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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篇碳中和的理解,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。
低碳不低调的杭州“范儿”
“2006年的时候,我和身边的人聊起低碳生活这个话题,大家都不知道低碳是什么。市民普遍的反应是‘这一切都与我无关’。凭什么我就不能开大排量的汽车?凭什么我就要多骑自行车多走路?凭什么我就要少用空调少喝瓶装水?凭什么我好日子还没过上,就到低碳时代了?”杭州市科协副主席张贵书感叹地说,“这些都是我们当时听到的声音。于是,从2007年开始,我们大力开展了低碳科普工作。2008年,杭州正处在转变经济发展方式的启动阶段,市里也正准备要建科技馆。我们最初的想法是要建一个综合场馆,报到市里以后,当时的市委决定要建一个以低碳为主题的场馆。从建设思路的转变中,也体现着未来社会发展、科技发展、生态发展的总方向。”
这项工作具体落到了杭州市科协的肩上。为了让市民对“低碳”这个新鲜的词儿和理念有初步、科学的认识,从2009年开始,杭州市科协先后印制了《迈向低碳生活》和《低碳生活智慧》等市民丛书,分发到各个社区。还召集组织市科普讲师团进社区、进校园活动,甚至在很多社区进行“点餐式”服务,即每个社区可以根据自己社区民众的“特殊需要”来点有关低碳的主题,并让专家团进行专门的讲解。不难看出,为了推动低碳生活理念的宣传,杭州市科协可真是使出了各路招数。
几年的努力下来,低碳经济、低碳生活、低碳城市等概念在杭州市民心中由陌生变得流行。
经过四年建造,中国杭州低碳科技馆于2012年7月正式开馆,成为中国第一家低碳主题的大型科技馆。杭州低碳科技馆以“体验式”“沉浸式”“互动式”为呈现手法,向观众展现了低碳的生活方式给人类带来的益处,以及在工业化进程中人类对自然环境带来的破坏。
低碳科技馆自开放以来,已迎接22余万的游客,也正逐渐成为杭州老百姓特别是青少年了解“低碳经济、低碳社会、低碳城市、低碳生活”的“第二课堂”。杭州低碳科技馆作为中国唯一一个以低碳为主题的科技馆,经过近一年与市民们的“互动”,于今年4月,经过为期一个多月的社会推荐、市民投票、先锋体验、专家评审等层层筛选,杭州低碳科技馆荣获2013杭州市民体验日“最具品质体验点”的称号。
在这里,低碳的主题不仅覆盖了整个展厅,科技馆的工作人员也在身体力行。上到馆长的名片、手帕都是可再生的,下到物业清洁时一桶水可以拖一层楼。吉京杭馆长说:“低碳并不是过苦行僧的生活,而是改变生活模式。低碳馆开馆时给市民发放三宝:手绢、便携餐具、扇子。东西不贵,就是想让市民养成少用一次性用品的习惯。”
培养零排放的时尚公民
“在长期的低碳科普活动中,科协的创新能力也在不断提升。从开始的简单低碳知识讲座,到现在力争切切实实地影响每个市民的行为习惯,我们着实花了一番工夫。比如,城市居民一些习以为常的生活方式和消费模式,产生了可观的能源消耗量和温室气体排放量。我们要通过有效的方法,帮助每个市民都计算自己的‘碳足迹’。”
张主席给记者拿出了“碳中和计算罗盘”。这个罗盘可以清楚地计算出个人的“碳足迹”。记者看到,这里记录着日常的碳排放指标。比如,乘坐飞机飞行1000公里的碳排放约为140公斤;开车100公里碳排放约为16公斤;平常家庭用电100度的碳排放约为96公斤。
除此之外,罗盘上还列明了中和碳足迹需要的“碳汇”量。以小轿车行驶20000公里为例,记者将旋转表盘的“小汽车”与20000对齐,显示碳排放量为“4500公斤CO2”,此时“碳汇”项为20,也就是说,为中和碳足迹需要种20棵树;如果购买100件衣服,碳排放量则是“640公斤CO2”,对应的“碳汇”量是3,即需要种3棵树,才能中和掉碳排放量。
张主席告诉记者:“接下来,我们会将罗盘的碳中和计算方法普及到广大市民,公众可以明确了解自己的碳排放量。当市民了解了日常碳排放指标,就能够以植树的形式,吸收二氧化碳,进行碳中和,让自己成为‘零排放’的时尚公民。”
如果要实现公民的碳排放交易,这就需要建立一个“碳汇交易平台”。所谓的“碳汇交易平台”,就是通过造林、再造林和森林管理,减少毁林等活动,吸收或减少大气中的二氧化碳,并与政策、管理和碳贸易相结合的过程、活动和机制。
目前,华东林业产权交易所是浙江省内唯一一家从事林权交易,林业碳汇交易的森林资源交易平台。杭州市科协和杭州低碳科技馆正与其开展更为广泛的合作。
华东林业产权交易所战略发展部经理林莹告诉记者:“我国目前的林业碳汇交易只是一种基于自愿的购买行为,还算不上是真正意义上的市场交易行为,但未来有转变成交易行为的可能性。我国有十几亿人口,如果每个人购买1元钱的减排指标,将会是一个庞大的减排量。”而且,个人购买碳交易不只局限于经济意义本身,这种行为还可以促进个人自觉形成低碳、绿色的环保意识,从而产生连带效果,推动更大范围内的碳减排。比如,个人购买碳指标有可能抵消一年来在工作、生活、旅行等过程中产生的碳排放,进行碳中和,甚至达到零排放。
吉京杭馆长也对记者说:“低碳科技馆作为低碳科学普及中心、绿色建筑展示中心、学术交流中心以及低碳信息传播中心,与华东林业产权交易所有着诸多的共同理念及广泛的合作空间。比如下一步,低碳馆还会设置专门的大屏幕,滚动显示市民某某在哪里种了几棵树,可以中和多少公斤碳,现在树木的生长情况,树木的具置,等等。”
文化科普 垃圾也生态
杭州是出名的“东方品质之城”,你会发现连垃圾处理也带着科技文化味儿。
张主席向记者介绍了一句杭州的流行语,那就是“金山银山不如青山绿水”,在他眼中,各种固体废弃物混合在一起是垃圾,分选开就是资源。“垃圾资源化潜力随着生活水平和经济的发展不断增长。因此,杭州市科协会同市相关部门开展了垃圾分类宣传进社区活动。让更多的市民了解到:可直接回收利用的资源,占垃圾总量的42.9%。且直接回收利用率不低于33%,所以说垃圾山可以变成金山。”
此外,杭州还开创了“跟着垃圾去旅游”这个品牌,用“垃圾文化”推行低碳环保的理念。
杭州市环境集团副总经理曹宏说:“开出垃圾旅游路线的目的,是为了让广大市民近距离了解城市生活垃圾处理工作。公众一般对垃圾处理的理解是:肮脏、臭气熏天、污水遍地、苍蝇乱飞,而我们现在将整个垃圾处理过程对市民公开,市民自由参观整个垃圾的处理过程,不是为了作秀,是使市民成为监管的主体。”
吴正浩是天子岭垃圾填埋场一名普通工人,他骄傲地告诉记者,面前这个占地约1740亩的生态园,就是天子岭一期垃圾填埋场。我们很难想象,走过的每一步脚下踩的都是垃圾。
返璞归真 向传统文化取经
杭州的低碳同样注重挖掘传统文化中的精华。离开喧嚣的杭州市区,一路向南65公里就是桐庐县的深澳古村落。深澳古村落历史悠久,有记载的始于南宋,存有大量明清、民国时期的古建筑。深澳村至今还保持着一套独立的自然水系,由暗渠、明沟、坎儿井、水塘、溪流组成。暗渠的构造尤为巧妙,它长800米、深入地下约4米、宽1.5米、高2米,贯穿整个村庄。深澳的“澳”字就此而来。村内每户人家门前都可以采到水,在没有自来水的年代,这就是他们所有生活用水的来源。天井里蓄的雨水流入门前的水沟,同时带走生活污水。
桐庐县科协副主席严亦慈向记者介绍,目前全村还有17口坎儿井,12个水塘,完整的水系使深澳村免受水旱灾害的侵犯,这在一千多年前的建村规划时是非常有远见的。深澳的优美生态环境让村里的长寿老人格外多,随便走走就能碰到百岁老人。
深澳村因保持着悠久历史文化而闻名,而一走进紧邻它的环溪村,看到的是一幅新农村的美丽风貌。在这里,记者发现了一套特殊的污水处理系统,它采取无动力厌氧+人工湿地的处理模式,经过处理后的污水可以回用灌溉,而沉淀池里的有机质底泥可以放入堆肥场,堆肥熟化后还可当作有机肥再利用。这样一套设施,既缓解了污水乱排的现象,也使其得到了最大限度的再利用。
让创新与传统完美统一,融科学与文化于一体,就这样,杭州在践行生态文明建设上,交出了属于自己的答卷。■
杭州市科协副主席张贵书
低碳理念具体落实有难度
科技生活周刊:
如何看待低碳理念?
张贵书:低碳是一种思想指导下的行为,一种习惯,更是责任。一种行为、习惯的形成需要一个群体的认同,现在公众的素质参差不齐,只有从思维方式上形成自觉的模式,在行为上养成习惯,才能形成生态文明的自觉行动。
科技生活周刊:现今低碳理念流行起来的现实意义是什么?
张贵书:在政府和社会各界的大力倡导和推动下,环保、低碳理念正在改变更多普通人的生活,它甚至成为一种生活时尚,“今天,你‘低碳’了吗”已成为杭城环保人士新的问候语。
以华东林业产权交易所为代表的市场的无形“手”,除了引导企业自觉走上低碳经济的道路外,其外延也正在不断扩大,并日益对普通居民的低碳生活起着引导作用。积土成山,风雨兴焉。个人购买碳交易指标对节能减排的意义即在于此。华东林交所将低碳理念融入市场经济机制,且与中国杭州低碳科技馆优势互补,为打造“低碳城市”,加快“森林浙江”的建设发挥了巨大的作用。
科技生活周刊:
实际工作中,遇到的最大难点有哪些?
张贵书:最大难点就是,科学传播,从传统科学普及到公众理解科学,公众反思科学,参与科学以及公共科学服务上是一个逐步递进的过程。落实到具体的操作却有一定难度。比如,我们大家都知道LED灯节能,但制作LED灯的过程是否节能呢?再比如,高晶硅应用于太阳能方面,但太阳能企业也是碳排放大户。也就是说,宣传和实际情况是脱节的。我们都知道写字楼等大厦地下室的灯都是24小时开着的,大家都考虑换成节能灯,但更换的成本高,导致实施困难。要想解决这些矛盾,需要政府出台相关的政策,在推广低碳理念的过程中结合奖励机制,以及公众的理解与自觉,才能把科普宣传落到实处。
科技生活周刊:杭州市在大力建设“智慧城市”,这和低碳城市建设有什么关系?
