烯酯精餾塔及聚合釜等化工單元設備的基本原理，而且可以培養學生的工程實踐能力，實現基本理論與工程實踐的結合。
科研創新型主要是在化工設計和科研方面。化工設計型按照CDIO的工程理念及教育模式要求，將本科生第6學期的化工原理課程設計、第7學期的專業課程設計及畢業設計環節整合到一起，由點到面，從局部到整體，對學生的分析和解決問題能力、創新意識和團隊意識進一步訓練。例如“丙烯腈合成工段設計”題目中，在化工原理課程設計中，要求學生在掌握化工過程基本原理后，根據老師給定的設計任務完成氨中和塔、空氣飽和塔或反應器等某一化工單元的設計計算，而在專業課程設計中，要求學生在完成某一化工單元的設計任務基礎上完成丙烯腈合成工段的初步設計與計算及工藝流程圖的繪制，在畢業設計時候，則要求學生在專業課程設計基礎上進行完整的工藝設計，包括主要設備的工藝計算、工藝設備、原料消耗、能耗表、排出物表及帶控制點的工藝流程圖等。
科研型是鼓勵學生自主創新，積極參加創新與設計競賽等。例如，學生在教師的指導與帶領下，完成了“基于Aspen plus的聚醋酸乙烯酯生產工藝流程仿真及優化”和“平推流與全混流反應器系統仿真”等創新項目，并在由中國化工學會、中國化工教育協會、教育部高等學校化工類專業教學指導委員會主辦的第九屆全國大學生化工設計競賽中榮獲全國二等獎、華北賽區一等獎的優異成績。
2基于CDIO模式的化工實踐教學體系改革與實踐2.1改革實訓內容，培養學生工程實踐能力
1）課堂教學引入討論環節，培養學生工程分析能力。 按照CDIO的教育理念，課程的教學過程應圍繞著設計項目展開。在化學反應工程教學實踐過程中，分別針對課程重點內容“均相反應過程”和“氣固催化反應工程”燒擄才帕肆醬翁致劭危由教師指定兩章的討論選題內容。例如，針對“氣固催化反應工程”中的難點“固定床反應器計算”，要求學生在擬均相模型求解算法和Aspen Plus反應器計算中選題，學生在討論課前需進行相關文獻資料的查閱整理，討論完后由小組派出代表進行主題發言，其他同學討論主題發言同學的意見，最后由教師進行總結。討論課使學生的綜合能力、創新能力及團結協作能力都得到了加強和鍛煉。
2）采用3D虛擬現實仿真，提高學生學習興趣。CDIO的教育理念倡導“做中學”的教學方法，讓學生在知識的學習和應用之間形成良性互動。3D虛擬現實仿真技術[4]營造了“自主學習”的環境，學習者可以通過自身與信息環境的相互作用獲得知識與技能。在化學反應工程教學實踐中[5]，使用了“苯胺生產3D虛擬仿真軟件”等仿真系統。如圖2所示，學生在掌握了苯胺生產的工藝流程及流化床反應器的內部結構基礎上，在3D虛擬生產環境中貼近真實地體驗實際操作的感受，在激發了濃厚學習興趣的同時更深刻理解了所學的專業知識，提高了學生分析和解決生產操作中各種問題的能力。
2.2采用項目式教學，培養學生工程設計創新能力和團隊協作能力CDIO倡導“基于項目的教育與學習”。在化學反應工程教學實踐過程中引入了Aspen Plus工藝軟件進行三級項目設計[5]。項目要求學生結合實際問題從Aspen Plus反應器模塊中進行選題，學生要采用類似討論課的方式分組完成反應器的選型及計算模塊選擇、物性方法及參數的設定、計算過程和結果輸出、項目報告及答辯等工作，以答辯的形式進行驗收。
三級項目的實施為后續的專業課程設計和畢業設計等實踐環節打下了良好的基礎，學生通過對反應器模塊設計的熟練運用，掌握了分析和設計化工過程的基本技能，同時也加深了對反應器設計基礎知識的理解。例如，在“乙烯法生產聚醋酸乙烯酯工藝設計”畢業設計題目中，學生按設計任務對氣固相催化反應器、油水分離器、醋酸乙烯酯產品精餾塔、水洗釜及聚合釜等化工生產單元進行分析，在完成設計計算后通過操作“化工生產工藝流程優化實驗裝置”來驗證計算結果。此類項目設計與實施是對學生的工程設計能力和團隊協作能力的進一步提高。
