时间：2023-06-14 16:18:58
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学反应流程，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】化工工艺 工艺设计 安全危险 预防措施 分析探究
新形势下，随着人们在日常生产中安全防范意识的不断提高，以及对生产工艺设计的研究不断深入，促使人们对于化工工艺设计中存在的安全危险问题给予了越来越多的关注和重视。受化工行业本身的特殊性影响，化工行业在安全危险的问题上要求极为严格，需要化工企业人员在日常生产的管理和操作上，提高对安全危险的识别和控制能力。为此，本文主要从化工工艺设计涉及的一些内容和知识点加以讨论，帮助化工企业人员识别和控制化工工艺设计中存在的安全危险问题。现具体分析如下。
1 化工工艺设计的概述及特点
化工工艺设计，主要是指在设备、管道、泵阀、仪表和自动化等方面的配置，以及工艺流程的设计等。在整个化工工艺设计的过程中，为了确保化工生产的安全可靠和高效运行，需要熟悉掌握化工生产的原则和精神，并在此基础上，根据化工规范中对物品的危险程度等级的划分，确定不同危险等级的物品的防火间距、防爆等级等，从而为我们在选用设备与仪表、操作方式、消防器材等方面提供了安全保障。
一般来说，化工工艺设计的特点主要包括设计基础资料不完整、工艺流程独特、工作量大以及规模大小不一等几个方面，设计基础资料不完整，体现在化工工艺设计的资料未经检验完善，数据缺乏足够的可靠性和完整性；工艺流程独特，主要是由于化工装置及设备的多样化和规格特殊化所导致；工作量大，则是从整个化工工艺设计来看的，化工企业的总体投资大、设备多、管道多，增加了化工工艺设计的工作负担。同时，规模大小不一，则表现在测试工程数据的化工装置规模不一。
2 化工工艺设计中安全危险问题的识别及控制
2.1 工艺物料方面
通常在化工工艺生产过程中，原料、材料、半成品和副产品，以及贮运物质都是以气态、液态和固态存在的，具有相应的物理、化学性质和危险危害。需要化工企业人员加强对这些危险特性的辨识、分析和评价。分别从化工工艺的各类物质的性质、稳定性、化学反应活性，以及爆炸特性、健康危害等加以识别和控制。
2.2 工艺路线方面
一般来说，在选择化工工艺的路线时，应该从化工物质的安全危险出发考虑，尽可能采用无害、低危险性的物料，缓和化工工艺过程的苛刻程度，可以通过采用化学反应物催化剂，稀释或缓和各类危险物料。或是采用各种高新的化工技术、设备及工艺，取消或缩小中间贮罐，一定程度上减少危险介质的藏量。此外，通过采用污水回收、生产废料和助剂回收等方式，对于实现化工工艺的节能降耗，有着极为重要的作用。
2.3 化学反应装置方面
2.3.1化学反应器选型要求
化学反应器，若以进出物料的情况划分，主要有间歇式化学反应器和连续式化学反应器两大类。若以物料流程划分，则可以分为单程化学反应器和循环化学反应器等两种。若是从化学反应器的结构来看，则有釜式、管式、塔式和固定床，以及流化床等几种。
通常情况下，构成化学反应器的装置设备特性，以及工艺流程决定了化学反应装置的整体特性。在化学反应器的选型过程中，应该注重工艺的适应性和安全性问题，并从化工工艺的操作和操作出发，确定型号形式。
2.3.2化学反应设备材质
考虑到工艺流体、流速、流体反应特性以及腐蚀特性等因素对化工工艺设计的影响，在化学反应设备材质的使用时，应该注重设备的耐腐蚀性、强度、可焊性以及机械加工性等方面，同时，对于可能影响化学反应温度的杂质要加以重视，以免化学反应速度受到影响，导致化学反应的不稳定性和一系列危险问题。此外，部分测温测压类的污染物甚至会起到类似催化剂的作用，进而引发不必要的化学反应，需要化工企业慎重考虑。
2.3.3化学反应条件控制
在化学反应条件控制上，为最大限度避免出现失控反应，可以通过外循环冷却器、多段反应等方式，加强化学反应的控制。或是采取通入低温介质的方式，帮助化学反应器降温。也可采用向化学反应器输入易挥发的液体的形式，利用液体挥发来吸收热量。
2.3.4化学反应设备结构
通常情况下，为了确保化学反应装置的安全可靠，在化学反应装置的设备结构，尤其是高压容器设备，不但要求具备足够的结构强度，还需要保证设备的严密条件好，以免大量介质泄漏引起火灾、中毒等危险问题。
2.4 管道及阀门方面
管道往往用于输送易燃、易爆、腐蚀以及具有毒性的物料，在管道设计时，应从材料选择、管道布置、振动以及应力分析等几个方面综合考虑，以免发生泄露。需要化工企业熟悉了解整个化工工艺流程，重视管道系统在化工工艺流程中的作用，包括操作条件、介质物化特性以及腐蚀情况等方面的要求。阀门一般用于调节介质的流通和压力系统，具有切断或接通介质、控制流通、改变流量、以防介质回流等显著功能。在化工工艺设计中，阀门的设计必须符合安全生产及检修。
2.5 电气设计方面
在电气设计中，应该在确定当地是否属于爆炸以及火灾等危险环境，并根据火灾和爆炸的危险程度不同，最大限度避免电气设备、电气线路等因为设计不当而发生爆炸事故。
2.6 整体化工园区方面
从现阶段我国化工园区的设计特点及监管能力来看，大多存在着不同程度上的滞后现象。为此，要减少和预防化工工艺设计中的安全危险问题，化工企业可以通过设立统一的安全监测和管理部门，创建完整性的安全生产标准，并形成以“政府为主导、社会为中介、企业一体化”的综合管理体系，通过三方连带责任追究机制，将安全危险有效控制在最小范围。
参考文献
[1] 朱晓东.浅析化工工艺设计中安全危险的问题[J].化学工程与装备，2011，11，（06）
[2] 李跃云，董喜红.浅析化工工艺设计中安全危险的识别与控制[J].黑龙江科技信息，2010，10，（09）
[3] 杜维君，孙迎春，任欢.试论化工设计之中安全危险的识别及其控制手段[J].化工管理，2013，03，（08）
关键字：工艺流程题；能力立意；高考化学
文章编号： 1005–6629(2012)6–0061–03 中图分类号： G633.8 文献标识码： B
自2004年，广东省作为高中课改的先行省份，每年均有工艺流程题出现。而这种题型也成为了广东省高考方案（2010年开始实施新调整方案）调整后难度系数最小（最难）的试题（见表1和表2）。
相的除杂已了然于胸。而像本题形成三相除杂学生不太熟悉，故而答题时出现错误较多。试题的（1）、（4）、（5）与工艺流程非密切相关，即它们单独成题时考生即可作答，这就告诉考生一个重要信息，工艺流程题中的部分试题不看工艺流程也可作答得分；试题的（2）、（3）只要突破与工艺流程密切相关的核心化学反应，学会对工艺流程进行整体解读，答案也会跃然纸上。
5.2 工艺流程题的一般解题策略
（1）“工艺流程的考查模式”（如图2所示）是解答工艺流程题的一般范式，具有一定的普遍意义。
（2）与工艺流程密切相关的核心化学反应是解答工艺流程题的关键。陌生化学方程式的书写遵循原子守恒和电子得失守恒原理。抓住了工艺流程题的核心化学反应，就抓住了解答工艺流程题的牛鼻子。
（3）与工艺流程非密切相关的设问中下层学生均可作答。工艺流程题中的设问常常是非相关设问在前，密切相关设问在后，且交替设问。这就告诉考生工艺流程题中的某些设问不看流程完全可以答题得分，因此，大可不必被复杂的工艺流程题所吓倒。
（4）物质的分离和提纯可概括为两相分离和三相分离。只要条件允许，这两种分离方式在一定的环境中会得到充分利用。
5.3 求解工艺流程题学生应具备的知识与技能
关键词： 广东高考化学实验题 呈现方式 教学启示
自高中化学新课程实施以来，化学实验题在高考化学卷中占有重要位置（在30%—40%之间），故此有“得实验者得天下”一说，因此能够做好实验题成为化学得高分的一个关键因素。高考化学实验题主要考查考生处理化学信息和分析解决问题的能力。
一、高考化学实验题呈现方式