张贵书:“数字城市”“物联网”“云计算”“智能交通”“泛在网”“智慧城市”就像低碳的概念一样,必然是未来发展的趋势。我们现在已经进入一个被智能终端改变生活方式的时代。比如,浙大中控集团制作了滨江区的一个智慧交通系统。从滨江区江南大道上,假设把速度定在80公里/小时,能够保证一路绿灯,把行车速度和红绿灯联系在一起,实现时间节省最大化,这个就是“智慧杭州”体系中一个非常有特色的项目。无论是低碳生活还是智慧城市,最终的落脚点是幸福生活。何为“幸福生活”?既要有精神层面的体验,又要有物质层面的保障。“低碳生活”除了指明了经济发展的方向外,也强调了环境对老百姓“幸福感”的重要性。
关键词:铁碳合金相图;规律;重点;难点
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)02-0064-02
铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或缓慢加热(即平衡状态)条件下,不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。实际生产中,当铁碳合金的含碳量大于6.69%,材料的脆性大,难加工,没有实用价值,所以,只研究相图中含碳量为0%~6.69%的铁碳合金,即Fe—Fe3C相图。为便于掌握和分析,将相图上实际意义不大的部分省略,即得到简化的Fe—Fe3C相图。此简图在本文中统称铁碳合金相图或相图。铁碳合金相图是人类经过长期实践并进行大量科学实验总结出来的。它是《金属材料与热处理》课程的重要内容。学好铁碳合金相图,不但为学习后续课程打下基础,而且培养了学生正确选择和合理使用合金材料、热处理加工工艺等的关键能力。
一、温故在前,相图随后
本节课涉及的几个铁碳合金的基本组织与性能,是《金属材料与热处理》课程上一节课的教学内容。在讲授新课前温习,就会使学生加深上节课所讲重要知识点的印象,为学好本节的铁碳合金相图打好基础。最好要求学生提前预习,因为预习才能发现问题,课堂上才会有针对性地去听。但根据职业院校学生的特点,学习主动性不高,课前预习新课的不多,教师引导学生温习相关知识就显得非常有必要。
二、读懂相图,掌握规律
从Fe—Fe3C相图看比较复杂,但本质是由一些基本区域组成的,可将Fe—Fe3C相图分成上下两个部分来掌握:
1.上半部分——共晶转变。在1148℃,含碳量为4.3%的液相发生共晶转变:Lc?圮(A+Fe3C),转变的产物称为莱氏体(Ld)。
2.下半部分——共析转变。在727℃,含碳量为0.77%的奥氏体发生共析转变:AS?圮(F+Fe3C),转变的产物称为珠光体(P)。
Fe—Fe3C相图的基本框架由七个特性点、六条特性线及相区内的组织构成。相图上的点是采用热分析法测定的合金的临界转变温度,相图上的线是某些具有相同的点的集合,而相区是由特性线分割的不同组织的分布区域。
铁碳合金相图描述的是铁碳合金中成分、温度与组织之间的关系,由相图的各特征点和各特征线推理出各相区的组织后,通过分析铁碳合金的室温组织发现,铁碳合金的显微组织随含碳量的变化而变化:随着含碳量的增加,其组织顺序为FP+FPP+Fe3CⅡP+ Ld′+Fe3CⅡLd′Ld′+Fe3CⅠ。其中,珠光体(P)和低温莱氏体(Ld′)由铁素体和渗碳体组成,因而可认为P ?圮F+ Fe3CⅠ,Ld′?圮P+ Fe3CⅠ,所以Ld′?圮F+ Fe3CⅠ+ Fe3CⅠ,即随着含碳量的增加,组织中的铁素体逐渐减少,渗碳体逐渐增加;它的力学性能也要随含碳量的变化而变化:含碳量越高,钢的强度、硬度越高,而塑形、韧性越低,在钢经过热处理后表现特别明显。这主要是因为含碳量越高,钢中的脆硬相Fe3C越多的缘故。当含碳量超过0.9%后,由于的二次渗碳体数量增加,形成网状分布,将钢中的珠光体组织割裂开来,使钢的强度有所降低。因此,对于碳素钢及低、中合金钢来说,其含碳量一般不超过1.3%。
三、强调重点,攻克难点
1.特性点、特性线是重点。只有使学生充分理解并掌握相图上各特性点、特性线的含义,才能顺理成章的得到相图各个区域的组织。要充分利用多媒体教学课件,如在课件中设计动画效果,当讲到讲特性点时,使所讲的点能闪动起来,讲到哪个点、该点就连续地闪烁。当讲到某条特性线时,用鼠标一点,该线就会闪动,同时弹出一个窗口解释该线的含义。这样的教学方法能有效的吸引学生的注意力。
2.难点有二:一是正确填写各相区域的组织;二是能快速准确地画出Fe—Fe3C相图。相图内容既抽象、概念又多、涉及的知识面还广,同时缺乏具体的实验或教具演示。职校学生接受理论知识的能力不强,没有养成良好的自主学习习惯和学习方法。基于对教材和学生的认知的分析,要突破这两个难点,并不容易。
对于第一个难点,要想得到各个区域内的组织,必须充分理解各个特性点和特性线的含义,再配合共晶和共析的深入讲解。在进行共析与共晶的讲解时,应从不同成分的合金的结晶过程分析入手。在分析结晶的过程中,重点是结晶顺序、结晶过程和重结晶过程时各相中含碳量的变化与相图中温度的对应关系。在讲相区组织填写时,配合多媒体动画,讲到某个区域,便使该区域显示不同的颜色,给学生留下深刻的视觉效果,这样就成功地突破了第一个难点。
对于第二个难点,为了帮助学生快而准的掌握相图的绘制方法,应帮学生详细分析理解“相图口诀”,这样一幅完整清晰的相图简图就画出来了。“相图口诀”如下:
温度成分建坐标,铁碳二元要记牢。
两平三垂标特点,九星闪耀五弧交。
共晶共析液固线,十二面里组织标。
基本组织先标好,相间组织共逍遥。
分析成分断组织,铸段工艺离不了。
注:“相图口诀”简明扼要地介绍了相图的结构特点、画法和用途。
铁碳二元——铁(Fe)和渗碳体(Fe3C)。
两平——ECF线、PSK线。
三垂——含碳量分别为0.77%、2.11%、4.3%的三条特性线。
九星——A、C、D、G、S、E、P、F、K九个特性点。
五湖——AC、CD、AE、GS、ES五条线。
教师在绘制图形的过程中和学生一起边吟、边绘、边讲解。这样就会使教师和学生之间实现良好的互动,活跃课堂气氛,使学生注意力集中,并从手脑并用变成了手、口、脑并用。通过这样的结合讲解、画图演示,学生对相图的正确理解得到有效加强。在教师引导演示画图的过程中也使学生加深了对相图的理解,这样就成功突破了第二个教学难点。
四、多种教学方法并用,提高教学效果
理论讲授和课件辅助相结合。在教学过程中,充分运用设疑、提问、归纳推理等教学手法。例如,在教学过程中,可以通过教师的眼神和动作来组织教学,使学生的精神都集中到课堂上。通过“工业中应用最广泛的合金材料是什么?”等问题来导入新课;如采用引导演示法,攻克教学中的第二个难点;采用归纳推理的教学方法得出相图组织的变化规律;采用多媒体课件来辅助教学等。总之,我们要千方百计调动学生的学习积极性,借助多种教学方法使教学内容具体化、形象化。
总结不是一节课的浓缩,而是一节课内容的升华,通过总结使学生进一步明确本课的精华所在:铁碳合金的成分、温度与组织之间关系的变化规律,起到画龙点睛的作用。
参考文献:
[1]陈志毅.全国中等职业技术学校机械类通用教材:金属材料与热处理(第五版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
考查题型主要有:以选择题形式考查反应热、焓变、燃烧热、中和热等概念及放热反应、吸热反应的判断;通过填空题考查热化学方程式的书写;通过计算题考查键能的概念、盖斯定律的应用。
考点1 热化学方程式的书写及判断
例1 室温下,将1 mol的CuSO4・5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1;将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4・5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4・5H2O(s)[]CuSO4(s)+5H2O(l), 热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
解析 根据题意可以写出:
①CuSO4・5H2O(s)=CuSO4(aq)+5H2O(l) ΔH1
②CuSO4(s)=CuSO4(aq) ΔH2
①-②即得CuSO4・5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)
所以有ΔH3=ΔH1-ΔH2。
由题意知,ΔH1为正值,ΔH2为负值,所以ΔH3肯定大于ΔH1。
答案 B
点拨 这道题比较常规,但没有直接给出热化学方程式,而是需要考生将文字转化成方程式,这相当于顺带考查了考生的理解能力。我校普奥班学生解答这一题时正确率并不高,说明大家对文字的理解能力急需加强。这几年理综试卷长度普遍较大,试题的阅读量有加大趋势。
例2 工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ・mol-1、-285.8kJ・mol-1和-283.0 kJ・mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为 。
解析 首先写出制CO的化学方程式: CH4+CO2=2CO+2H2。然后根据燃烧热的定义写出三个热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ・mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-2×285.8 kJ・mol-1
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-2×283.0 kJ・mol-1
①-②-③得:
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3 kJ・mol-1
也就是说每生成2 mol CO需要吸热247.3 kJ,那么生成1 m3 CO吸收的热量为[100022.4]×[247.32]=5.52×103 kJ。
点拨 这道题也是常规题,也没有直接给出热化学方程式,而是将燃烧热的定义蕴含在里面,与化学计算综合在一起考查。
例3 反应A+BC(ΔH0),②XC(ΔH
[反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C] [反应过程][能量] [A+B][X][C]
A B C D E
解析 由反应A+BC(ΔH0)可知,A和B的能量之和小于X。由反应②XC(ΔH
答案 D
点拨 常规题只涉及一个化学反应,中间可能穿插活化能的问题,但这道题在常规题基础上向前走了一步,涉及到三个化学反应!增加了思维量,大大降低了靠猜就能得到正确答案的概率。如果此题再增加一个干扰选项(如图E)就更好了。
考点3 盖斯定律与焓变
例4 已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为( )
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1
B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2 -2ΔH1
D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
解析 将上述三个反应依次编号①②③,②×5+③×12-①×2即可得到总反应。
答案 A
点拨 这是对盖斯定律的常规考查,与以往试题不同的是,它引入甘油这类较大的有机分子,导致各物质的系数较大,错误率上升。类似高考试题还有:
白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH1=
+3359.26 kJ・mol-1
CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2 =-89.61 kJ・mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH3
则ΔH3=2821.6 kJ・mol-1。
例5 糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A. 脱氧过程是吸热反应,可通过降低温度的办法延长糕点保质期
B. 脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3eFe3+
C. 脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e4OH-
D. 含有1.12 g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)