2.3利用化工實踐教學平臺，培養學生工程實踐能力CDIO的含義為構思―設計―實現―運作[6]。將這一理論應用到化工實踐過程上，就是化工過程的合成、設計、分析、評估和實現。利用圖 1所示的綜合型化工實訓裝置，選擇具有實際應用背景的產品開發項目，企業工程技術人員和校內教師作為指導教師相互協作，指導學生組成團隊合作完成設計案例。例如，在“聚乙烯醇合成工段工藝”設計題目案例中，以“化工生產工藝流程優化實驗裝置”為基礎進行二次開發，利用Aspen Plus工藝軟件設計了以聚醋酸乙烯酯為原料合成聚乙烯醇的工藝方案，初步完成了聚乙烯醇合成工段工藝設計計算、主要設備計算選型及工藝流程優化等工作。
2.4成績評價體系的改革
在化學反應工程教學實踐中，按照CDIO的教育理念，建立了一套完整實踐考核體系[5]，依據全程監控的理念從7個方面進行考核，見表 1。其中，討論課、仿真操作及項目設計是考核的主要內容，學生在鞏固反應器基本知識的基礎上，又熟悉了應用Aspen Plus軟件進行反應器設計的基本內容，并通過平推流和全混流反應器的實驗操作做到了理論和實踐的結合，真正實現了“做中學”。期末的閉卷考試只占總成績的50%，閉卷考試分值的弱化也避免了以往學生考試突擊及作弊的現象。
2.5加強校企合作，突出教師工程素質培養
校企合作及企業的參與是真正實現CDIO 工程教育模式的關鍵途徑。全方位的校企合作不僅可以實現化工專業實踐與科學研究、工程實際及社會應用的有機結合，而且對教師的工程素質的提高有很大幫助。學校和秦皇島華瀛磷酸有限公司及中國阿拉伯化肥有限公司建立了長期的合作關系，積極推進校企共建平臺建設，利用學校現有的科研平臺及信息資源等主動服務于企業，幫助企業解決實際問題，加大企業參c高校人才培養的步伐，并由企業工程技術人員和校內教師共同指導學生來完成項目案例，保障實踐教學的實施。
表1化學反應工程教學實踐成績評價
序號內容比例%考核方式1出勤5簽到2作業5作業內容及完成情況3討論10分組答辯、報告及PPT4仿真操作10仿真在線測試5項目設計10分組答辯、報告及PPT6實驗10分組操作表現及實驗報告7期末考試50閉卷考試3結束語
基于CDIO教育理念的化工實踐教學體系，在實踐教學的過程中效果明顯，提高了化工專業的教學質量，培養和鍛煉了學生的工程創新能力和團隊意識。結合學校的人才培養和教學理念，在化工實踐教學體系構建與實踐過程中，不斷深化CDIO工程教育改革，繼續構思與設計以構建實施新的人才培養方案。
參考文獻
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Construction and exploration of chemical engineering practice system
teaching based on the concept of CDIO education
Li Jianjun，Zhang Yongqiang
（College of Environmental and Chemical Engineering，Yanshan University， Qinhuangdao 066004，China）
關鍵詞：化工工藝設計；安全問題；控制分析
化工工藝設計是保證化工生產順利進行的重要基礎，為保證化工工藝設計的安全性，降低化工生產中的安全隱患，應當結合現代化工生產及工藝所需加以全面分析，不斷優化化工工藝設計，針對化工工藝設計中存在的安全問題，采取科學化的安全控制措施，在保證化工生產安全順利進行且化工a品質量可靠的基礎上，盡可能減少化工生產所導致的安全問題，推進化工產業的經濟效益與社會效益協調發展。
1 化工工藝設計基本特點
化工設備投資大，物料管道復雜。為確保化工工藝設計能夠在短時間內實現工業化，應當充分考慮化工工藝設計中物料的特殊性，結合化工工藝設計周期加以全面分析，爭取早日順利投產。此種情況下，大部分化工企業采取邊開發邊設計的方式，以降低化工產品建設周期，但此種方式往往存在較大的安全隱患。化工工藝設計具有一定復雜性，涉及多項專業技術，需要大量專業技術人員參與其中。化工工藝設計具有一定系統性，包含化學工藝知識、機械設備知識以及安全工程等多項內容，需要各個專業技術人員和設計人員通力合作、密切配合，從而全面提高化工工藝設計的合理性和科學性。
2 化工工藝設計中的安全問題
2.1 化工反應裝置方面的安全問題