2012年广东高考化学考试题的设计比较合理，体现了新课改的基础性、选择性、综合性、时代性特点。高考化学卷在内容上主要涉及四大主题：（1）基本概念、原理；（2）常见无机物及其应用；（3）常见有机物及其应用；（4）化学实验。今年广东高考化学实验主要从以下几个方面进行了考查：基础实验原理考查题如第9题（6分）；第30题（4）（5）（6分）；实验解析能力与其他化学原理结合考查题如第31题、第32题、第33题。
1.实验基本操作的考查。
在高考化学试题中，各种题型的变换以基本实验为基础，主要包括常见实验仪器的规格及其使用组装，气体的净化和干燥，集气装置，气密性检查，尾气吸收装置，加热操作及实验安全操作，等等。
如：9.下列实验能达到目的是（ ）。
A.用溴水鉴别苯和正己烷
B.用BaCl溶液鉴别SO与SO
C.用浓HNO与Cu反应制备NO
D.将混有HCl的Cl通入饱和NaHCO溶液中除去HCl
此题考查内容是检查学生对基础实验的掌握程度。四个选项分别对课本中的的基础实验现象、化学反应知识进行了考查。A溴水与两者均发生萃取，溶液分层，溴水层褪色。B.BaCl溶液SO与SO两者均生成沉淀。D.HCl和Cl均可与NaHCO溶液反应生成CO气体继而引入新杂质。
同样，在第30题的（4）中，题目提示有两种物质能够发生银镜反应，考生由此可以推断出此化合物是有四个碳的醛类。银镜反应是化学实验中典型实验现象的反应。以上两个题目虽在综合题目之中出现，但在考查领域上仍然是课本中的基本实验原理。因此，教师在复习过程中必须引导学生重视课本中的基础实验，吃透课本才能有更大的提高空间。
2.分析实验结果、处理实验数据能力的考查。
在高考化学试题考查实验能力的题目中，对实验结果的分析，一般要求考生分析实验的关键细节及产生的误差，等等。实验结果的处理，既可能直接报告数据，又可能从有关数据中归纳出定量的计算公式，绘制出一定的变化曲线。
如:31.碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50mol?LKI、0.2%淀粉溶液、0.20mol?LKSO、0.10mol?LNaSO等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
题目考查了学生对化学反应速度影响因素的掌握及对盖斯定律的认识程度。（1）要使淀粉变蓝，即需要耗尽SO，根据题目给出的化学方程式，即可得知答案；（2）要探究反应物浓度对反应速度的影响；（3）化学反应速度的影响因素；（4）考查盖斯定律的应用。
3.强调实验技能的考查。
目前化学实验试题仍然以强调实验技能的信息为主要考查方式，这类考题是拉开分数差距的题型。近年来这类题目主要的呈现方式是通过化学符号，仪器、药品、实验装置图、实验步骤、化学反应的社会应用、反应的流程图及相关的实验现象来表述。
如第32题是一道工艺流程题，考查了化学平衡、勒夏特列原理。一般工艺流程题目多会给出相关的化学反应及工艺流程，进而考查学生对实验掌握的能力与素质，化学方程式或工艺流程没有见过，可是万变不离其宗，掌握了实验的原理，一切都会迎刃而解。如第33题（苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸）是一道有机实验设计与探究题，此题旨在对考生进行实验探究能力和信息加工处理能力的考查。本题的出发点是化学科学能帮助人们改造物质并更好地应用物质，此题以常见的有机化合物知识为载体对化学反应式、科学探究的策略、方法及利用与创新意识等方面进行考查。
二、广东高考化学试题中实验题的发展趋势
1.以考查考生能力为重点。
从近年化学高考题的题型可以看出，命题者愈来愈注重考生对化学实验的理解能力、获取信息能力、实验与探究能力和综合运用能力的考查，尤其是实验的解析及实验数据处理能力已经成为考查考生的重点部分。
如：2004年全国卷的第28题；2005广东卷第20题；2006广东卷第21题；2007年北京卷第26题；2008年重庆卷第8题；2008年广东卷第20题；2009年广东卷第20题；2010年广东卷第31题，计算平衡常数；2011年广东卷第33题，测定Ba（OH）?8HO的含量。
2.突出对化学实验主干知识的考查。
化学基本实验操作、实验原理、实验装置、实验现象依然是历年高考化学实验命题的重点出题范围，试题围绕着化学实验的主干知识作进行命题，因此考生应注重对基本实验的复习，尤其是教材中关于萃取、分液、过滤、蒸发等实验操作，托盘天平、容量瓶及滴定管的使用方法，装置气密性检查等的复习。
一、明确守恒思想应用原则，更新解题理念
从理论上来讲，物质守恒定律是世界万物存在的重要定律.而守恒思想在化学中的体现主要表现为化学反应物在化学反应前后可以依旧保持元素种类以及总质量的守恒，以此为依据构建化学反应等式.在传统的化学问题求解过程中，大多数学生本能地根据题干信息挖掘可以构成等式的参数关系，但是在某些复杂的化学问题中，所包含的重要化学信息都隐藏在题干信息中，所以单纯地借助传统的解题思想无法得到问题的答案.为了确保学生准确地应用守恒思想求解相应的化学题目，教师要引导学生明确该种解题法的应用步骤，以便借助守恒思想的合理应用提高学生的解题效果.
二、巧用守恒思想，提高解题效果
守恒思想在化学解题中的应用包含多种形式.除了质量守恒之外，还包括元素守恒、电子守恒等，且不同守恒形式适合不同题目的求解需求.
1.质量守恒思想的合理应用
质量守恒思想是指，在化学反应前后的过程中反应物的总质量与剩余反应物和生成物的质量总和保持一致.借助这种质量关系构建相应的方程，能达到求解有关化学问题的目的.
例1已知某暴露在空气中的氢氧化钾固体经检测后得知，固体中的碳酸钾和水所占比例分别为7.2%和2.8%.在50mL盐酸溶液（3mol/L）中加入1g该实验样品，并得知用了30.8mL的氢氧化钾溶液（1.07mol/L）中和反应剩余的盐酸，则中和后溶液在蒸干后剩余固体的质量为（）.
A.6gB.4.5gC.11.175gD.8.45g
解析：这是一道典型的化学反应习题.如果按照题干信息所述的化学反应流程分别进行求解，那么不仅计算步骤烦琐，而且可能会因中间的某步错误求解而影响最终计算结果的准确性.此时可以引入质量守恒思想.借助题干信息可知，最终的固体产物为氯化钾，且相应的氯元素全部来自于盐酸.根据氯元素质量守恒，即可求得最终的固体产物质量为：0.15mol×74.5g/mol=11.175g.答案为C.
2.电子守恒思想的合理应用
电子守恒法主要适用于求解氧化还原反应中得失电子的反应题，其主要是指化学反应物失去电子的总数与得到电子的总数保持一致，借此列出相应关系的方程，进而达到求解问题的目的.
例2在煮沸条件下进行Fe2（SO4）3和50.0mL羟胺酸性溶液（mol/L）的全面反应，得知反应物中的二价铁离子恰好与酸性高锰酸钾溶液（0.04mol/L）50.0mL发生氧化反应，则羟胺的氧化产物为（）.
A.NO2B.N2OC.NOD.N2
解析：羟胺同三价铁离子发生氧化反应，二价铁离子和酸性高锰酸钾发生氧化反应，所以羟胺所失去的电子最终全部被高锰酸钾所获取.由此可知，羟胺酸的N为-1价，加入其相应的氧化产物N为x价，那么由电子守恒可知：[x-（-1）]×50.00mL×0.10mol/L=（7-2）×50.00mL×0.04mol/L，求得x=1.答案为B.
3.元素守恒思想的合理用
元素守恒法是指，化学反应物中的各种元素种类及数量在反应前后的总量保持一致，只是元素的融合方式可能有所改变.借助元素守恒思想，可以根据元素反应前后总量保持一致列出求解问题的方程.
例3将4.2g过氧化钠和铝的混合物放置于足量的水中，待反应完全，且无多余固体时，再向其中加入100.00mL盐酸（4mol/L）.求反应沉淀物在恰好消失时，原混合物中过氧化钠的质量.