解析 脱氧过程就是铁的缓慢氧化过程,是放热反应,在此过程中铁作为电池的负极(Fe-2e-=Fe2-),碳作原电池的正极(2H2O+O2+4e-=4OH-)。铁生成Fe2+后还会继续被O2氧化,最终生成Fe3+,也就是说0.02 mol Fe最多可吸收0.015 mol O2。当然也可以不经过计算直接用排除法选D。
答案 D
点拨 此题较为传统,考查电池的正、负极及电极反应,但其背景不再直接给出原电池,而是与生活实际相关联。虽然我们经常见到食品袋中有个小袋,但不知为何物,细心的同学可能打开看过,研究过,那么,他就占了心理上的便宜。类似与生产、生活实际相关联的高考试题还有:
捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH4)2CO3(aq) ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH4HCO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)?2NH4HCO3(aq) ΔH3
请回答ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
例6 符合如图所示的转化关系,且当X、Y、Z的物质的量相等时,存在焓变ΔH=ΔH1+ΔH2。满足上述条件的X、Y可能是( )
①C、CO ②S、SO2
③Na、Na2O ④AlCl3、Al(OH)3
⑤Fe、Fe(NO3)2 ⑥NaOH、Na2CO3
[X][Y][Z][+w][+w][+w][ΔH1][ΔH2][ΔH]
解析 从元素化合物的转换关系来看,③和⑥也是满足变化图的,但是其转换时各物质对应的系数不全是1,不能满足焓变关系ΔH=ΔH1+ΔH2。②中硫不能直接生成三氧化硫。
答案 ①④⑤
点拨 此题也是考查盖斯定律,但是它将元素化合物之间的转换关系融合进来了,而且考查物质系数的方式较隐蔽,试题很有新意,也有难度。不过,原高考题是一道组合选择题,这种考查方式又大大降低了难度。
考点3 反应热、中和热、燃烧热的考查
例7 有关中和热的测定实验,请回答下列问题:
(1)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是 。
(2)做1次完整的中和热测定实验,温度计需使用 次,某同学为了省去清洗温度计的麻烦,建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度,你是否同意该同学的观点,为什么? 。
(3)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热为57.3 kJ・mol-1) 。
(4)倒入溶液的正确操作是( )
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次性迅速倒入
(5)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是( )
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
(6)若不用任何材料填充在大小烧杯之间,所测得的中和热(ΔH)将 (填“偏大”“偏小”“不变”)。
答案 (1)保温
(2)3 不同意,因为不同温度计误差不一样
(3)[12]H2SO4(aq)+NaOH(aq)=[12]Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3kJ・mol-1
(4)C (5)D (6)偏大
点拨 此题似乎是常规题,其实与以往的考试出发点完全不同,此题考查的是实验细节,没有做过此实验的同学很难得高分。比如,怎么加溶液?什么时候使用温度计?怎么搅拌?最后一空还要注意ΔH的符号是负号。关于实验细节的考查,是实验题命题的方向。
考点4 键能的简单计算
例8 已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=a kJ?mol-1
P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=b kJ?mol-1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为c kJ?mol-1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2c kJ?mol-1。下列叙述正确的是( )
A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=4PCl5(g)的反应热ΔH
C.Cl-Cl键的键能为[b-a+5.6c4]kJ?mol-1
D.P-P键的键能为[5a-3b+12c8]kJ?mol-1
解析 原子半径P>Cl,因此P-P键的键长大于P-Cl键的键长,则P-P键的键能小于P-Cl键的键能,A项错误。利用“盖斯定律”,结合题中给出两个热化学方程式可求出Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) ΔH=[b-a4]kJ・mol-1,但不知道PCl5(g)=PCl5(s)的ΔH,因此无法求出Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的ΔH,B项错误。利用Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) ΔH=[b-a4]kJ・mol-1可得,E(Cl-Cl)+ 3×1.2c-5c=[b-a4],因此可得E(Cl-Cl)=[b-a+5.6c4]kJ・mol-1,C项正确。由P4是正四面体可知,P4中含有6个P-P键,由题意得,6E(P-P)+10×[b-a+5.6c4]-4×5c=b,解得E(P-P)=[2.5a-1.5b+6c6]kJ・mol-1,D项错误。
随着经济的不断发展,环境和能源问题日益突出,《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的出台,更是促进了低碳经济的迅速发展。i},国作为}日_界上最大的发展,1,国家,不仅要承担着国际上的大国责任,还要负担起十三亿人可持续发展的大任,因此发展低碳经济势在必行,建立碳金融体系势不容缓。
【关键词】
低碳经济;碳金融体系。
随着能源问题和经济发展、环境发展的矛盾日益激化,人们着手寻求一条环境、能源与经济可持续发展的道路,低碳经济应运而生。碳金融体系的出现,是金融体系中的又一个创新,为金融的发展提供了一个新的发展空间和机遇,而金融体系的发展,反过来促进了资源的节约利用,两者相得益彰。
一、碳金融体系的含义及交易方式。
碳金融,指的是在《京都议定书》之后,各个国家兴起的低碳经济投融资活动。
它主要涉及到二氧化碳等温室气体排放等技术的直接投融资、碳权交易和银行贷款等金融活动。《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的出现,使得减排成为人们关注的焦点,成为了碳金融兴起的最主要原因。
碳金融的交易方式主要有两种,一种是各种减排配额的买卖,另一种是以减排项目为标的的买卖,这一种较第一种复杂些。这两种方式分别演化出了期货与期权的金融衍生商品。这些交易工具在市场上不断创新,规模不断的壮大,并且开始有主导市场的趋势,各个国家已经开始注意到这个市场并且展开了激烈的竞争。
二、我国碳金融体系建设中的难点。
碳金融作为一种新生的金融体系,我国也是最近才产生,与西方国家相比,各项制度尚不健全。其中主要包括思想意识、政策法规、环境建设等,具体表现在以下几个方面:
(一)国家和企业对碳金融体系的了解有限。由于碳金融体系传入我国的时间还不长,很多企业不了解,不能看到它的巨大商机,加上之前企业生产发展模式的限制,很多企业无法迅速地转型,来发展低碳经济。另外由于国家对碳金融体系的宣传力度不够,碳金融的操作模式,法律法规都不健全,使得很多企业望而却步,持观望态度,迟迟不愿意出手。
(二)相关法律法规不完善。由于碳金融经济对我国来说是新生事物,因此,国家相关的法律法规并不完善。众所周知,金融市场有其盲目性,自发性,如果没有一个良好的法律环境做基础的话,就会产生许多损坏金融秩序的行为,加上人们对低碳经济的不了解,免不了会出现投机的行为,因此国家应该尽早的制定出完善的相关法律法规,来约束碳金融市场,也给想进入的企业一个稳定的社会保障。
(三)碳金融业务活动缺乏内在动力。
由于碳金融市场是新生市场,对于综合性的人才要求比较多,这些人才不仅要有相关的市场意识,还要有法律意识,风险意识以及政策理解力。到目前为止,我们国家还是靠着政府的管理,而不是市场来解决环境问题,其中和缺乏相应的人才不无关系,这需要国家下大力气来培养。
三、构建我国碳金融体系的对策。
纵观我国碳金融体系出现的问题,要想合理的解决,需要长久的时间,同时也需要一些合理的手段,主要可以通过以下方法:
(一)搭建交易平台。低碳经济不仅仅应是我国保护环境的要求,也应该是发展经济的要求。国际上已经出现了碳交易机制,我们国家应该进一步探究其排放配额制度,通过金融市场中价格的调节功能,调整不同的经济主体利益,实现利益的最大化,同时通过国外机制的动力,带动国内产业链的平和转型。对于低碳经济的发展,要不断进行金融创新,将碳掉期交易、碳证券、碳期货、碳基金等各种碳金融衍生性商品引入到经济体系中来。另外还要不断加强人民币的国际地位。欧美国家不断提升自己国家货币在碳交易市场的参与,人民币作为市场上稳定的货币,也要抓住这一机遇,将人民币和碳排放权挂钩,推进人民币的国际化进程。只有这样,才能实现经济和环境,国内和国外的双赢。
(二)国家积极构建相关法律体系。在低碳经济发展的同时,碳金融体系会不断的完善,而与之对应的法律体系也不能落后。国家应该聘用专业的人才,深入学习碳金融的特点和国外法律法规制度,制定出适合中国国情的碳金融法律法规体系。只有这样,才能在发展低碳经济的同时,保证中国金融市场的稳定和中国经济的安全,不然,稍有不慎,就会将中国经济拖入到国际化的浪潮中,损失惨重。在构建法律框架的同时,也要政府和监督部门制定出一套完整的监督计划,在支持低碳发展的同时做好监督工作,不能让一些人钻了法律的空子。
(三)国家应积极宣传低碳经济。一个国家相关经济的发展和其政府的焦点密不可分。企业的发展离不开国家政策的大力扶持,如果国家对于低碳经济重视,企业也会望风而动。只有这样,才能带动低碳经济的快速发展,不然,低碳经济将会成为空谈。同时,如果没有国家的大力宣传,民众对于低碳经济也不会有太大的兴趣,于保护环境,节约能源也有不利的影响。
四、结语。
某些资源的不可再生和急剧减少,温室效应的不断加剧,使得低碳经济成为社会发展的必然,中国在经济发展上已经落后于欧美国家,碳经济的出现对中国来说是一个机遇,如果能很好的抓住这个机遇,中国不仅可以实现经济的发展,还能缓解经济和环境之间的矛盾。中国作为人口大国,这点对中国来说尤为重要。只有坚持科学发展观,可持续的发展,中国的经济才能经久不衰。
【参考文献】
1、邹亚生。低碳经济背景下我国的碳经济发展之路[J].中国金融。2010(4)。
2、马崧崴。浅谈低碳经济模式与环境金融创新[J].今日财富,2009(12)。
3、吴玉宁。我国碳金融发展及碳金融机制创新策略[J].上海金融,2009(10)。
【关键词】有机合成;官能团;保护
在高考化学考试中有机合成是必考点,在高中阶段学习的化学中对官能团进行的处理常常会对其他官能团产生影响,为了将这种影响消耗,我们在本文中就对高中阶段化学学习中几种较为常见的官能团进行保护和脱保护,保证在进行官能团分析中,不受其他分子的影响或者不对其他分子产生影响。
一、有机化学学习中有机合成官能团保护
有机合成中官能团的保护可以分成两种:①通过反映,将官能团转换成稳定状态,这种方法称之为反应保护。通过加入某种化学试剂将暂时不需要发生反应的官能团转化成稳定的状态,对其进行保护,防止其受到其他分子的影响或者对其他需要反应的分子产生影响,在需要该官能团时,再通过反应将其恢复;②采取合适的有机合成路线,对官能团进行保护,该种方法称为线路保护。对官能团进行保护要满足三个条件:①要容易引入保护分子;②引入的保护分子和官能团的反应要可以承受一定的反应条件;③将保护分子消除时,不能对其他分子产生影响。
在本文中我们对有机合成中几种较为常见的官能团的保护进行重点分析,其中有羟基、氨基、醛基、碳碳双键。
二、对官能团进行的保护
1.对羟基进行保护
羟基是活性基团,很容易被氧化,在一些反应中相应保留羟基,就要先对羟基进行保护,而羟基分为醇羟基和酚羟基。对羟基的保护我们以保护酚羟基为例进行保护方法说明。
例题1:香豆素是一类芳香族化合物,多存在于植物中, 其中大部分物质具有抗菌消炎以及光敏性的作用,这类芳香族化合物的核心结构是芳香内酯A, 分子式为C9H6O2, 经下列步骤反应后,转变为水杨酸和乙二酸。
回答化合物C的结构式,图中由B向C的转化有何目的?