化工生產的重點在于物料間的化學反應，在反應的過程中會產生大量的氣體和熱量，如果反應裝置不夠合理和科學，必然會給生產留下隱患，因此在進行反應裝置的設計時，必須要經過科學嚴謹的計算與分析。化工工藝設計的基礎是化學反應的反應速度和熱效應。只有有效控制物料的反應過程才能確保化工生產的順利進行，對生產中的物料添加速度、溫度等環節進行有效控制。在化工生產中，反應釜內經常會因為壓力和溫度過高而出現形變，給化工生產帶來巨大的危險，所以要在反應釜上配套相應的泄壓裝置，提高反應釜的安全性和穩定性。
2.2 管道方面的安全問題
化工生產中很多高危物料的進料都是依靠管道來完成的。所以管道的設計要安全合理，不能有任何的漏洞或缺陷，以免出現危險品的泄漏，這既會影響化工生產，更會給環境和人身安全帶來巨大的損害。所以，在進行管道的設計時，要全方位的考量各方面因素的影響，將管道滲漏的可能性降至最小。因為管道的連接口及彎頭位置是最可能發生滲漏的位置，所起要對其特別重視，選用科學和合理的彎頭及接頭配置，降低滲漏的幾率。同時，還要注意其它影響管道順利運營的情況出現，如柱塞流等的發生。
2.3 化工原料的安全問題
許多化工原料存在必然的危險性：有的有毒，有的自燃，有些特定的化工原料放在一起會發生反應，有的反應可能伴隨爆炸等安全隱患。
3 化工工藝設計安全控制對策
3.1 化工工藝中反應設備的安全控制
化工工藝實施中往往伴隨著大量物理化學反應，相應的也存在較多安全隱患。并且，化學反應的順利進行，需要環境溫度、壓力、反應物用量等多方面因素的配合，由于許多因素存在不確定性，致使相關操作人員難以掌握其準確的反應進程與狀況，從而埋下了安全隱患。另外，化學反應設備的性能，在一定程度上也影響著化工工藝的安全性。因此，進行化工工藝設計時，也應考慮到反應設備方面因素。在化工工藝安全性控制上，整體流程為：先確定化學反應所需物料的用量，以此來準確掌握化學反應進程；再進行化學反應參數的嚴格控制，以防止反應過程中出現設備超負荷、超壓運作狀況，造成設備失靈，進而引發安全問題；對完成化學反應后形成的污染物質或廢棄物進行妥善處理，對還存在一定價值的副產品，通過深加工實現有效利用。
3.2 加強原料的安全控制
化工原料大多具有一定的危險性，一旦出現管道泄漏，必然給自然環境和化工廠帶來巨大的損害，甚至是生命危險。所以，在對輸送管道進行設計時，要充分考慮管道運輸的實際情況及相關要求，如管道的管徑、材質、輸送介質等，要充分關注管道的彎頭及各連接位置處的設計，這些位置是管道環節中易出問題的部位。管道的安裝一定要穩定牢固，與管道所在區域的墻面、管廊或地面穩穩連接。
3.3 合理控制化工工藝路線
化工工藝設計是由多條工藝線路共同構成的，每條線路都十分重要，因此在完成設計時要優先挑選最安全和穩定的化工設計，降低整體設計的危險性。影響化工生產的因素有材料、設備和生產條件，要充分對這些因素進行分析和衡量，優先選擇低危害或者無危害的原材料，優化生產工藝，有效緩解生產過程中的高壓或高溫影響。并配置先進的污染處理設施，降低廢氣、廢液和廢渣的污染影響，將其對自然的污染降到最低。
3.4 采用先進的電子信息技術提高安全控制系統水平
化工工藝的工序復雜繁多，必須注重對每個工藝環節的控制和管理，嚴格控制施工過程中的各相關參數，通過引進集散控制系統，即DCS系統，通過計算機系統實現對工藝流程參數的控制和調整，從而提高工藝的質量與穩定。ESD系統，即緊急停車系統，它與主控制系統相互獨立，它主要負責工藝生產中的安全生產控制，一旦發生安全事故，可以迅速對其作出預警，并采取相關的控制調整措施。
4 結語
綜上所述，在我國的化工工業中，工藝設計還存在很多的安全問題，要想盡可能的把安全隱患排除，要慎重選擇化工原料，工藝路線也要適當，特別是反應裝置的設計，要可以很好地控制反應進程，而且可以有效防范反應經過中可能會伴隨的反應失控問題。要想推動化工工藝設計良性發展，則要更多的考慮環境原因，而且科學有效運用反應的產物。
參考文獻
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