关键词：计算机软件技术；化工设计；具体应用
1化工设计对化工企业生产发展的重要性
1.1是化工产品生产的重要基础
化工设计的主要内容就包括对化工生产中的各类化学反应进行模拟实验，以此为基础对相应的化工生产工艺和生产流程进行架构和重组，分析化工生产中有可能出现的问题和变量，结合实际的化工工程项目来指导后续的化工生产布局调整、原料资金投入、化工设备采购等工作。由此不难看出，在化工工程项目中化工设计是化工企业需要生产发展的最为重要的基础，只有完善化工设计方案，提高化工设计质量，增强化工设计的有效性才能真正的发挥化工设计的规划和指导作用。
1.2是完善化工企业生产流程的重要保障
化工企业在安排相关设计人员和技术人员进行化工设计时，主要就是围绕优化化工生产流程这个中心来展开的，要想提高化工生产效率和质量，减少化工生产过程中不必要的损耗，降低化工安全事故的发生几率，就必须要从工艺流程和生产控制流程这两个方面入手，不断地完善化工设计方案。首先从生产工艺流程上来讲，设计人员要根据一定的模拟和分析结果对所运用到的化学反应和化学原理有基本的了解，以此为基础对化工原料的基本用量和品种、化工生产中的环境因素、大致需要的生产规模等生产项进行综合评价，从而最大限度的控制生产工艺流程中的变量因素，提升生产工艺水平。其次从生产控制流程方面来讲，通过科学合理的化工设计，可以对生产中所需要使用到的相关设备和自动化控制平台进行基础架构，进一步提升化工生产的信息化水平。
2基于计算机软件技术的化工设计特点
2.1便利性
将计算机软件技术应用于化工设计环节，最大的优点就在于提升了化工企业生产的便利性。化工设计作为化工生产的基础，在化工设计环节需要到有关化学反应和工艺流程设计等的相关问题，通过利用计算机软件技术可以为上述工作提供很好的辅助工具，比如在进行公益流程设计时，设计人员就可以借助相应的计算机绘图软件对生产流程图进行及时地修改，改变了过去传统的手绘制图的方法，这就给化工设计人员提供了极大的便利，简化了其工作流程。
2.2精准性
在化工设计环节运用计算机软件技术还能够极大的提升化工设计的精准性。在进行化工设计时往往需要涉及到一些化工生产信息数据，主要就包括化学反应的频率和次数、化学原料的用量，甚至是包括生产车间各设备的尺寸和比例，这些都需要在化工设计环节进行了精确的展示。借助于计算机软件的高效数据处理功能，可以尽可能地减少化学生产中的数据误差，同时利用计算机软件中的3D模拟技术，可以直接对化工生产环节厂房、设备、工艺线路等进行更为正确的设计，可以参考化工工程师的意见对相应的比例和尺寸等进行及时的修改和调整，也就大大减少了生产流程中有可能存在的失误，提高了化工生产的质量和水平。
3计算机软件技术在化工设计环节的具体应用分析
3.1在数据处理与计算中的应用
在化工设计环节中，最基础的一步就是要对加工生产中的各项信息和数据进行收集与整理。在化工生产中，由于所使用的各类化学原料都具有极强的不稳定性，无论是在模拟反应环节还是实际生产环节都有可能会受到不同因素或变量的影响，这就导致了每一次的化学生产分析与模拟数据不可能完全一致，而在进行化工设计时，必须要依赖于这些模拟数据来尽可能的减少设计误差。这就需要利用相应的计算机软件技术，对每一次化学反应中使用到的原料、反应环境、反应温度、容器、压力等进行实时监测，这样可以将化工生产中涉及到的各类因素控制在一个大致的数据范围内，提取重要的信息参数，结合模拟历史数据给出最为准确的数据处理结果，从而有效的提升化工设计的质量水平。
3.2在设计构图中的应用
化工设计的方案最终是以设计图的形式展现出来的，随着我国化工生产水平的提高，化工设计图不再只针对化工生产流程工艺这一方面，同时也增加了生产车间管道设计图、自动化控制系统图等，这在体现化工设计完整性的同时，也对化工设计绘图方式提出了更高的要求。传统的二维线条式绘图设计显然已经不能满足当前的化工生产需求，这就需要借助于计算机绘图软件，一般在化工设计中常用CAD制图软件来进行辅助绘图。通过对这一软件的应用，可以将设计图以三维立体的模式呈现，给人更加清晰直观的视觉体验，同时CAD制图软件还具备强大的工具箱，可以做到在不影响全局比例的基础上进行细化调整，并且这一软件操作方便，也不局限使用权限和终端，设计人员就可以实现动态化的绘图调整，从而提高化工设计制图的准确性和有效性。
3.3在模拟试验环节的应用
模拟试验同样是化工设计环节的重中之重，通过对化工生产仿真环境的模拟，对生产过程中所发生的化学反应进行有效的控制是进行化工生产的重要前提。以往的化工模拟试验工作都是在模拟实验室进行，需要耗费大量的人力和物力投入到前期实验环节，而通过运用计算机软件技术，可以实现虚拟化的实验流程模拟，有利于降低化工生产企业生产成本。同时通过相应的计算机软件技术对实验过程和实验结果进行优化分析，可以进一步强化模拟实验的预测准确性和真实性，通过不断地调整整个化学实验中各反映元素的具体参数和化工生产设备的转化率，可以为后续正式投入化工生产提供稳定可靠的数据参考。
关键词：科学素养；有效理论；过渡状态理论
高中化学必修课程是在义务教育化学课程的基础上为全体高中生开设的课程.旨在促进学生的全面发展，进一步提高学生未来发展所需要的科学素养；同时为学生学习化学选修课程及相关学科课程奠定基础.因此，在高中化学必修课程的教学中要注意以下几个问题.
一、加强初高中化学的衔接
高中化学必修课程是在义务教育化学课程的基础上为全体高中生开设的课程，高中化学必修课程与初中化学的联系十分密切.在中学化学必修课程的教学中，应加强初高中化学的衔接.例如，在进行酸性氧化物和碱性氧化物的教学时，首先引导学生复习氧化物的概念，让学生书写CaO与盐酸，CO2与氢氧化钙反应的化学方程式，在此基础上归纳出酸性氧化物和碱性氧化物的概念，最后让学生通过书写二氧化硫与氢氧化钠溶液、氧化镁与硫酸溶液反应的化学方程式进行巩固.再如，在进行氧化还原反应的教学时首先引导学生复习化合价的有关知识，分析反应2Na+Cl2=2NaCl中元素化合价的变化，在此基础上归纳出氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应的概念，再用双线桥表示该反应中电子转移的方向和数目，最后指导学生完成课本P45“问题解决”进行巩固.
二、正确处理必修和选修的关系
高中化学课程包括必修和选修两部分，必修课程仅是高中化学课程整体中的一部分，因此，在内容的处理上要严格控制知识的深广度，不要一步到位.例如，关于氧化还原反应的教学，在化学1专题1第一单元中仅要求学生能从化合价变化的角度来判断氧化还原反应和非氧化还原反应.在化学1专题2第一单元中则要求学生从电子转移的角度认识氧化还原反应的本质，能分析简单的氧化还原反应，指出氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应，并能用双线桥表示电子转移的方向和数目.再如，关于化学反应速率的教学，在化学2中主要是通过实验让学生认识到化学反应有快有慢，知道浓度、压强、温度、催化剂等外界条件对化学反应进行快慢的影响结果，了解控制反应条件在生活、生产和科学研究中的重要作用.在化学反应原理模块中主要学习化学反应速率的定量表示方法，化学反应速率的测定，理解浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响，并能用有效理论、过渡状态理论进行解释.
三、创造性地使用教材
在中学化学必修课程的教学过程中教师要根据学生的实际情况对教材的内容进行适当的调整.例如，化学1专题3第一单元从铝土矿到铝合金，编者的意图是让学生通过探究从铝土矿制备铝的工艺流程，总结出铝的氧化物及氢氧化物的两性，培养学生通过实验发现问题，分析问题和解决问题的能力.但对于我们学校的学生来说，难度太大.于是我们调整了教学顺序，先学习了氧化铝及氢氧化铝的性质，再学习从铝土矿制备铝的工艺流程，这样不但降低了学习的难度，而且加深了对从铝土矿制备铝的工艺流程的理解.
四、有效使用多样化的教学方式
常见的教学方式有直观教学、实验探究、交流讨论、资料查阅、多媒体的应用等多种.教师要根据具体的教学内容、目标要求和学生的实际情况使用有效的教学方式进行教学.例如，在学习烃分子结构时，让学生亲自动手构建甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯等常见烃分子的球棍模型，通过单键的旋转，让学生观察分子中原子的共线、共面情况，这样不但降低了难度，而且加深了对烃分子结构的认识，培养了学生的空间想象能力.再如，在学习原电池时，我让学生利用所给实验仪器和用品探究原电池的工作原理.学生通过亲自动手做实验，不但知道通过原电池可以将化学能转化为电能以及这种转化在日常生活、工农业生产、科学技术等方面的实际应用，而且体验了探究的过程，强化了探究的意识，促进学习方式的转变，激发了学生的学习兴趣.再如，在学习氯气的生产原理时，通过播放多媒体课件，学生清楚看到通电前后阴阳离子在溶液中的运动、在电极上的放电及电子在导线中的流动情况，不但加深了对氯气生产原理的理解，而且培养了学生的观察能力及抽象思维能力.