我们对此题进行分析,A中有一个碳碳双键、一个苯环、一个内酯环,根据其产生水杨酸的特性,可以将A判断为酚酯,C,O分别和苯环上邻位上的C原子相连。在KMn4、OH-以及H3O+的条件下,B中的-CH= CH-COOH 转化为- COOH 和HOOC- COOH,进而形成水杨酸和乙二酸,但是在题中的合成路线中并没有按照提示中的线路进行,我们分析知道B中的酚羟基很不稳定,如果不采取一定的措施对其进行保护,在进行-CH= CH-COOH 氧化时,就会被破坏,所以在-CH= CH-COOH 氧化前对酚羟基进行保护,也就是图中的B转化成C的过程,在完成-CH= CH-COOH 转化后,对酚羟基的保护进行解除,使其恢复羟基的状态。
2.对氨基的保护
例题2:已知胺具有以下性质:(1)RNH2 + CH3COCl RNHCOCH3 +HCl;(2)RNHCOCH3 在一定条件下可发生水解反应。RNHCOCH3 + H2ORNH2 + CH3COOH
对硝基苯是化工原料中占有一定的比重,其合成路线为:
其中第一步的目的是什么?
从胺的性质中我们得知:- NH2转变为-NHCOCH3,-NHCOCH3再转变为-NH2,是对-NH2 进行保护,第一步则是对氨基进行保护。
3.对醛基进行保护
醛基在化学官能团中是很容易发生反应的活性官能团,对其进行的保护,主要采用的方式是进行缩醛或者缩酮反应,将其反应活性降低。
在干燥的氯化氢或者浓硫酸的作用下,一分子的醛可以和一分子的醇发生半缩醛反应,然后再和一分子的醇进行反应,形成稳定的缩醛。总反应式为:
缩醛CH3CH(OC2H5)2具有很强的稳定性, 但是在稀酸溶液中则容易发生,水解反应,生成醛:
例题3:柠檬酸是一种常见的酸,在我们吃的水果、喝的饮料中都会存在,而柠檬醛具有柠檬香味,有顺反两种异构体,柠檬醛的结构简式为(CH3)2C=CHCH2CH2 -C(CH3)= CHCHO,我们从柠檬醛分子中的碳碳双键加氢还原得到产物C的例子进行分析,对醛基的保护进行学习, 其有机合成反应路线为:
从该题进行分析,在对柠檬酸中的碳碳双键进行还原的同时,其中的醛基因为有较强的活性,所以也会被还原,所以在将柠檬酸中的碳碳双键还原之前,先对其中的醛基进行保护,以上的缩醛反应就是对醛基进行的保护,在碳碳双键还原后,可以通过水解的方式将醛基还原。
4.对碳碳双键进行保护
在有机合成中对碳碳双键进行的保护通常采用的方法是HX、X2、或者H2O,加成,在完成所需分子、官能团的形成后,再通过消去反应将碳碳双键恢复。
例题4:以1,4-二溴-2-丁烯为原料制备丁烯二酸(马来酸)有机合成反应路线为:
问题:第二步的反应目的是什么?第四步发生的反应类型为?
本题的思路很明显是有卤代烃――醇――(醛)――羧酸的反应线路,这是化学有机合成中最为常规的合成线路。在-CH2OH氧化成 -COOH的过程中,碳碳双键很容易被破坏,所以要对其进行保护,保护碳碳双键的方法就如反应线路先在第二步进行碳碳双键加成反应,在-CH2OH氧化成-COOH后,在第四步将碳碳双键还原,进行消去反应,所以第二步的目的是对碳碳双键进行保护,第四步中的反应类型为消去、中和。
三、小结
从以上有机合成中官能团保护和脱保护方法可以看出,在有机合成中对官能团进行保护和脱保护要在保护官能团的基础上不对其他基团和分子产生影响,官能团保护过程中要可以经受一定的反应条件,在对官能团进行脱保护中,被保护的官能团要很容易还原。
参考文献:
说起温室气体排放,我们很容易想到工厂冒出的阵阵黑烟,或是城市里汽车长龙排出的尾气。事实上,人们日常进行的任何活动,都有一个清晰的“碳足迹”。比如,仅仅一份牛肉汉堡,就会在制作过程中排放出接近自身重量30倍的温室气体。
牛肉汉堡主要原料的储存、运输和加工过程,需要使用柴油、汽油、煤炭等各种碳基能源。仅这一部分排出的二氧化碳,平摊到每个汉堡上就高达3公斤。而饲养一头肉牛,会另外产生220公斤甲烷。从制造温室效应的能力角度来说,1公斤甲烷与23公斤二氧化碳相当。因此,这5吨二氧化碳的排放量,平摊到一头牛能做成的2000个牛肉汉堡上,就是2.5公斤。再加上运营餐馆和顾客购买过程中产生的排放,每份牛肉汉堡会为地球增加近6公斤的二氧化碳。
在美国这个快餐王国,以每人每周平均消耗2个牛肉汉堡计算,全年因牛肉汉堡而产生的二氧化碳排放量就接近1.8亿吨。而一辆悍马H3 SUV每年不过排放11.1吨二氧化碳,也就是说,牛肉汉堡带来的温室效应与1600万辆悍马车相当。而这个数字,恰恰是今天美国公路上行驶的所有SUV总数。
虽然只有上帝知道,让美国人放弃牛肉汉堡,或者放弃SUV,哪一个更困难,但科学却告诉我们,这两者对地球的破坏力,几乎相当。
当我们从碳足迹角度重新审视周围的世界,就会发现生活中的大部分消费,对环境造成的破坏实际上可以被量化比较。我们姑且把这个量,称为每种商品的“碳成本”。今天的消费者,看似并不需要为商品所包含的碳成本买单,但实际上,作为地球村的公民,我们无时无刻不在为这些隐性成本付出代价。商业社会无节制的碳排放,正在把人类像北极熊那样,驱赶出曾经舒适的家园。
当今世界的商业环境,还没有把碳成本纳入商品价格体系,从而导致环境保护意义下“劣币驱除良币”现象的出现。考虑控制碳排放的企业,可能需要付出额外的努力。而这些努力,对终端消费者并不可见。如果说消费者愿意为超市中高价的无公害绿色食品买单,是出于自身健康的考虑,那将来的低碳食品,将很难以直接用户价值作为卖点。
但绿色供应链的出现改变了这种窘境。
低碳经济所催生出的商业机会,更多是以一种“碳风险”的方式呈现在企业面前。在全球供应链中,当原本相对平衡的竞争格局因新的制约因素引入被打破,最先适应环境改变并化解风险的企业,将获得新的竞争优势。
今天,绿色供应链已经开始成为很多行业新的准入门槛。2009年4月,沃尔玛要求其10万家供应商在5年内,必须完成碳足迹验证。根据碳排放量,沃尔玛将为商品分等级,并贴上不同颜色的碳标签。考虑到中国世界工厂的地位,这条沿沃尔玛供应链自下游向上回溯的低碳革命,将迅速影响到国内大大小小的原材料企业、制造商与物流商。这条供应链上的每家相关企业,都将被迫进行碳足迹验证,并承担减排责任。
在低碳革命的大环境下,没有通过碳足迹验证,以及碳排放量过高的企业,将慢慢被淘汰出绿色供应链。2009年9月,华硕花费1年时间,成为了台湾地区第一家获得碳足迹验证的公司。2009年11月,在内地首笔碳中和交易中,上海济丰纸业包装股份有限公司花费数万欧元,向厦门一环境工程公司购买了6266吨的碳排放量,用以抵消过去1年半时间里造成的温室气体排放。对PC巨头华硕和有世界500强母公司背景的济丰来说,这些举动并非单纯为了体现企业的社会责任,同时也有意借此获得“碳优势”并建立新的行业低碳标准。
上世纪80年代,人们普遍认为政府的环境规制会对企业竞争力产生负面影响,而环境保护也因此与企业竞争力目标构成一种两难选择。1991年,哈佛商学院著名教授迈克尔•波特对此问题提出了不同看法。波特认为,恰当设计的环境规制可以激发被规制企业的创新,产生效率收益,并导致相对其他企业的竞争优势。
事实上,对于近年来全球数百个产业的详细案例研究表明,当今具有国际竞争力的不再是那些成本最低或者最大规模的企业,而是具有持续的改进和创新能力的企业。在这一事实基础上,波特认为竞争优势不是依赖于静态效率和固定约束下的最优化行为,而是依赖于变动约束条件下的改进与创新。正是在对竞争力的动态理解基础上,波特认为应把环境规制作为提高企业竞争力的来源,而非简单的成本项目。
2009年8月,英国乐购(Tesco)连锁超市宣布将在500种商品的外包装上印制碳足迹标识,让顾客掌握每种商品生产、包装和运输过程中产生的温室气体排放量。此举可以通过具有环保意识的顾客主动筛选,推动低碳商品的销售。
关键词: 新课标 初中化学概念 教学策略
课程标准提出:“化学概念教学不要过分强调定义的严密性,要注意概念形成的阶段性、发展性和学生的可接受性。”传统化学概念教学偏重知识的完整性和系统性,存在忽视课程标准的倾向。如何在概念教学过程中,让学生既掌握和应用概念,又不增加学生的负担,达到新课标提出的要求,我谈谈自己的看法和教学策略。
1.概念教学要注意学生的可接受性,要和学生已有经验相结合。
化学和人类生活、生产紧密联系,初中化学课程内容的选择往往依据学生已有经验和心理发展水平,反映初中化学学科内容的特点,这就决定了一个人的生活经验对化学概念教学影响较大,学生在学习化学概念之前就有了相关知识和经验,形成了事物非本质的认识。如农村学生更多地把“燃烧”与木柴、稻草、风箱等联系在一起,城市学生更多地把“燃烧”与焰火、天然气、火箭发射等联系在一起。农村学生很早就学会做饭,一般所用的燃料是稻草,这就比城市学生更容易理解“燃烧”要与空气接触。所以,“燃烧”概念教学可从学生在生活中对“燃烧”的已有经验切入,通过一系列探究实验提高对“燃烧”概念的认识,通过新旧知识的相互作用,形成系统的概念体系。这种与学生已有经验相结合的化学概念教学方式,让整个学习过程自然、流畅,概念的形成水到渠成。
2.概念教学要注意直观性,从形象到抽象的逐步过渡。
化学概念本身是抽象的,应在认识过程中不断深化。初中化学概念教学要充分利用模型、直观实物素材、flas、卡通图等生动形象的画面,帮助学生理解抽象的概念。初中阶段有关物质构成的某些概念,如分子、原子,由于摸不清、看不见,具有抽象性,教师要用教材中形象的比喻唤起学生的想象,如“如果将一个原子跟一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球跟地球相比”,这样学生对原子就有了形象化的认识。微观粒子尽管肉眼看不见,但它与宏观世界有密切的联系,在“分子”概念的教学中,我先让学生用注射器吸入20mL的空气,封闭针管尖端,向里压缩,再让学生用注射器吸入20mL的水,做同样的实验。通过宏观实物的直观性教学,学生感受到微观粒子“分子”的存在和性质,使抽象的概念形象化、具体化,遵循初中学生的认知规律。
3.概念教学要注意阶段性,对初中学生逐步提高要求。
化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、结合、归纳、类比等抽象出来的理性知识,某些化学概念是学生从来没有过的生活经验。因此,对学生难理解的概念进行弹性处理,对初中无法给出科学定义的概念,可采用泛指、列举或比喻的手段开展教学。例如教学“燃烧”的概念时,要有氧气参加,随着学习的深入,只要是发光、发热剧烈的化学反应就是“燃烧”。对化合价的概念,初中学生难以理解,如果从概念本身出发,学习的难度很大,从而老师越解释,学生越糊涂。我认为直接以Na和Cl结合为NaCl、Mg和Cl结合成MgCl2为例,从满足原子结构稳定的角度,说明原子间化合要有一定的原子个数比关系就可以了,不必要求学生搞清楚化合价的数值是怎么得来的,只要记住一些常见元素的化合价,知道常见元素化合价的性质就达到教学目的了。
4.概念教学要注意发展性,不能一步到位。
初中化学概念教学要适合学生的认识特点,要循序渐进,逐步深化。初中学生知识面较窄,储备知识较少,某些概念还是比较难以理解的,在教学过程中不能一步到位。学生随着掌握知识的不断深入,理解能力的不断提高,才能加深对旧概念的理解,获得高层次的概念。如“氧化反应”概念的初级定义为物质与氧气发生的反应,编者这样处理,让学生刚学习化学时,对“氧化反应”的概念容易理解,只要有氧气参加的反应,就是“氧化反应”。当学习碳的还原性时,学生已掌握“元素”的概念,碳夺去氧化铜中的氧也是发生氧化反应,这时“氧化反应”概念中的“氧气”就上升为“氧元素”了,“氧化反应”概念的外延逐渐扩展。概念教学要注意发展性,这就要求教师在教学过程中注意概念的高度、深度,分阶段地教学,这样才不至于某些概念的晦涩难懂,让学生失去学习化学的兴趣。
5.概念教学要注意与身边物质的性质学习相结合。
概念教学的目的是用概念解释化学现象,在物质性质的学习过程中巩固概念,提高学生应用概念解释问题的能力。如在教了酸和碱的概念之后,我创设了如下情境:不少同学都被蚊虫叮咬过,感觉又痛又痒,这是怎么回事呢?学生通过查阅资料知道蚊虫叮咬皮肤后分泌出一种叫蚁酸的物质刺激皮肤,若想减轻疼痛,可涂上一些肥皂水或小苏打溶液进行中和。蚁酸和盐酸的性质相似,学生设计实验探究蚁酸的性质,得出蚁酸使无色石蕊溶液变红,将锌粒放入留有蚁酸溶液的试管中,有气泡产生。通过对蚁酸性质的探究,对“酸”、“中和反应”等概念的理解逐步加深。
总之,化学概念是将化学现象、化学事实经过分析、归纳、抽象出来的理性知识,对学生观察实验现象、学习身边物质的性质具有指导作用。如何根据新课标的要求、初中学生的特点,在教学中有意识地应用教学策略,提高学生的学习兴趣和学习效率,是每一位初中化学教师都应思考的问题。
参考文献:
关键词:硫酸铜晶体;结晶水含量;恒重条件;坩埚;实验探究
文章编号:1005C6629(2016)10C0051C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
硫酸铜晶体结晶水含量的测定是高中和大学一年级学生无机化学实验中的一个重要实验,本实验的目的是了解结晶水合物中结晶水含量的测定原理和方法[1,2],掌握电子天平、沙浴加热、干燥器等的使用方法,理解恒重操作的含义和方法。
本实验是将一定量的硫酸铜晶体(m1)置于已灼烧至恒重的坩埚中,260~280℃沙浴加热至硫酸铜晶体由蓝色变为白色,然后把坩埚移入干燥器中,冷却至室温,称量无水硫酸铜的质量(m2),重复加热、冷却、称量,直至两次称量之差很小(本实验要求Δm≤1mg),以确定硫酸铜晶体脱水完全,则m1-m2即为结晶水的质量。假设硫酸铜晶体的化学式为CuSO4・xH2O,根据
可计算得到x值,从而得到结晶水的含量。
当然硫酸铜晶体结晶水含量的测定还有其他方法,林敏[3]用微波加热使硫酸铜晶体脱水至恒重,陈浩[4]通过色度传感器运用吸光光度法分析硫酸铜溶液的浓度,从而测出硫酸铜晶体中结晶水的含量。
按照教材内容[5,6],在本实验中恒重操作是影响实验成功与否的关键实验条件之一。它包括两个方面,一个是恒重坩埚,以保证盛放硫酸铜晶体的坩埚和盛放无水硫酸铜的坩埚质量相同;另一个是恒重无水硫酸铜,以保证硫酸铜晶体脱水完全,两次称量之差Δm≤1mg。实验过程中学生需要多次重复加热、冷却、称量,以达到恒重条件的要求,然而有的学生的样品加热很长时间仍为淡蓝色,不能完全变为白色,更达不到恒重条件的要求。许多学生在这一步耗费的时间较长,甚至出现比较大的误差,出现这种情况的主要原因就是温度和时间没有控制好。那么恒重操作所需要的加热温度和时间到底是怎样的对应关系?
为了更好地指导学生实验,本文探讨了沙浴加热温度和时间对硫酸铜晶体脱水的恒重条件、在此过程中加和不加坩埚盖对恒重条件,以及用酒精灯代替酒精(煤气)喷灯对空坩埚恒重条件的影响。
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
试剂:硫酸铜晶体为分析纯
仪器:酒精灯、酒精喷灯、坩埚、KDM型调温加热套
1.2 恒重坩埚
1.2.1 酒精喷灯恒重坩埚
将一洗净的坩埚及坩埚盖置于泥三角上,小火烘干后,用酒精喷灯氧化焰灼烧至红热,将坩埚冷却至略高于室温,再用坩埚钳将其移入干燥器中,冷却至室温,取出,用电子天平称量。重复加热、冷却、称量,直至恒重。
1.2.2 酒精灯恒重坩埚
将酒精喷灯恒重过的坩埚重新水洗,在酒精灯外焰上加热烘干并灼烧,灼烧一定时间后放于干燥器中冷却至室温,取出,用电子天平称量。重复加热、冷却、称量。
1.3 硫酸铜晶体脱水
1.3.1 不同温度、不同加热时间坩埚内样品的质量变化
本实验研究了在不同温度条件下(260~ 300℃),沙浴加热不同时间(10~60min),坩埚内硫酸铜晶体的质量变化。在4~5个已经恒重的坩埚内,准确加入1.0000±0.0001g研细的五水硫酸铜晶体,将这4~5个坩埚均放在沙浴上,使其3/4的体积埋入沙中,再在靠近坩埚的沙中插入温度计(300℃),它的底端应与坩埚底部大致处于同一深度。将沙浴慢慢升温至210℃,然后小心升温至指定温度(260~300℃),此时开始计时,10min、20min、30min、40min、60min时,依次取出一个坩埚移入干燥器内,冷却至室温。用滤纸将坩埚外部擦干净,在电子天平上称量。
1.3.2 加和不加坩埚盖对硫酸铜晶体脱水的影响
在280℃的加热温度下,按1.3.1的步骤,测量在不同加热时间下,加和不加坩埚盖,坩埚内样品随时间的质量变化。
2 结果和讨论
2.1 恒重坩埚
所谓有序思维,是指思考和解决问题时按照一定的程式,包括特定的顺序、线索、条理、步骤和规律来展开的一种思维方法。它以过程的有序性为特点,跟逻辑思维既有联系又有区别:逻辑思维是借助于概念、判断、推理反映现实的一种思维方式,有其特殊的序――即逻辑或规律;有序思维不一定是逻辑思维,它通常是相对于无序思维而言诉,其对立面是无序的思维。
1高中化学教学中实施有序思维教学的意义
培养学生的思维能力是高中化学教学的重要任务之一。合理的、科学的、优化的思维程序能够加速解决问题的思维进度,提高思维活动的实际效益;有利于优化学生的思维品质,快速发展学生的思维能力。无序思维不利于问题的解决,效率很低,更不利于逻辑思维能力的养成。
2有序思维在高中化学教学中的运用
化学中的有序思维首先表现为化学的学科思维,如物质分类思维;结构决定性质,性质决定用途的思想;由特殊到一般再到特殊的思维;对称思维;守恒思想等等。运用这些思想可以解决很多化学问题。从具体的认知操作角度看,有序思维教学主要从以下几方面开展:
2.1分析有序性
例1:现有Fe、Cu组成的合金,其中Fe、Cu的总物质的量为a mol, Cu的物质的量分数为x;研成粉末后,全部投入含有b mol HNO3稀溶液中,微热使其充分反应,且硝酸的还原产物只有NO,用微粒的符号填写下列空白:溶液中金属阳离子和残留固体成分的可能组合有:
分析:我们可以根据还原性顺序Fe>Cu>Fe2+>Fe3+,再按硝酸的用量从少到多的顺序,按照这样的合理的分析思考顺序,得出以下结论:
2.2推理有序性
同分异构体知识是有机化学中的基础知识之一,它的综合性强,既是高考的热点,同时也是困扰学生学习的难点。学生在书写同分异构体的过程中,常常不是多写就是少写。所以,掌握同分异构体的书写规律是非常必要的,有序思维方法特别适用于书写同分异构体。书写同分异构体的一般顺序是:(1)官能团的类别异构:是指由于官能团的不同而引起的同分异构现象;(2)碳链异构:是指由于碳原子的排列顺序不同而引起的同分异构现象;(3)官能团在碳链上的位置异构:是指由于官能团取代的位置不同而引起的同分异构现象。按照这样的思维顺序思考,同时考虑碳链的对称性和等效性,就能很好的解决同分异构体的书写问题。
例2:写出化学式为C5H10O的有机物的可能结构简式。
最后将各有机物按碳四价原理补足氢原子即可。
2.3计算有序性
化学计算过程,实质上是对化学问题的数学处理过程,即对物质的组成、结构、性质和变化规律中的量进行处理和确定的过程。它以基本概念、基本理论、元素化合物知识及溶液组成知识为基础,以物质的量为中心,以化学式、化学方程式、有关化学量及其运算方程作为确定有关量的特殊工具,理解和运用化学概念、化学原理,进行分析、综合、对比、判断、推理的思维过程。化学计算题一直被学生认为是难题,甚至有学生放弃计算题。对于有些计算题,如果能有序地思考,能使分析的结果清晰、明了、简捷,使解题的思路顺畅;能从题给信息的各个方面入手,考虑到各种可能情况,使解答完整准确。
例3:镁条在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁。将燃烧后的产物溶解在60mL浓度为2.0mol・L-1的盐酸中,再用20mL 0.5mol・L-1 NaOH溶液中和多余的盐酸,然后在此溶液中加过量的碱,把氨全部蒸出来,用稀HCl吸收,稀HCl增重0.17g,求镁带的质量。
分析:从题中叙述可看出至少涉及十个反应,条件多,反应关系多,但是如果用路线图的方式可以简单的描述如下:
然后根据最终溶液只是NH4Cl、NaCl、MgCl2溶液,再利用离子的电荷守恒求解如下:
2×n(Mg2+)+n(NH4+)+n(Na+)=n(Cl-)
[2×n(Mg2+)+ +0.5×20×10-3]mol=2×60×10-3mol
n(Mg2+)=0.05mol
3高中化学培养有序思维的途径和方法
3.1加强基础知识教学是营造有序思维的前提
知识是思维的前提,在高中化学教学中,要以理论为指导,以反应规律为线索,加强推理教学,增强化学知识的条理性、规律性。同时,教师要注意渗透有关的学科思想,注意引导学生进行归纳总结,督促学生复习和理解重点知识,记忆有关结论,强化巩固所学的知识,并按类型精选有关习题进行有目的训练,使所学的知识由“无序”到“有序”,由“知”到“通”,由“知”到“用”,由“会(用)”到“活(用)”,做到触类旁通。
3.2精心设计问题,激发思维有序性
思源于疑,没有问题就无以思维。思维总是从解决问题开始的。因此在化学教学中,教师要通过提出有针对性的问题,创设新异的教学情境,给学生创造思维的良好环境,让学生经过思考、分析、比较来加深对知识的理解。设置问题时要抓住教材的重点、难点和关键,问题的内容应潜伏着教材内容的内在联系和符合知识积累的逻辑顺序,一环扣一环,由浅入深,由简单到复杂,叩开学生思维的大门,使学生感到新颖,造成连续的、有序思索,形成持久的内驱力,引起学生思想上的共鸣,活跃课堂气氛,有效地调动每个学生的思维积极性,这样可收到预想不到的效果。
3.3通过适当练习,加强有序思维能力
学生学习了思维方法并不等于真正掌握了思维方法。要能够灵活运用,还必须经过适量的练习。在有计划、分层次的练习中反复运用已学过的思维方法,强化它们在头脑中印象,学生的思维能力就能逐步得到提高。在课堂练习中,学生可以得到及时的反馈和指导,而且学生之间你一言我一语的补充回答能有效地激发思维,从而给学生留下较为深刻的印象。
通过多年的教学实践,我认识到在教学过程中不仅要注重教学内容的传授,更要注重学生思维能力的训练,有序思维是一种重要的思维方法,有利于学生思维能力的形成和发展。学生养成有序思维习惯后,掌握知识将更系统,表达更有条理;分析和推理能力、直觉思维能力等都会增强,独立思考能力和自主学习能力也会得到提升。
参考文献:
[1]陈志远.有序思维规律与高三化学教学[J].化学教学,2007(11):25-26.