五、正确评价学生的学业成就
高中化学必修课程倡导纸笔测验、学习档案评价和活动表现评价等多样化的评价方式，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都得到发展.在中学化学必修课程的教学中教师应根据具体的教学内容、目标要求和学生的实际情况，选择合理有效的评价方式，评价学生的学业成就，关注学生个性的发展，激励每一个学生走向成功.
总之，我们在进行高中化学必修课程的教学时，一定要根据课程标准的要求，结合学生的实际情况，创造性地进行教学，帮助学生实现由化学启蒙教育向化学基础教育的平稳过渡.
参考文献：
[1] 刘芳.提高教育教学质量的策略与方法，2001.
[2] 杨九俊，吴永军.学习方式的变革，2006.6
1.教材地位和内容分析
化学反应速率是化学反应条件确定的重要依据之一，作为动力学原理的重要组成部分，化学反应速率的学习和研究具有重要的理论价值和应用价值.在高中化学知识框架中，化学反应速率在必修Ⅱ和选修Ⅳ两个模块呈现，虽然具体的学习要求不同，但足见其在高中化学知识体系中的重要地位.从知识[JP3]内在构成来看，化学反应速率主要包括概念、计算及影响因素等.[JP]
2.当前教学研究存在的问题
在教学过程中，广大一线教师均有这样的体验：学生在单纯地学习化学反应速率概念、计算和影响因素时，普遍感觉比较轻松，但在运用反应速率知识辅助学习化学平衡原理时，原有的对化学反应速率的认识立即变得模糊，容易出现瞬间短路的现象.这样的现象其实反映了一个问题：化学反应速率的知识体系真像原本以为的那样容易被学生掌握吗？那么如何才能帮助学生克服这样的学习障碍呢？笔者以搭建学习支架的方式进行了有益的尝试.
二、理论依据
1.学习支架存在的理论基础
建构主义认为学习是新旧知识反复进行双向交互作用的进程，即对新知识意义的不断建构和对旧有知识意义的不断加以改造、重新组合的过程，也就是从同化到顺应，又由顺应到同化不断循环交替的过程.教学过程中，教师通过搭建学习支架能更好地帮助学生联系旧有的知识经验，展开组内组间合作交流，从而更有利于重新构建新知识.
2.学习支架的概念内涵
所谓支架指的是具有支撑作用的构架，学习支架即是在学生学习过程中对其学习具有支撑作用的辅助工具.确切地说，学习支架是一种旨在帮助学习者构建知识的概念框架，目的是将繁重复杂的学习任务简化分解，从而以便学习者更深入地理解问题.正因为这样，学习支架在各级各类学习中，都应该有着广泛的适用性，尤其是把支架搭建在学习者的最近发展区上，此时效果最佳.教师在搭建学习支架前，应努力创设情境，以期在激发学生学习兴趣的同时唤醒学生脑海中所有相关就知识的记忆，从而更准确地定位学生的最近发展区.同时应该让学生全程参与搭建学习支架、解决所有问题的全过程，既让他们体验获得知识的整个思维过程，又使他们自主搭建学习支架的能力得到发展和提升.
三、案例分析
下面我们就以选修Ⅳ化学反应速率为例，来具体谈一下如何搭建学习支架.
1.准备工作――学生最近发展区分析
学生通过必修II化学反应速率的学习己经初步定性接受了反应速率概念，知道反应速率是表征化学反应快慢的物理量，了解化学反应速率受温度、浓度、压强、催化剂等外部条件的影响，但对于这些外部条件影响反应速率的变化历程、影响效果等知之甚少.学生经过必修阶段元素化合物知识、氧化还原理论的学习储备初步具有了一些定量分析化学反应的经验，但还缺少定量分析化学反应速率的相关经验.学生通过部分演示实验、分组实验掌握了一些控制变量进行对比实验、探究实验的方法和技巧，使掌握定量测定化学反应速率、定量分析外部条件对反应速率的影响效果成为可能.
2.搭建认知支架，整合知识基础
个体学习活动常常受到个体所处的周围环境、文化背景的深刻影响，所以从学习者已有的生活经验出发，创设生活情境，有利于激发学习者的学习热情和学习兴趣，使他们更为积极主动地开展对比与想象，将所要学习的新知识与头脑中原有的旧知识同化顺应，从而整合形成一个更为完善、更加稳固的知识基础.为此，在化学反应速率教学中，设置认知支架：以源自生活的一组图片“食物的变质”“化石能源的形成”“炸药爆炸”帮助学生回忆化学反应快慢的定性直观描述，“校运会百米冲刺”“百米飞人大战”回忆描述快慢的定量方法及定量工具.这样学生很容易由运动会百米计时联想到化学反应速率的定量描述方法为消耗一定量反应物或生成一定量产物所需时间，或是单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量.
3.搭建实验支架，培养学科思维
化学是一门以实验为基础的学科，观察实验可以帮助学生获得感性认识的第一手材料，操作实验可以发展学生实践动手能力，分析实验可以提升学生学科思维能力，设计实验更可以提高学生学科素养.在教学过程中，通过化学实验教师和学生将组合成学习统一体，从而产生更多的交互式合作与交流.在设计实验方案定量探究影响化学反应速率的过程中，搭建如下三个实验支架：（1）引导学生对照酸性高锰酸钾与草酸反应原理，明确影响该反应速率的因素，将所有变量分类成自变量、因变量和控制变量，以便帮助学生准确把握控制变量法.（2）引导学生将自变量按浓度、压强、温度、催化剂等因素分类，将抽象的控制变量概念具体化为基于控制变量法设计的一组系列实验，并通过小组合作、交流讨论确定各个实验方案的可行性.（3）引导学生分组操作实验、观察现象，记录相关数据于自己设计的实验报告纸上，并分析处理所得数据，得出实验结论.通过实验支架的搭建，将学生由看热闹的外行变成理性严谨的内行，使学生更深刻地体会到化学学科的研究过程和方法，提升科学素养.
4.搭建概念图支架，发展知识网络
概念图是基于奥苏贝尔认知同化学习理论的网络结构示意图，它以节点表示概念，节点间连线表征概念间内在逻辑关系，将学习过程形象直观为旧有知识网络体系不断同化新知识从而不断扩展的过程.为了使学生顺利接受并理解新知识，教师应首先整固学生的上位概念体系，建立稳定的概念固定点，为新概念的纳入做好充分准备，其次应注意选择合乎学生认知发展规律和知识内在逻辑结构的学习流程，方便学生前后联系，此外还应注意适时对新旧概念展开对比区分，以防错位混淆.因此，在教学中搭建如下支架：（1）必修化学反应速率概念与影响因素概念图；（2）反应速率概念的量化表征、瞬时速率与平均速率概念、同一化学反应中不同物质表征的反应速率及其定量关系；（3）影响化学反应速率的因素的微观解释、图像及一些简单数量关系；（4）化学反应速率完整概念图的整合.通过概念图支架的搭建，引导学生学会从简单到复杂、从局部到整体建构概念图，体验概念图内在的逻辑关系，使所学新知识内化而成的新知识网络体系更加清晰、稳固.
一、绿色化学和绿色化学教育
1、绿色化学的概念。绿色化学又称环境无害化学，是伴随绿色食品、绿色消费而出现的新理念。其目标是从根本上保护环境，推进工业生产的发展。与传统化学和化工先污染后治理的模式不同，绿色化学的宗旨是从流程的始端就对污染进行控制和治理，即从源头上减少或消除对生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用及产品、副产品的产生，发展安全的产品和安全的生产工艺；力求使化学反应具有“原子经济性”，提高采用材料、能源和水的效率，循环或再利用材料和再生资源，实现废物的“零排放”。绿色化学是一门彻底阻止污染的化学 是讲八成熟期的更高层次的化学。目前 它已经成为未来化学发展的主要方向之一，是追求一个可持续发展与环境双赢、人类与自然和谐共处的“绿色文明”。
2、绿色化学教育的任务。绿色化学注意环境的可持续发展，绿色化学教育应以可持续发展战略为根本原则和目标，将化学科学的真理性与人文需要的合理性融为一体。实施绿色化学教育的任务在于确立可持续发展为化学教育的道德规范和价值准则，促成一种新的统一的绿色教育观念体系，强调人对环境与发展的责任感，培养学生以“科技与社会”之间和谐发展为基础的道德、伦理和科学价值观念，使它既植根于科学的客观规律，又植根于人类普遍信仰与认同的价值需要，并以此观念体系为指导，来认识化学科学，营造绿色氛围，规范人们的行为，最终以达到以化学教育为先导，带动社会各个领域的可持续发展。
高校承担着培养建设性人才的重任。化学教育工作者要建立可持续发展的观念，要树立绿色意思，要以人与自然平等、和谐的关系为出发点来重新认识化学及化学在人与自然平等、和谐关系中的正确位置，只有这样，才能使化学教育有正确的方向，才能使化学教育发展到更高层次。教育工作者要结合实际情况，将绿色化学教育渗透到教学工作中，让学生受到绿色化学教育，通过对他们的教育将会影响一批又一批未来的化学及科技人才，通过他们把绿色化学的理念发扬光大。
二、在化学实验中渗透绿色化学教育
化学是一门以实验为基础的科学，化学实验教学是化学教育过程中的重要环节。把绿色化学融入教学内容和课程体系改革中，已成为21世纪化学教育的最大挑战和重要组成部分。大力促进化学教育绿色化，在化学实验教学中着力培养学生绿色化学思想，正确解决化学实验中出现的污染问题是摆在教育工作者面前的新课题。
1、教材内容绿色化。教材是教师进行教学的主要依据，也是学生获取知识的主要来源。现有的教材对绿色化学这一新的领域很少渗透，许多教材没有体现绿色化学的要求。在这方面可以运用绿色化学原则对实验内容进行更新和调整，创造出具有良好的实施绿色化学教育的教材体系。实验教材的调整要注重化学实验的综合性、先进性和环保性，减少单一的验证性试验，增加从天然原料中提取有效成分的实验，使绿色化学的思想和内容贯穿于化学教育的始终。
2、化学实验绿色化。在实验教学过程中，应用绿色化学的理念，全面实施化学实验的绿色化。要遵循绿色化学原则，在达到实验目的的同时，要能够保护环境。一是化学试剂绿色化。做实验时，要求选用无毒无害的试剂，或具有潜在环保属性的试剂，利用可再生资源，如再生物质作为试剂，少用或不使用有毒有害试剂进行实验。二是溶剂绿色化。传统化学反应中，有机溶剂是最常见的反应溶剂，但挥发性有机溶剂在使用过程中有的会引起地面臭氧层的形成，有的会引起水源污染。应尽量选用水做溶剂，或用超临界流体做反应介质，或在无溶剂条件下进行反应，避免使用有毒有害和有挥发性的有机溶剂，尤其是卤代烃溶剂的使用。三是催化剂绿色化。即在化学实验时尽量避免使用有毒有害的物质作为催化剂，如重金属离子，溶液状强酸强碱，而应采用无毒无害的物质作催化剂，如固体酸碱二氧化钛，生物酶等作为催化剂。在选择性和减少能量方面，催化优于化学计量，通过促进反应向希望的反应方向进行，降低不希望的副产物量，减少产生的废物。四是化学反应绿色化。化学反应的目标是实现原子经济反应，实现废弃物的零排放，这实际上就是绿色化学关注的焦点。要尽量使涉及的化学反应具有较高的转化率，提高试剂的利用率，这样不仅可以提高实验效果，而且可以避免副产物带来的环境污染问题。五是反应产物绿色化。化学反应的产物和化工产品与人类的生产、生活密切相关。应尽量使反应的生成物(产物和副产物)无毒无害，是环境友好产品，或者以环境友好状态存在的固态产物。六是化学剂量绿色化。即化学试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验教学效果的前提下对用量进行精确的核算，依据最新教学及科研成果，适时改革实验工艺，实验计量达到减量化乃至无量化。
三、绿色化学是绿色环境的保障
关键词：说课；教材处理；教学流程；重点难点
文章编号：1008-0546（2013）03-029-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.012
在今年的8月中旬，我市举行了晋升副高职称教师的说课面试活动，共有60多位老师参加，其中参与《化学反应与质量守恒（第一课时）》专题说课的有18位教师，从总体上看，大部分教师能按说课的几个环节展开，但许多老师在说课的时间安排、环节处理、说课技巧等方面还存在着许多需要改进的地方，部分老师把说课当成了上微型课。现结合该课题的说课并根据现场记录、教师上交的说课稿和笔者对说课的理解谈谈怎样才能说好化学课，供同行们参考。
一、说课概述
说课是教师针对某一特定的教学内容，说课者以口头讲述的方式向同行或考评人员系统地阐述自己对课程标准和教材的理解、教学程序的设计及与之相关的理论依据的过程。它要求教师在较短的时间内（一般为15-20分钟）讲清“教什么”，以及“为什么这样教”之类的教学问题，从而展现教师对课程标准、教材的理解程度，驾驭教材和课堂的水平，以及运用教育教学理论的能力。说课一般包括说教材、说教法学法、说教学程序等过程。
说教材主要应说清楚以下几个方面的问题：（1）教材的地位及前后联系，该节课的教学内容是什么？该教学内容在教材、单元乃至整个学习阶段中所处的位置，所起的作用以及前后知识之间的联系；（2）学习目标的确定，学习目标包括知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等三个维度，学习目标要做到正确、具体、全面、可测量；（3）要合理确定教学重点、难点和关键点，并能说明其确定依据。
说教法学法：为了上好这节课，你采用何种教学方法，为什么要采用这种教学方法？你采用何种教学手段，为什么要采用这样教学手段？在分析学情的基础上，你准备指导学生学会和掌握什么学习方法，培养哪些能力。教法和学法是指本节课确实要用到的主要教法或学法，一般两到三种为限，不要蜻蜓点水，不是多多益善，如一位老师在本节课列举了四种教法：归纳法、分析法、演示实验法和提问法，学法达六种之多：类比归纳法、实验观察法、问题思考法、科学探究法、模型建构法和练习法，这显然过多了。
说教学流程：包括课堂环节的具体安排，如何导课（重在收心和激趣），如何讲授新课（尤其讲清楚教学中如何突出重点、突破难点、抓住关键，化学教学最好要有实验操作或活动的安排，以达到突出重点、突破难点、抓住关键之目的），课堂小结、板书设计、练习以及课后作业的布置等等。这部分是说课的重点，既要有具体步骤的安排，又要有针对性的理论阐述，要达到理论与具体实际相结合的目的。在教学流程中要做到“结合学生实际，灵活使用教材”，衡量教材是否用活了，唯一的标准即是学生的学习效果。改变教材是“活用”，利用教材也是“活用”，关键在于教学内容的选择、重组与改变是否是有利于学习目标的达成。
二、说好化学课应重视的几个问题
1. 时间要分配有度
说课课题一般是在1小时前告知说课者的，也就是说允许应试者进行说课准备的时间是1小时。从老师们上交的说课稿看，大多数老师写了满满的3-4页（A4稿纸）说课稿，最多的一位写了6页，试想这位教师那还有时间思考教材的处理呢？可见说课准备阶段的各部分时间分配安排要合理有度，切不可备到那里算那里，应做到心中有数，合理分配。
说课者应把主要时间用于教材的处理和教学流程的设计上。一般要花40分钟左右的时间用于教材的处理和流程安排上，在阅读课程标准和教材的基础上，制定好学习目标、明确重难点、选择合适的教学方法和学习方法、确定导课的角度方法、抓住重点突破难点的策略以及板书的设计等。这个阶段不要拘泥于细节的描述，更不要把时间放在教师怎样问、学生怎样回答上，而应采用画流程图的形式将自己的导课思路、怎样突出重点、如何突破难点、实验或活动的安排以及板书的设计简明地加以呈现。然后用20来分钟时间，在流程图旁边注明采取该实施该策略的理论依据和实践理由，并对流程图加以修正和完善。
2. 目标要定位有当
新课程强调的三维目标：是指知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三个层面上的目标要求。具体到课堂教学中的一节课，首先应明确本节课的知识与技能目标，说得具体一点就是这节课要让学生掌握哪些知识与技能；然后是让学生经历知识的发生发展的过程，使学生在掌握知识与技能的同时获取有效的学习方法，发展各方面的能力；使学生在自主学习的过程中获得成功的体验，提升化学学习的兴趣，形成正确的学习态度和价值观。在制定学习目标时要考虑目标的具体、全面和可测量性，学习目标中的用词要与课程标准中提供的目标动词相一致。
《化学反应与质量守恒》内容安排在空气、氧气的性质后，其第1课时的主要内容有化合反应和分解反应、利用分解反应制氧气，而质量守恒定律、化学方程式以及化学方程式与计算的学习应安排在第1课时之后。下面是一位教师制定的本节课的学习目标：（1）知识与技能：能说出化合反应和分解反应的概念，能辨别具体的反应是否属于化合反应或分解反应，知道催化剂在化学反应中的三个特点，会写实验室制取氧气原理中有关物质的化学式，理解实验室制取氧气的化学反应原理，会组装固体加热法制取氧气的实验室装置并能说出制取氧气的七个主要步骤，学习用两种方法收集氧气；（2）过程与方法：学会组装固体加热法制取氧气的实验室装置并知道制取氧气的七个主要步骤等技能；（3）通过制取氧气过程的学习，养成认真严谨操作的习惯和态度。上述学习目标制定的依据是课程标准和本节课在教材中所处的位置以及学生的学习基础，并且这些学习目标在课后容易测量。