[2]陈建荣.有序思维与解答化学开放性试题[J].中学理科,2004(12):11-12.
关键词:低碳;风景园林;气候;能源
1.低碳风景园林功能特点
1.1 降低风景园林建设中的能源消耗
在我国城市化迅猛发展的同时,风景园林建设领域(特别是城市中的风景园林)的高能耗现象越来越突出.它们贯穿在从园林材料的生产到园林的施工以及后期运行、拆除、更新等各个阶段。
低碳风景园林营造可望从操作层面切实降低能源消耗。1)通过本地或就近选择材料.可大幅度降低材料在交通运输中的碳排放,由此带来总体能源消耗的减少;2)通过选择“低碳”材料替代“高碳”材料来减少风景园林建设中的碳成本,例如减少钢材玻璃、水泥的用量;3)鼓励、促进可再生能源(太阳能、光能等)和低能耗、超低能耗技术及其产品在风景园林中的推广应用(例如采用太阳能光伏发电的路灯来照明等);4)以规划设计手段合理延长园林的使用寿命,从而降低风景园林设计中的能源消耗总量。5)拒绝仅仅为所谓景观效果而设计高耗能(如大面积的玻璃墙,易散热的薄墙体.不必要的大空间等)的建筑或构筑物。
1.2提高风景园林营造和使用过程中的能源效率
现代风景园林建设中越来越多地运用采伐木材(特别是古树、大树)、新材料(包括水泥、钢材、玻璃等人工材料),并且随着频繁的城市更新,又会对“旧” 的材料弃之不用、移除重建。而低碳风景园林营造则提倡对园林材料的可持续利用.通过寻求对已成型、已使用材料的改装、重构等创新设计措施,使越来越多的园林材料得以循环再利用。各种园林材料在工程前工程中和工程后的多发利用无形中就可以提高其所包括能源的利用效率.从而实现风景园林建设的可持续发展。
1.3 增强风景园林的碳汇功能,改善生态环境质量
充分发挥绿色植物的碳 功能 将大气中的温室气体(二氧化碳为主)储存于植物根际或土壤中— —积极扩大碳汇,是成本较低的减碳途径之一。据测算.每公顷阔叶林每年大约吸收360t碳当量、每公顷针叶林每年大约吸收930Kg碳当量、每公顷草坪每年大约吸收870kg碳当量,林木每生长1m3平均吸收1.83t二氧化碳。由此看来,植树造林、保护湿地、集约利用土地、提高城市绿化率。
低碳风景同林营造提倡充分利用绿色植物的碳汇功能,具体体现在多建生态景观,少建大面积硬地广场和草坪厂场.限建高耗电的人工瀑布、喷泉,多营造有利于户外健身、增氧减少热岛效应的林荫地等,并保留自然山体、河湖水景等存城区的原始位置.借此方法增强城市园林景观的碳汇能力.有效改善城市生态环境质量。
2.低碳风景园林营造措施
低碳风景园林营造与普通园林营造的最太差别在于,它需要计算并控制、减少其二氧化碳排放量.提高能源使用效率。通常我们可以从以下5个方面探讨其主要规则设计、材料、施工、项目维护和更新。
2.1 减少园林建设的碳足迹
碳足迹(Carbon Footprint)是指个.凡或团体日常释放的温室气体数量,它通常被用来衡量人类活动对环境的影响。每个的日常生活都会留下相关的碳足迹:所厂的车、拥有的住房和土地、采暖的方式、吃的食物等。目前在互联网上已经有了一些可以方便地测算出个人碳足迹的软件.并且同时提供抵消这些碳足迹的方案。充分理解风景园林营建过程中的碳足迹.将有助于园林设计师认真思考低碳风景园林的设计和营造。
风景园林项目的每一个要素在它们的执行和维护阶段都存在相应碳足迹,因此项目的发展应该经过严格的碳评估以控制其碳排放量— —该评估不但应在项目实施前进行.还需持续到项目实施之后的跟踪测量,以确定这些项目既能满足使用的需求,又没有过量消耗能源、排放二氧化碳.从而确保该项目将会对社会及生态环境产生积极的影响,符合“低碳”的要求。
2.2 控制园林施工中的碳排放
存园林工程施工的早期往往需要大量使用消耗石化能源的机械,这很容易造成污染、地面压实、噪声、严重的交通压力、额外的仓储空间等一系列问题。如果风景园林师尽量选择在有可能减少机械作业的场所建设园林景观.就会有效减少上述问题.从而降低风景园林项目施工过程中的碳排放.并减少大型机械作业对于土壤和植物本身的危害.保护生态环境。
2.3 降低园林维护的碳成本
风景园林师的设计手法 对材料的选择和对风景园林管理的规划都将影响风景园林维护所需的碳威本。园林项目在施工期间的碳成本通常是一次性成本,而维护时期的碳成本则是持续的:它可以持续十几年、几十年甚至上百年。自然界中的绿色植物是持续生长和变化的,但城市的园林空间(如城市公园、街头绿地等)为了满足特定的城市功能和美学要求,经常需要将它们保持在某种特定状态下,园此通常要运用灌溉、施肥、修剪等多种手段进行长期养护.由此会带来持续不断的二氧化碳排放。如果风景园林师在设计之初更多地考虑景观生态学的原则.利用生态的、可持续的和自维持的方法去适应生态系统的变化(如地质变化、气候变化等),就可能把风景园林长期维持所需的碳成本控制在相对低的标准之下。例如,设计师可以用草地来替换人工草坪、增加植物的多样性、立体绿化、多用乔木、选择适宜粗放管理的植物品种等.这样做既可以有效减少维护园林绿地所需的碳成本.同时又可以保持园林的开放性与可迭性。
2.4 延长园林的“生命周期”
风景园林的“生命周期”.是指园林景观可以保持多长时间不被移除和更新。对于现代城市园林景观而言(甚至包括赢得奖项的设计项目),有时只有20~30年的使用寿命— — 尤其在我国城市化高速发展的近30年间.很多项目的生命周期甚至更短。典型的城市更新不但包括对原有场地、材料的大规模挖掘、移除,还要加上新的设计和建造。如此叠加带来的异常高的综合碳成本并未被人们所重视.因为人们可以找到很多理由进行城市更新:铺路的材料不耐久或很难清理、园林空间布局不台理、没有创造出安全的空间为社区提供服务等。究其原因.关键在于有些风景园林项目并没有符台社会的真正需求:它们或没有使人感到舒适、耐久、全,或没有适宜地利用土地、形成持久的自然美感。
类似的物质性问题通过设计师深入的场地调查、分析和对材料的了解,通常还是可以被逐一解决的.而真正的困难却存在于风景园林营造方式和设计师表达手段的改进— —很多设计太过“风格化”—— 这样的园林也许在项目刚刚竣工时会热闹一番.但很快就会被遗忘、甚至淘汰:因为它们过分注重时尚、乐于追随国际设计运动、或在设计中运用过于“表面化”的个性表达。这些特点往往导致社会不能快速适应这个 “时尚”的园林景观,同时如此时髦的园林景观也很难随着社会同发展和变化 ,因此急需被更新。
作为风景园林师,其工作的重要准则之一就是要关注生态环境。因此.设计师不能只热衷于创造空间和形态过于个人化的“产品”,而是在人口增长、社区成长、艺术风格和物理环境不断改变的情况下,通过创造生态友好、具有灵活性、可以有效应的控制和降低碳排放.使作品成为真正低碳的风景园林。
3.结束语
低碳风景园林的兴起时代的需要,它合乎当展的理念,体现了人们追求和谐,可持续发展的愿望。不管是在省市还是在郊区,建设低碳风景园林都将有其重要的生态价值。我们的未来需要低碳,子孙也会继承这一认识,将低碳走的更远,使得世界成为舒适的人居环境。希望本文提出的一些建议可以为发展低碳做贡献,也希望我国的低碳园林事业蓬勃发展。
参考文献
1、 陈,低碳经济与园林绿化可持续发展[J]、建设科技.2010(19)
2、 赵彩君,刘晓明.城市绿地系统对于低碳城市的作用[J].中国园林.2010(06)
想要舒适性和环保责任并行不悖,绝非无稽之谈,从改变机动交通工具一贯的『高碳姿态入手,将绿色与环保的元素融入其中,就能找到二者的平衡点。一些航空公司也正做出努力,提出『碳补偿计划
“绿色旅游”的意义在于,怀着敬天惜物的心态去亲近自然、感受自然,用静默的倾听取代嘈杂的噪音污染,用纯粹的欣赏代替对生物的打扰和危害,用心灵的感悟取代对自然源的强取豪夺,既在旅途中尽情感受大自然之美,又与环境保持着和谐共存的关系。
绿游风行
世界银行环境部和生态旅游学会,给“绿色旅游”下了定义―“有目的地前往自然地区,去了解环境的文化和自然历史,它不会破坏自然,而且它会使当地社区从保护自然源中得到经济收益。”这与日本自然保护协会(NACS―J)的观念如出一辙,该协会认为游客在理解、鉴赏自然地域的同时,已经潜移默化地为日本当地的自然、文化保护和地域经济做出了贡献。