3. 导课要新颖有趣
俗话说：“良好的开端是成功的一半”。如果导课新颖别致，就能使学生在短时间内以最佳的心理状态进入课堂学习角色，激发起学生强烈的求知欲和好奇心，起到一石激起千层浪的效果，只有这样才能紧紧吸引住学生。这次面试者的引课大多采用复习旧知的方式来展开导课，虽然也能引导学生进入化学反应的世界，但由于缺少新颖、独特能迅速集中学生注意力、激发学生学习兴趣的事例，使得说课变得沉闷和单调。其中有一位老师的引课是采用让学生猜谜语的方式：“看不见摸不着，人人活命离不了，每时每刻需要它，请你猜猜我是谁？”课堂气氛一下子就活跃起来了，紧接着老师马上抛出“氧气又是怎么获得的呢？”，瞬间就让学生进入到制取氧气的奇妙境界。这种引课方式源于对八年级学生敏于思考、喜欢挑战以及乐于探究的学情把握，源于老师善于利用新奇的信息来唤醒学生相关记忆痕迹的教育教学理论的指导，更源于教师日常的教学积累。
4. 重点要突出有效
教学重点是依据教学目标，在对教材进行科学分析的基础上而确定的最基本、最核心的教学内容，一般是一门学科所阐述的最重要的原理、规律，是学科思想或学科特色的集中体现。如果某知识点是某单元内容的核心、是后继学习的基础或有广泛应用等，即可确定它是教学重点，也就是学生必须掌握的基本知识和基本技能。
有一位教师在《化学反应与质量守恒（第一课时）》中将重点定位于区分化合反应和分解反应，实验室用过氧化氢制氧气的装置、步骤和化学原理，这样的教学重点显得偏多，多重点等于没重点。而另一位老师把氧气制备的装置和过程确定为本节课的重点，其依据是固体加热法制取气体是中学化学三大经典装置之一，今天是首次学习实验室制取气体的方法，且对后续化学制取气体的学习能起到开创性的作用，所以将其确定为重点，这种方法定位准确、依据充分，值得充分肯定。
5. 难点要突破有据
教学难点，一般指对于大多数学生理解和掌握比较困难的关键性的知识点或容易出现混淆、错误的问题。每一节课的教学难点确定要根据教学的环境、学生的认知能力、理解能力、接受能力精心设计。对于不同的地区、学校教学环境和学生，教师在讲授同一节课的内容时，教案中设置的教学难点也会有所不同。
有一位教师在《化学反应与质量守恒（第一课时）》中将难点定为催化剂的概念，其依据该概念抽象，催化剂的作用在本节课中无法进行对比实验，化学性质与质量在反应前后不变也无法在课堂上加以验证，而由课本直接给出。而另一位教师也是将催化剂的概念定位本节课的难点，但他的依据是课程标准的要求、初二学生的实际情况，这个依据就写得过于笼统，缺乏说服力。
6. 板书要精致实用
板书能简练地、系统地体现教学内容，以明晰的视觉符号启迪学生思维，提供记忆的框架结构。设计巧妙的板书，往往是教师对教材进行了深入钻研的结果，这种严肃认真的钻研态度，对学生发挥着潜移默化的影响，有助于学生记忆，便于学生理解相关内容，也便于学生记录和课后复习，有利于学生端正学习态度，形成良好的学习习惯。但说课教师上交的板书大多按照教材顺序进行罗列，未能按照知识的内在联系来加以串联，让学生感受到的是知识的简单叠加，缺少的是知识的有机联系，下面的板书就是一例，这对学生的学习帮助不大。
一、氧气的制法
KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
KClO3KCl+O2 H2O2H2O+O2
二、过氧化氢制氧气
1. 气密性 2. 收集方法
三、催化剂
四、化合反应
五、分解反应
六、比较化合反应、分解反应的异同
[关键词] 化学工艺流程；迁移能力；解题策略
以工业生产为载体的工艺流程是高考必考的热点试题，将推理、实验、计算以及书写陌生化学反应方程式融为一体，以流程图的形式考查学生接受整合信息的能力，分析解决实际问题的能力，以及简单计算能力的试题，体现了高考试题命制的综合性和创新性。化工流程的命题来源很广，其核心问题是“物质的转化”和“物质的分离与提纯”，然后与各个知识模块相结合。
根据试题的考察要求和问题角度呈现，应加强如下解题策略。
一、正确获取工业流程中的信息
例1、（2013・新课标全国卷Ⅱ节选）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治病。纯化工业级氧化锌（含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质）的流程如下：
提示：在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：
（1）反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为_____________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________________。
（2）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________________。
通过阅读流程图、文字描述、表格信息以及在设问中的提示性信息（在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2），明确制备或提纯的物质（ZnO）、制备过程中所需原料（H2SO4、Zn、Na2CO3）、需要除去的杂质（含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质）。
在做题过程中，有些学生不明确Mn（Ⅱ）能否被高锰酸钾氧化，题中的信息只说Ni（Ⅱ）不能被氧化，就在暗示Mn（Ⅱ）能被高锰酸钾氧化而且生成MnO2。
二、加强平时训练，善于归纳总结
在教学中，教师要帮助学生熟记实验操作，如过滤、萃取与分液、蒸馏、结晶、重结晶、灼烧、沉淀的洗涤、干燥等。
例1中就考察了沉淀的洗涤。此类试题中对结晶的考察较多。
例2、（1）氧化镁是白色粉末，无臭、无味，不溶于水和乙醇。将氧化镁溶解在盐酸中可以制得MgCl2溶液，过滤后，将所得溶液_______________，可以得到MgCl2・6H2O晶体。由于生成产物是带有结晶水的晶体，为避免产物的分解从溶液中析出晶体的相关操作步骤为低温蒸发，冷却结晶。
（2）已知四种盐的溶解度随温度变化的曲线如图所示：
向硫酸铵溶液中加入氯化钾后得到无氯钾肥的操作是_____________、_____________、洗涤、干燥等。根据物质的溶解度与温度的关系可知，应该利用物质的溶解度差异来生成无氯钾肥。（NH4）2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl硫酸铵受温度影响较弱，可以通过蒸发结晶、趁热过滤（防止NH4Cl析出）的方法得到产物。在问题的解决中应注意浓缩结晶，趁热过滤和蒸发浓缩，冷却结晶的分别。
三、熟练掌握高中相关的化工生产知识
例3、（2014・天津卷节选）元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：
已知：
工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是___________；
制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是________________。
我们需要对高中这些常见的化工工业进行认真的复习，包括氯碱工业、硅酸盐工业、硫酸工业、硝酸工业、合成氨工业、金属冶炼、海水中提取溴、碘、氯化钠、镁等。遇到类似的流程题，无论涉及哪些工业原理，解题都会很熟练。
四、明确化工生产中常见词的含义
例4、（2014江苏单科化学卷节选）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6―2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
（1）酸浸时反应的化学方程式为__________；滤渣Ⅰ的主要成分为__________（填化学式）。
（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SO4）3转化为Al2（SO4）x（OH）6-2x。滤渣Ⅱ的主要成分为__________（填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是____________________（用离子方程式表示）。
在试题中出现了酸浸、pH的调整等化工生产术语，在学习和复习中要懂得每一术语的含义，会使得对问题的理解、流程的分析清晰准确。如：
1.灼烧：原料的预处理，使一些物质转化为容易提取的物质
2.酸浸：溶解、去氧化膜、调节溶液的pH
3.碱洗：去油污、溶解Al或SiO2、调节溶液的pH
4.氧化剂：氧化某物质（主要是Fe2+）转化易于除去的离子
5.控制溶液的pH：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离
6.煮沸：促水解，聚沉后过滤分离、除去溶解在溶液中的气体
五、牢记化工工艺中的绿色环保理念
例5、（2013福建卷节选）
②该法工艺原理如上。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有__________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为__________。
人类在利用自然的同时必须要保护自然，人类才能得以可持续进步和发展。实施清洁生产即能满足人们的物质需求又可以合理使用自然资源，同时可以保护环境。此类问题的设计遵循绿色化学理念，常常会涉及如下问题：
1.环境污染问题