在很多人的印象中,绿色旅游追求的是低能耗、低污染的标准,因而要比“腐败奢华游”来得“朴实艰苦”。其实,“绿游”并不一定与“享乐”绝缘,只要努力做好力所能及的环保措施,一样可以在享受旅行的同时履行生态责任和环保道德。正是这个原因,“绿游”受到了越来越多人的支持和追捧。它更新了“旅游”的内涵:它带给人们的不仅是享乐体验,更是一种学习体验。它教会了人们不要单纯地向自然索取,而是积极探索自然和旅游之间的内在关系,带着敬畏感和保护意识去享受旅游的过程。它让旅游者与自然更亲近,对生活更理解。目前,“绿色旅游”成了全世界的新风尚,中国国内的“绿游”产业也发展得十分红火。
去年6月,中华环保联合会和中国旅游协会旅游景区分会,共同主办并启动“生态景区中国行”大型活动,倡导在旅游景区开展低碳行动,发展低碳旅游。经过专家组的认真测评和实地考察研究,首批确定了50家在低碳建设方面成绩突出的旅游景区和地区,作为“全国低碳旅游实验区”的共建单位,包括安徽黄山、江苏周庄、河南龙门石窟、海南澄迈县、四川峨眉山等景区。
绿行降碳
选定了旅游目的地,接下来就该考虑如何出行了。传统的出行方式主要依靠机动交通工具,如航空、汽车、邮轮等,其高能耗、高排放的弊端的确有些违背“绿游”的初衷。不过其实,想要舒适性和环保责任并行不悖,绝非无稽之谈,从改变机动交通工具一贯的“高碳”姿态入手,将绿色与环保的元素融入其中,就能找到二者的平衡点。
选择一款绿色车型是既环保又不打享乐折扣的最佳途径。2008年,上海通用汽车启动 “绿动未来”全方位绿色战略,以“发展绿色产品、打造绿色体系、承揽绿色责任”为核心,通过科技创新,不断为中国消费者带来“更好性能、更低能耗、更少排放”的绿色车型,并积极发挥业务链龙头作用,带动上下游共创绿色产业生态系统,以实现企业自身、企业与行业、企业与环境的和谐永续发展。
2011年8月,全新一代别克君越eAssist混合动力车上市,它将SIDI智能直喷发动机与先进的eAssist智能混合动力技术完美融合,在保持君越固有的高品质驾控性能与豪华舒适的前提下,油耗可降低20%。根据国家颁布的《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》,别克君越eAssist混合动力车目前将在全国25个试点城市销售。
作为别克品牌同步全球最新科技的又一力作,君越eAssist混合动力车在同级市场率先采用锂电池,作为混合动力车的核心部件之一,锂电池在功率密度、自放电率、自重、循环使用寿命等各方面,都比现在同类车普遍使用的镍氢电池有明显优势。其综合措施显著提升了君越eAssist混合动力车的燃油经济性,在城市拥堵路况下,燃油经济性可提升30%以上。
在提高燃油经济性的同时,eAssist智能混合动力技术还进一步提升了别克君越的驾控性能。特别设计的专用6速手自一体变速箱对传动齿轮系统和主减速比都进行重新设计,并配置可传递更大扭矩的变扭器,增加了电动油压保持装置,为驾驶者提供了传动效率更高、换挡响应更快而且节能的驾驶体验。而15kW电机的辅助驱动,则为车辆增加了40%的起步扭矩和72%的起步功率,同步提升了动力性能与起步表现。通过智能科技的注入,君越eAssist混合动力车让有志于环保、节能的汽车消费者在追求出色燃油经济性的同时,获得高品质的豪华驾控体验。它将节能环保、高品质驾控与舒适乘坐体验和更贴近市场的价格完美结合。
一些航空公司也正做出努力,提出“碳补偿计划”,中国香港国泰航空、美国联合航空公司、美国大陆航空公司都是率先推出该项目的企业。旅行社和旅游网站也是推广“碳补偿”行动的中坚力量,携程旅行网在不久前就推出了碳补偿活动,出游者可用积分兑换树苗,由知名环保组织安排栽植,为自己的旅行进行碳补偿。预订机票时,将根据其飞行里程,提醒客人该次旅程航空飞行所产生的二氧化碳排放量,以及减少这些二氧化碳而需要种植的树木数量,并提供相应的碳补偿选项。客人可用其积分兑换树苗,最后由环保组织“上海根与芽”安排栽植,地点在内蒙库伦旗的植树基地。
同时,前沿科技不断融入飞机制造业,也为“绿游”创造了有利条件。美国西南航空公司前不久推出了一款“碳平衡”绿色飞机模型,向公众展示了新材料对于“绿色航空”的卓越贡献。该款飞机机身采用较轻的材料打造而成,自重比一般飞机轻得多;飞行时对天然气的消耗也很低,减轻重量的同时还降低了能耗;真皮座椅套被新的轻型座椅套替代,每个座位降低两磅重量;新材料制成的救生衣让每个座位节省1磅的重量;泡沫填充座位又可省去不少重量。设计人员还采用了环保型的飞机配套设施,如英特飞牌地毯,既可100%回收再利用,又耐磨实用,只需最基本的维护、清洁费用;将旅客腰带的制作材料从原本的塑料换成铝,更符合可持续的理念。舒适度不减反增。
绿宅降能
酒店是旅游业的耗能之王,同时排放大量被污染的废弃物。一座中等规模的三星级酒店,一年大约要消耗1400吨煤的能量,可向空中至少排放4200吨二氧化碳、70吨烟尘和28吨二氧化硫。因此,如果想要旅行“绿”得更纯粹一些,最好选择入住绿色环保酒店或碳中和酒店。
绿色环保酒店的优越性在于,实现了“低碳”甚至是“零碳”。中国保定电谷锦江国际酒店就是最好的例证,凭借太阳能玻璃幕墙,整座大厦的发电量可达0.3兆瓦,堪比一个小型发电站。整个大厦的卫生冲厕、消防、洗车、浇花等均采用中水,不仅达到在大厦内零排放的目标,而且使用后的中水将再次返回到污水处理厂作为热电厂循环水二次使用,实现了能源的循环利用。
目前全球已有六十多个国家正大力发展绿色环保酒店,利用可持续发展能源,与当地自然生态圈和谐共生。从澳大利亚塔斯马尼亚岛海湾中将一切现代奢华享受与自然融为一体的私人海滨酒店,到智利巴塔哥尼亚随时准备为当地动植物腾出栖息地的帐篷旅店,都证明了绿色酒店的超凡魅力,它让旅行与环保这对组合更显卓越。
费尔蒙酒店集团是首个关注气候变化问题并致力于环保行动的奢侈酒店。它积极参与全球最大的环保组织―世界自然基金会(WWF)开展的“气候拯救者计划”,并通过实施全新的能源和碳管理措施,确保旗下所有新酒店均努力降低二氧化碳排放。2010年,费尔蒙凭借其对全球环保做出的杰出贡献,正式成为绿色钥匙环保评级计划(Green Key Eco-Rating Program)的一员。
他是华能集团清洁能源技术研究院有限公司院长,自从2009年12月23日上海石洞口第二电厂12万吨级二氧化碳捕集项目建成投产以来,他就一直为中国第一个百万吨级的碳捕集项目忙着。碳捕集全称碳捕集和封存技术,简称CCS,后增加一个“U”,即碳捕集、利用和封存技术,简称CCUS。
中国的电量有70%来自煤电,而煤电的产生过程排放了大量二氧化碳。就在12万吨项目投产前半个月的12月7日,国务院总理在哥本哈根全球气候峰会上向全球郑重承诺:2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放量将比2005年减少40%~50%。
煤电碳减排便顺理成章地成了个无法绕过去的坎儿。作为走向更大吨位的“忠实粉丝”,许世森希望从0到3000吨,到12万吨,再到百万吨这个碳捕集技术“三级跳”能够成功。
前两次,他跳出了世界前列的成绩。第三跳却遇到了困难。
三级跳
2011年6月30日,许世森接受《中国经济和信息化》记者专访。这位挂着“博士生导师”头衔的非学院派学者,其实更像个老板。在一个小时左右的时间里,他未喝一口水就这样连珠炮似地跟记者讲述着他对加了个“U”后的CCUS技术的立场和对于建设百万吨级位碳捕集项目的迫切心情。
“我们确实感受到了这种压力和迫切性,应该说欧美也在拼命地往前赶,希望能够超越,所以,我们希望在12万吨的基础上,做一个100万吨以上的碳捕集项目。”许世森说。
有资料显示,到2035年,化石燃料的发电量仍将占全球发电量的一半以上。而根据国际能源署(IEA)的数据显示,截至2050年,应用CCS技术实现的二氧化碳减排量将占到届时全球规定减排总量的20%。因此,CCS在燃煤和燃气电厂及工业生产中的应用十分必要。
然而,中国对CCS技术的研究时间并不长,尽管从2008年3000吨的实验项目已经走向了12万吨的规模化捕集。即便中国给CCS技术加了个“U”后更重视捕集后的碳利用问题,但华能集团所捕集来的12万吨碳并不能全部被市场所消纳。那100万吨以上的碳捕集项目捕集来的二氧化碳怎么消纳呢?