2.节约原料（循环利用）
3.原子利用率100%
六、加强化学原理，解决化工生产中的实际问题
例6、（节选）皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr（OH）（H2O）5SO4]。
已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+。
酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是____________________（任写一条）。
[关键词] CDIO；化工实践教学；项目设计；实训改革
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）060097040引言
随着社会科技的飞速发展，化工行业对工程技术人才的要求越来越高。化学工程专业作为理工科专业之一，实施 CDIO 教育模式成为化工专业教学改革的重要方向之一[1]。化工实践教学是化工专业课程体系中的重要组成部分，其内容包含化工实训、化工仿真、化工认识实习、化工生产实习、本科生科研立项、专业课程设计、化学反应工程实验、化工原理实验及毕业设计等实践环节。进行化工专业实践教学的CDIO 模式改革，不仅可以提高教学质量，而且可以培养学生的工程素质、创新意识和团队意识，提高就业竞争力。
1基于CDIO教育理念构建化工专业实践教学体系按照 CDIO 工程教育模式要求，教学过程要以学生为主体，教学内容安排设计型及综合型内容，引导学生主动学习，提供更多的实践动手机会[2]。基于燕山大学省级化学实验教学示范中心的化工实践教学体系，是按照CDIO的工程理念对实践教学内容重新整合设计，构建了课程教学演示、化工仿真操作、实训综合、化工设计、科研创新5个层次的化工实践教学体系平台，兼顾基础性、综合性、研究性，如图1所示。1.1基础型
基础型包括教学演示和仿真操作。教学演示是使用化工设备多媒体素材库及化工原理实验仿真软件， 以真实直观的仿真界面和丰富的资料展示实际过程；仿真操作内容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系统”和“苯胺生产3D虚拟仿真系统”等仿真系统[3]，可以在计算机上真实地再现化工生产过程。仿真操作是学生在掌握化工产品的工艺流程及操作步骤的基础上，用计算机模拟化工产品生产过程中的开车、停车、正常运行及事故处理，弥补了传统实习学生无法亲自动手操作的不足。通过局域网互联的教师站，教师可以实时修改培训内容，汇总并分析学生成绩等。
1.2综合型
综合型内容由化工实训基地的多套化工实验装置组成，如图 1所示，这些实验装置的操作帮助学生树立工程实践概念，使其在完成化工产品的生产操作的同时在化工过程基本原理和化工实践之间建立起紧密联系。例如，在“化工生产工艺流程优化实验装置”的实训过程中，要求学生通过仿真DCS控制系统进行生产操作，由原料乙烯、氧气及冰醋酸经过换热器预热，在气固相管式反应器中反应生成产品醋酸乙烯酯，粗产品经过水洗釜、气液分离器分离后进入精馏塔进行精馏，得到的纯醋酸乙烯酯在聚合反应釜中发生聚合反应得到聚醋酸乙烯酯。该项目要求学生在掌握“三传一反”基本原理基础上，学会熟练操作并完成各项工艺参数的控制。该项目的实训操作不仅使学生理解了气固相催化反应器、气液分离器、醋酸乙烯酯精馏塔及聚合釜等化工单元设备的基本原理，而且可以培养学生的工程实践能力，实现基本理论与工程实践的结合。
科研创新型主要是在化工设计和科研方面。化工设计型按照CDIO的工程理念及教育模式要求，将本科生第6学期的化工原理课程设计、第7学期的专业课程设计及毕业设计环节整合到一起，由点到面，从局部到整体，对学生的分析和解决问题能力、创新意识和团队意识进一步训练。例如“丙烯腈合成工段设计”题目中，在化工原理课程设计中，要求学生在掌握化工过程基本原理后，根据老师给定的设计任务完成氨中和塔、空气饱和塔或反应器等某一化工单元的设计计算，而在专业课程设计中，要求学生在完成某一化工单元的设计任务基础上完成丙烯腈合成工段的初步设计与计算及工艺流程图的绘制，在毕业设计时候，则要求学生在专业课程设计基础上进行完整的工艺设计，包括主要设备的工艺计算、工艺设备、原料消耗、能耗表、排出物表及带控制点的工艺流程图等。
科研型是鼓励学生自主创新，积极参加创新与设计竞赛等。例如，学生在教师的指导与带领下，完成了“基于Aspen plus的聚醋酸乙烯酯生产工艺流程仿真及优化”和“平推流与全混流反应器系统仿真”等创新项目，并在由中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化工类专业教学指导委员会主办的第九届全国大学生化工设计竞赛中荣获全国二等奖、华北赛区一等奖的优异成绩。
2基于CDIO模式的化工实践教学体系改革与实践2.1改革实训内容，培养学生工程实践能力
1）课堂教学引入讨论环节，培养学生工程分析能力。 按照CDIO的教育理念，课程的教学过程应围绕着设计项目展开。在化学反应工程教学实践过程中，分别针对课程重点内容“均相反应过程”和“气固催化反应工程”烧掳才帕肆酱翁致劭危由教师指定两章的讨论选题内容。例如，针对“气固催化反应工程”中的难点“固定床反应器计算”，要求学生在拟均相模型求解算法和Aspen Plus反应器计算中选题，学生在讨论课前需进行相关文献资料的查阅整理，讨论完后由小组派出代表进行主题发言，其他同学讨论主题发言同学的意见，最后由教师进行总结。讨论课使学生的综合能力、创新能力及团结协作能力都得到了加强和锻炼。
2）采用3D虚拟现实仿真，提高学生学习兴趣。CDIO的教育理念倡导“做中学”的教学方法，让学生在知识的学习和应用之间形成良性互动。3D虚拟现实仿真技术[4]营造了“自主学习”的环境，学习者可以通过自身与信息环境的相互作用获得知识与技能。在化学反应工程教学实践中[5]，使用了“苯胺生产3D虚拟仿真软件”等仿真系统。如图2所示，学生在掌握了苯胺生产的工艺流程及流化床反应器的内部结构基础上，在3D虚拟生产环境中贴近真实地体验实际操作的感受，在激发了浓厚学习兴趣的同时更深刻理解了所学的专业知识，提高了学生分析和解决生产操作中各种问题的能力。
2.2采用项目式教学，培养学生工程设计创新能力和团队协作能力CDIO倡导“基于项目的教育与学习”。在化学反应工程教学实践过程中引入了Aspen Plus工艺软件进行三级项目设计[5]。项目要求学生结合实际问题从Aspen Plus反应器模块中进行选题，学生要采用类似讨论课的方式分组完成反应器的选型及计算模块选择、物性方法及参数的设定、计算过程和结果输出、项目报告及答辩等工作，以答辩的形式进行验收。
三级项目的实施为后续的专业课程设计和毕业设计等实践环节打下了良好的基础，学生通过对反应器模块设计的熟练运用，掌握了分析和设计化工过程的基本技能，同时也加深了对反应器设计基础知识的理解。例如，在“乙烯法生产聚醋酸乙烯酯工艺设计”毕业设计题目中，学生按设计任务对气固相催化反应器、油水分离器、醋酸乙烯酯产品精馏塔、水洗釜及聚合釜等化工生产单元进行分析，在完成设计计算后通过操作“化工生产工艺流程优化实验装置”来验证计算结果。此类项目设计与实施是对学生的工程设计能力和团队协作能力的进一步提高。
2.3利用化工实践教学平台，培养学生工程实践能力CDIO的含义为构思―设计―实现―运作[6]。将这一理论应用到化工实践过程上，就是化工过程的合成、设计、分析、评估和实现。利用图 1所示的综合型化工实训装置，选择具有实际应用背景的产品开发项目，企业工程技术人员和校内教师作为指导教师相互协作，指导学生组成团队合作完成设计案例。例如，在“聚乙烯醇合成工段工艺”设计题目案例中，以“化工生产工艺流程优化实验装置”为基础进行二次开发，利用Aspen Plus工艺软件设计了以聚醋酸乙烯酯为原料合成聚乙烯醇的工艺方案，初步完成了聚乙烯醇合成工段工艺设计计算、主要设备计算选型及工艺流程优化等工作。
2.4成绩评价体系的改革
在化学反应工程教学实践中，按照CDIO的教育理念，建立了一套完整实践考核体系[5]，依据全程监控的理念从7个方面进行考核，见表 1。其中，讨论课、仿真操作及项目设计是考核的主要内容，学生在巩固反应器基本知识的基础上，又熟悉了应用Aspen Plus软件进行反应器设计的基本内容，并通过平推流和全混流反应器的实验操作做到了理论和实践的结合，真正实现了“做中学”。期末的闭卷考试只占总成绩的50%，闭卷考试分值的弱化也避免了以往学生考试突击及作弊的现象。
2.5加强校企合作，突出教师工程素质培养
校企合作及企业的参与是真正实现CDIO 工程教育模式的关键途径。全方位的校企合作不仅可以实现化工专业实践与科学研究、工程实际及社会应用的有机结合，而且对教师的工程素质的提高有很大帮助。学校和秦皇岛华瀛磷酸有限公司及中国阿拉伯化肥有限公司建立了长期的合作关系，积极推进校企共建平台建设，利用学校现有的科研平台及信息资源等主动服务于企业，帮助企业解决实际问题，加大企业参c高校人才培养的步伐，并由企业工程技术人员和校内教师共同指导学生来完成项目案例，保障实践教学的实施。
表1化学反应工程教学实践成绩评价
序号内容比例%考核方式1出勤5签到2作业5作业内容及完成情况3讨论10分组答辩、报告及PPT4仿真操作10仿真在线测试5项目设计10分组答辩、报告及PPT6实验10分组操作表现及实验报告7期末考试50闭卷考试3结束语
基于CDIO教育理念的化工实践教学体系，在实践教学的过程中效果明显，提高了化工专业的教学质量，培养和锻炼了学生的工程创新能力和团队意识。结合学校的人才培养和教学理念，在化工实践教学体系构建与实践过程中，不断深化CDIO工程教育改革，继续构思与设计以构建实施新的人才培养方案。
参考文献
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[5] 李建军，宋建争.化学反应工程教学改革探索与实践[J].化学教育，2015（10）：5961.