但许世森顾不上这么多了,“从目前来看,我们是走在了一个国际领先的水平,但并不代表我们会永远走在前列。如果说我们不把这个技术放大到100万吨以上,有可能在几年之后,比如说5年之后,被国外超出很远”。
许世森不幸言中。2011年5月5日,在美国宾夕法尼亚州匹兹堡一场主题为碳捕集与封存(CCS)技术的重要行业会议上,法国公司阿尔斯通电力宣布位于西弗吉尼亚州纽黑文市美国电力公司Mountaineer电厂的冷氨碳捕集与封存验证项目成功运行。
阿尔斯通是全球电力行业的领先企业之一,其创新环保的领先技术已成为行业的参照基准。长期以来,阿尔斯通电力相信全面发展二氧化碳减排的发电解决方案对于应对气候变化是极为必要的,其在提高各种可再生能源的利用,提高新建和现有电厂的化石燃料发电效率,以及开发CCS技术等领域都有经验积累。
6月中旬,基于Mountaineer电厂等13个碳捕集项目的数据实证,阿尔斯通电力全球总裁朱倍贺(Philippe Joubert)表示:“现在我们可以自信地说,碳捕集技术运行状况良好且成本颇具竞争力。”
这让许世森想第一个迈入百万吨级位碳捕集项目的愿望落空了。
如果说许世森从0到3000吨完成了第一次优美的跳跃,那从3000吨到12万吨则更是以世界第一的成绩完成了他的第二次跳跃,尽管第二次跳跃承担了一定的风险,但这符合化工行业放大30~50倍的规律。
对第三次跳跃,许世森说:“这中间再放大10倍,应该说放大的风险很小了,技术和设备的可靠性都是没有问题的。”
不过,情况并不令人乐观,除了阿尔斯通电力的150万吨项目,许世森说:“美国有3个,欧洲至少有10个100万吨以上的示范工程现在正在设计、建设,而且这些工程都有国家支持,属于国家示范的项目。”
中国还能不能赶得上百万吨级位碳捕集项目的“末班车”,许世森常常反问自己该怎么办。
合纵连横
2011年6月2日上午,在北京国家会议中心的一个会议室里,许世森又一次站在了演讲席上,他的每一次演讲都希望有更多的人来关心和支持CCUS这样一个技术项目迈向百万吨级位。
不过,这次听众不多。虽然这次“2011年中日绿色博览会高层论坛”上,来的都是关注环境问题的专业人士,但由于这个会议室里的主题会议只是多个平行论坛中的一个,加上CCUS技术的特殊性,会议室里显得有点冷冷清清。
会议主持人是年近80岁高龄的中国工程院院士、清华大学热能工程系教授倪维斗,但他的观点是把碳利用放在首位,如果不解决碳利用问题,“单纯考虑碳捕集后封存,不会产生任何的经济效益,反而由于增加了监测、运行等成本,无论对于政府还是企业,都难以长期负担这部分成本”。
这个观点其实与许世森的观点有些差异,他主张先掌握百万吨级技术,有了成熟的技术,再考虑利用问题,但会上他的支持者寥寥,这让他多少有点难过,但他仍热情地对与会者甚至记者推销他的理念。
其实,自2006年起,许世森就单独或合作写过碳捕集相关的学术论文10篇,发表在业内相关学术期刊上。这些都是他想把中国的CCUS技术推向国际化的努力之一。
“下一步,因为毕竟这些研发工作看不到经济效益,怎么来投资,怎么组成一个国家项目,是不是要国家支持一部分,企业支持一部分来推动。”
据介绍,现在二氧化碳需求量最大的是石油开采。而随着陆上油田勘探开发力度的加大,低渗透油藏已成为我国油田的重要增储阵地。中国石化科技开发部油田处副处长胡凤涛在接受《中国经济和信息化》记者采访时说:“在传统的意义下,很多低渗透油气藏是难动用储量,但如果采用二氧化碳驱油的方法,可能成为优质储量。”
许世森也是对这种利用方法充满了信心,“我们的捕集技术已经是半工业化了,再走一小步就到工业化了,然后跟二氧化碳驱油技术结合在一起,就能成为一个完全商业化的技术。”
而据美国的经验显示,平均三吨二氧化碳能够驱一吨油,“从目前我们的二氧化碳成本来说,就是三四百块钱,三吨也不超过1000块钱,一吨油至少也有3000块钱,所以,它的经济效益还是很高的”。
在二氧化碳利用方面,国内的如中原油田也取得了不错的成绩。其濮城水驱废弃油藏已连续14年综合含水达到98%以上,水驱开发已无经济价值。2008年6月,中原油田开始进行二氧化碳驱油试验,井组日产油由原来的0.6吨最高上升到15.9吨。截至2010年3月,累计注入二氧化碳1.23万吨,累计增油3272.7吨,预计实施二氧化碳驱油后井组采收率可提高7.9%。
当然,许世森没有坐等。他告诉《中国经济和信息化》记者:“我们已经和陕西延长油田、胜利油田达成初步协议,尽管具体合作方式和价格还在‘拉锯’,但毕竟迈出一步。”
博弈碳减排
许世森的自信无法感染那些反对派。因此,他的游说有时就演变成了一场唇枪舌战。
“从我个人来说,对这个事件还是抱有一定的信心,同时,我个人会不断地努力去做一些推动工作,因为要做大量的沟通和推动工作,我们希望将这些技术进一步地放大,使他在比较长的时间内保持这个国际领先的水平。”
在一次会议上,许世森甚至很激动地指责反对碳捕集项目建设的人是目光短浅,“碳捕集作为一种潜在的、可供选择的低碳技术,是中国必须储备的一项战略技术。现在做碳捕集项目的确需要付出高成本代价,但是如果我们今天不付出一定经济代价的话,以后可能要付出更大的代价”。
碳减排分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三个过程。碳捕集作为燃烧后的碳减排技术,是否一定比在燃烧前和燃烧中减排更有优势一直存在争议。
而随着燃烧前和燃烧中碳减排技术整体煤气化联合循环发电系统(下称IGCC)的成熟,在该领域占有领先地位的日本专家在2011年6月2日的“2011年中日绿色博览会高层论坛”上,他们就表示更热衷于利用IGCC技术来减少二氧化碳的排放量。
2009年6月初,国家发改委正式核准华能集团天津IGCC电站示范工程项目。这意味着碳减排技术在中国进入了多元化时代。该项目在2011年7月底投入运营。
但这并不是说CCS技术就没有前途。2006年由一名律师转行开始做碳交易咨询和服务的一致人和国际环境科技有限公司杨智良总经理告诉《中国经济和信息化》记者,“如果即将出台的《中国温室气体自愿减排交易活动管理办法(暂行)》能够把它纳入其囊,那CCS技术的市场前景还是非常好的”。
据美国大型市场调查公司BCC Research的预测,未来五年全球CCS技术市场年均复合增长率将达到25.4%,从2009年的1250亿美元增加至2014年的3890亿美元。
其中,燃烧后捕集和EOR(强化采油)市场年均复合增长率为19.1%,从2009年的661亿美元增加至2014年的1590亿美元;前燃烧和IGCC市场年均复合增长率为31.8%,从2009年的563亿美元增加至2014年的2240亿美元。
但尽管如此,这还只是个“画饼”,至少在中国还没有看到能够充饥的可能性。杨智良说:“碳捕集是美国人提倡的减碳技术和手段,投资巨大,我更主张项目减排或者行业减排,减碳同时促进低碳经济转型。”
一边是CCS的未来诱惑,一边却是现实的旁观,许世森所要面对的还不仅于此。他还要面临更为严重的质疑:被称为他“拜把兄弟”,最早向国人介绍碳捕集技术的吕学都的否定。
吕学都是亚洲发展银行气候变化与碳市场顾问,他现在是公开反对建设碳捕集技术项目的专家。“对于中国这样一个能耗大国而言,根本还是要提高能源利用率。企业在没提高能源利用率之前,不要轻易尝试碳捕集。二氧化碳收集、压缩、运输,这系列过程是需要消耗巨大的能量的。假如本来的能源利用率就不高,再加上装这套体系还要额外耗费能耗,就等于需要排放更多的二氧化碳来达到收集二氧化碳的目的,完全是得不偿失。”
而成本问题更是成了一些政府官员和学者强烈反对的关键原因。国家发改委能源研究所CDM项目管理中心副研究员冯升波表示,把排出去的二氧化碳抓回来,让它不要散布在大气中,看似简单的过程,但每吨需要50~60美元的成本。
“以2006年计,我国燃煤电厂排放的二氧化碳约为20亿吨,假若捕集就要花费800~1000亿美元,相当于7000亿元人民币。而这样的巨额资金,对于中国这样的发展中国家,着实承担不起。”
如果把碳捕集技术的成本附加到煤电价格上去,同样得不偿失,杨智良说:“如果煤电价格跟太阳能发电价格一样了,那还不如把煤炭保留着,开发太阳能更划算了。”
华能西安热工研究院二氧化碳控制与减排研究所所长黄斌还算了一笔清晰的账:以30万千瓦规模的电站,一年捕集100万吨二氧化碳为例,以往的电站投资大致在每千瓦4000元,一旦加上碳捕集装置,其成本将变成每千瓦8000~10000元。
不过,朱倍贺预测,在2015年CCS技术达到商业化规模之时,装备CCS设备的燃煤电厂所排放的二氧化碳捕集率将可达到90%,其发电成本根据电厂燃料和位置的不同将介于6.5~8.5欧分/千瓦时(约0.65~0.85元/千瓦时)之间。这一价格与可再生能源发电相比已具有极大的竞争力。
访谈
碳捕集项目利益难协调
――专访华能集团清洁能源技术研究院有限公司院长许世森
CEl:现在这个100万吨碳捕集项目在哪建,怎么投资,有计划吗?
许世森:有计划。因为现在都还没有完全谈妥,是商业秘密,所以也不好对外公布。但这个项目在紧密地筹划中,实际上我们自己内部的设计都已经做完了,如果说我们华能自己有油田,今年可能都投入运营了;或者是石油公司有捕集技术,也可能都做了。
但是,现在是捕集技术在我们这边,驱油技术在石油公司那边,两者要结合在一起需要一个过程。现在大家的意见和分歧在慢慢减少,如果说将来不管是工程方面,还是科技方面,能够顺利地实施,这个示范工程推进起来就会比较快。
CEl:这个投资需要多少钱?
许世森:不超过10亿元。关键就是如何实现经济效益。
CEl:经济效益怎么样?
许世森:经济效益主要体现在采油那一块。按道理说,采油的经济效益应该回补一部分给我们碳捕集的,因为捕集的没有经济效益,但经济效益是由使用公司掌握的,他们肯定是希望二氧化碳的成本越低越好,他们的利润就会越高。但如果我们的经济效益太低了,项目就没办法运行了。
所以,要尽快让这个项目运作起来,我们也在想一些其他的方式,比如说通过改变公司的组建方式来解决利益分成的问题。
CEl:所以如果采油公司不愿意做,这个项目就做不了?
许世森:石油公司自己也想做,想自己独立做,但得从头开始。我们已经从3000吨到12万吨了,如果他们想独立做就得再走一遍这个技术过程,这就是浪费了,还得提高认识,发挥综合协调各方面的手段。
CEl:你刚才提到政府扶持,你觉得政府应该从哪些方面来扶持这项事业?
许世森:比如说,减排二氧化碳现在先做示范项目,政府对示范项目,不管从什么渠道,从科技项目、贷款渠道,资金支持渠道,支持自主创新,给这个项目一定的补助,补给一部分;然后这个项目就能起来了嘛,将来要推广的话,就需要制定一些政策了。
现在,因为项目刚刚起步,再加上二氧化碳减排,整个国际、国内的形式还没有迫切到这个程度,所以说,政策的制定一时半会还不一定能够出台,但对于示范项目应该是给一定的资金支持,加上它本身还是有一定经济效益的。
CEl:那你说100万吨的碳捕集项目,是一种商业行为还是一种公益行为?
许世森:应该说是这两种行为的结合,可以称之为示范行为。如果把这两个行为融合在一起,对石油公司,对国家也是有意义的。所以,应该定义为一个高科技示范行为。
CEl:欧美国家的100万吨碳捕集项目主体是国家还是某个企业?
许世森:他们的做法是这样,国家来主导这个事,列为国家的示范项目。美国就把它列为了美国能源部的示范项目,国家给50%的资金支持,你这个项目要是需要10亿美元,国家给5亿美元资金予以支持,但由企业做。这样就能削掉企业的一部分资金压力,企业就更有积极性,等于国家和企业共同来做这件事。这个模式,我们国家也可以这么做。
CEl:华能之前做的3000吨和上海12万吨的碳捕集都是华能集团自己在做?
许世森:是,全部是华能自己出的钱。为了开发这个技术,主要是尽社会责任,华能是中国最大的发电公司。最大的不做,谁来做。但再往前,单靠华能自己来做是做不了。
CEl:那可以说陷入了一种尴尬的境地吗?