[6] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008（5）：1619.
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）
关键词：化工工艺设计；安全问题；控制分析
化工工艺设计是保证化工生产顺利进行的重要基础，为保证化工工艺设计的安全性，降低化工生产中的安全隐患，应当结合现代化工生产及工艺所需加以全面分析，不断优化化工工艺设计，针对化工工艺设计中存在的安全问题，采取科学化的安全控制措施，在保证化工生产安全顺利进行且化工a品质量可靠的基础上，尽可能减少化工生产所导致的安全问题，推进化工产业的经济效益与社会效益协调发展。
1 化工工艺设计基本特点
化工设备投资大，物料管道复杂。为确保化工工艺设计能够在短时间内实现工业化，应当充分考虑化工工艺设计中物料的特殊性，结合化工工艺设计周期加以全面分析，争取早日顺利投产。此种情况下，大部分化工企业采取边开发边设计的方式，以降低化工产品建设周期，但此种方式往往存在较大的安全隐患。化工工艺设计具有一定复杂性，涉及多项专业技术，需要大量专业技术人员参与其中。化工工艺设计具有一定系统性，包含化学工艺知识、机械设备知识以及安全工程等多项内容，需要各个专业技术人员和设计人员通力合作、密切配合，从而全面提高化工工艺设计的合理性和科学性。
2 化工工艺设计中的安全问题
2.1 化工反应装置方面的安全问题
化工生产的重点在于物料间的化学反应，在反应的过程中会产生大量的气体和热量，如果反应装置不够合理和科学，必然会给生产留下隐患，因此在进行反应装置的设计时，必须要经过科学严谨的计算与分析。化工工艺设计的基础是化学反应的反应速度和热效应。只有有效控制物料的反应过程才能确保化工生产的顺利进行，对生产中的物料添加速度、温度等环节进行有效控制。在化工生产中，反应釜内经常会因为压力和温度过高而出现形变，给化工生产带来巨大的危险，所以要在反应釜上配套相应的泄压装置，提高反应釜的安全性和稳定性。
2.2 管道方面的安全问题
化工生产中很多高危物料的进料都是依靠管道来完成的。所以管道的设计要安全合理，不能有任何的漏洞或缺陷，以免出现危险品的泄漏，这既会影响化工生产，更会给环境和人身安全带来巨大的损害。所以，在进行管道的设计时，要全方位的考量各方面因素的影响，将管道渗漏的可能性降至最小。因为管道的连接口及弯头位置是最可能发生渗漏的位置，所起要对其特别重视，选用科学和合理的弯头及接头配置，降低渗漏的几率。同时，还要注意其它影响管道顺利运营的情况出现，如柱塞流等的发生。
2.3 化工原料的安全问题
许多化工原料存在必然的危险性：有的有毒，有的自燃，有些特定的化工原料放在一起会发生反应，有的反应可能伴随爆炸等安全隐患。
3 化工工艺设计安全控制对策
3.1 化工工艺中反应设备的安全控制
化工工艺实施中往往伴随着大量物理化学反应，相应的也存在较多安全隐患。并且，化学反应的顺利进行，需要环境温度、压力、反应物用量等多方面因素的配合，由于许多因素存在不确定性，致使相关操作人员难以掌握其准确的反应进程与状况，从而埋下了安全隐患。另外，化学反应设备的性能，在一定程度上也影响着化工工艺的安全性。因此，进行化工工艺设计时，也应考虑到反应设备方面因素。在化工工艺安全性控制上，整体流程为：先确定化学反应所需物料的用量，以此来准确掌握化学反应进程；再进行化学反应参数的严格控制，以防止反应过程中出现设备超负荷、超压运作状况，造成设备失灵，进而引发安全问题；对完成化学反应后形成的污染物质或废弃物进行妥善处理，对还存在一定价值的副产品，通过深加工实现有效利用。
3.2 加强原料的安全控制
化工原料大多具有一定的危险性，一旦出现管道泄漏，必然给自然环境和化工厂带来巨大的损害，甚至是生命危险。所以，在对输送管道进行设计时，要充分考虑管道运输的实际情况及相关要求，如管道的管径、材质、输送介质等，要充分关注管道的弯头及各连接位置处的设计，这些位置是管道环节中易出问题的部位。管道的安装一定要稳定牢固，与管道所在区域的墙面、管廊或地面稳稳连接。
3.3 合理控制化工工艺路线
化工工艺设计是由多条工艺线路共同构成的，每条线路都十分重要，因此在完成设计时要优先挑选最安全和稳定的化工设计，降低整体设计的危险性。影响化工生产的因素有材料、设备和生产条件，要充分对这些因素进行分析和衡量，优先选择低危害或者无危害的原材料，优化生产工艺，有效缓解生产过程中的高压或高温影响。并配置先进的污染处理设施，降低废气、废液和废渣的污染影响，将其对自然的污染降到最低。
3.4 采用先进的电子信息技术提高安全控制系统水平
化工工艺的工序复杂繁多，必须注重对每个工艺环节的控制和管理，严格控制施工过程中的各相关参数，通过引进集散控制系统，即DCS系统，通过计算机系统实现对工艺流程参数的控制和调整，从而提高工艺的质量与稳定。ESD系统，即紧急停车系统，它与主控制系统相互独立，它主要负责工艺生产中的安全生产控制，一旦发生安全事故，可以迅速对其作出预警，并采取相关的控制调整措施。
4 结语
综上所述，在我国的化工工业中，工艺设计还存在很多的安全问题，要想尽可能的把安全隐患排除，要慎重选择化工原料，工艺路线也要适当，特别是反应装置的设计，要可以很好地控制反应进程，而且可以有效防范反应经过中可能会伴随的反应失控问题。要想推动化工工艺设计良性发展，则要更多的考虑环境原因，而且科学有效运用反应的产物。
参考文献
[1] 芮国芬.化工工艺安全设计中的危险因素以及解除途径探索[J].现代工业经济和信息化，2015（01）：40-41+99.
[2] 康娟娟.分析化工工艺设计中的安全问题及控制[J].化工管理，2015（11）：193.
