时间：2022-04-19 06:59:25
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篇化学反应论文，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。
1复习的内容及其教学价值
从知识的概括抽象程度来看，孤立的某一、两个化学反应的实例及其应用往往价值有限。要使它们变得真正富有教育意义，就必须把它们纳入到学科知识的结构中，需要把事实(实例)、概念和规律与化学观念、学科中普适性更高的重要概念和方法，如物质的性质、物质的检验、物质的转化、化学反应的验证等组合起来，让学生能够基于这些不同层次知识间的内在联系实现知识的拓展和知识结构的改造(见图1)，让学生能够从中领悟更有普遍意义、具有持久迁移价值的学科思想观点与解决问题的思路和方法，以提升学生的化学思维水平。以“二氧化碳与碱的反应”为载体来感悟学科中普适性更高的化学观念、重要概念与方法，需要学生“穿越”事实，需要让学生经历以事实、现象、规律为基础的比较与分析、归纳与概括、观点表达与质疑等思维活动。这是实现学生知识改造、完善学生认知结构的重要保障。例如，以二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应无明显现象等内容为认识对象，围绕“探究化学反应发生的证据”这一核心任务，需要引导学生利用联系和变化的观点，整合之前所学的相关知识，通过比较、分析、概括等思维过程，逐步完善相应的分析思路与方法(见表1)。
2学生的认识发展与障碍分析
物质的性质、反应与检验，化学反应发生的验证与物质的变质等内容涉及的知识点多，其综合性较强，学生学习存在一定困难。表现:少数学生对实验现象的描述不准确，对实验原理的分析及化学方程式的书写有错误;在有关实验探究及方案设计方面，大多数学生没有思路或思路混乱，对实验过程的描述和分析不清楚等。多数学生能够依据物质的性质对单一物质进行检验、解释相关现象等，但对于相对复杂的问题，如两种物质同时存在如何检验某一种物质时，想不到或不会分析排除干扰，不能将知识综合运用。基于上述分析，学生在复习过程中需要发展的方面主要如下:①知识的巩固与提升。以“二氧化碳与碱的反应”为载体，将常见物质(二氧化碳、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钙)与上述反应建立关联，建立这几种物质的性质、反应、检验与转化的认识，帮助学生建立有联系的知识，促进知识的巩固、整合与系统化。②分析思路与方法的完善。以二氧化碳与氢氧化钠是否反应为探究点，从验证反应物减少、验证有新物质生成两个角度来探究反应是否发生，在问题解决的过程中促进学生完善分析思路与方法。③认识角度的拓展，将知识应用于解决较为复杂的问题。如，换个角度看“二氧化碳与碱的反应”，引出氢氧化钠溶液的变质问题，按照是否变质、是部分变质还是完全变质等问题的探究，将常见的碱(氢氧化钠)与盐(碳酸钠)的性质、反应与检验融入其中。物质的检验需利用物质的性质差异来进行。利用氢氧化钠与碳酸钠的化学性质差异来分析和解决氢氧化钠溶液的变质问题(见表2)，可以帮助学生形成较为清晰的思考问题的路径，有利于帮助学生应用所学知识解决实际问题。
3复习教学活动设计
(1)复习教学的整体思路基于上述分析，在“二氧化碳与碱的反应”复习教学中，基于学生的认知基础与发展需要，从物质的性质、检验、转化(变质)以及化学反应的验证等多角度来深入认识化学反应便成为复习的核心所在。为此，将“二氧化碳与碱的反应”专题进行整体复习教学设计:第1课时，定性分析二氧化碳与碱的反应，侧重物质检验、反应发生的验证以及碱的变质问题;第2课时，定量分析二氧化碳与碱的反应，解决实验装置的分析及实验中某物质质量分数的计算等问题。(2)主要复习活动举例以第1课时的教学为例。教学思路如下:(课的引入)二氧化碳与碱反应的再认识(任务1)探究二氧化碳与氢氧化钠溶液是否发生了反应(任务2)分析碱的变质问题(任务3)提升思路与方法，解决新的问题。任务1和任务2的设计，体现了同一问题的不同认识角度，即通过检验生成物不仅能判断氢氧化钠溶液与二氧化碳是否发生了反应，还能分析碱液是否变质的问题。任务3的设计，注重在解决新的问题过程中，增进学生的理解力，并形成应用化学反应分析问题的思路和方法。现就其中的主要活动设计简要说明如下。任务1探究二氧化碳与氢氧化钠是否发生了反应［问题1］如何用实验证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应?［素材1］2013年北京化学中考32题实验装置(见图2)。［学生活动1］分析此装置的特点及小气球的作用。思考并讨论:证明二氧化碳与氢氧化钠反应需进行的操作、相应的实现现象及发生的相关反应是什么。［设计意图］利用图2所示的实验装置，证明二氧化碳与氢氧化钠反应的实验操作依次为:第一步，将针管1中的氢氧化钠溶液推入瓶中，气球鼓起，发生的反应是CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O反应;第二步，将针管2中的稀盐酸推入瓶中，溶液中有气泡产生，气球变瘪，发生的反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2;第三步，向外拉注射器3，澄清石灰水变浑浊，发生的反应是CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O。以此作为教学素材，将反应原理与实验装置、操作有机整合，指导学生如何看实验装置图，如何在新的实验情境中分析化学反应，从而体会到如何利用化学反应解释现象、检验物质、说明反应的发生。［素材2］学生探究二氧化碳与氢氧化钠反应的实验微视频。［问题2］想一想实验还有需要完善的地方吗?有哪些干扰因素?如何排除干扰?［学生活动2.1］观看学生实验视频，思考和交流实验探究二氧化碳与氢氧化钠的反应的思路:通过验证生成物碳酸钠的存在，即加酸有气泡，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊，说明二氧化碳与氢氧化钠溶液反生了反应。讨论和分析实验的干扰物质及排除方法:瓶中有可能存在没有反应完的二氧化碳。而要排除瓶中二氧化碳的干扰，需在推入盐酸前，先向外拉注射器3。若无明显现象，说明瓶中二氧化碳已完全反应。［追问］设计实验通过气压差能否验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应?［学生活动2.2］思考并交流需排除氢氧化钠溶液中水的干扰，学生能想到做对比和控制变量的实验。观看用氢氧化钠固体与二氧化碳反应的视频，说明通过证明二氧化碳减少，产生气压差也能证明二氧化碳与氢氧化钠反应发生。［方法提升］在互动交流中师生共同总结检验无明显现象反应发生的方法。［设计意图］播放学生实验的微视频，将实验原理、装置的理论分析与学生探究实验的实践相结合，能有效地激发学生新的学习。利用连续性的问题引导学生思考、讨论和交流，让学生参与实验探究的全过程。一方面帮助学生理清检验无明显现象反应发生的思路，即可以从验证反应物的减少、验证有新物质生成两个角度来考虑;另一方面引导学生发现验证实验中的干扰因素并考虑如何排除干扰，在问题分析与解决的过程中提升化学思维，培养思维的严谨和发散性。任务2对氢氧化钠溶液是否变质及变质程度的探究［素材3］一瓶久置的氢氧化钠溶液。［学生活动3.1］思考久置的氢氧化钠溶液有可能发生的变化:氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳可能发生了反应。［问题3］如何检验这瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度呢?［学生活动3.2］思考如何来分析氢氧化钠溶液的变质问题，设计相应的实验方案并完成学案中的相关内容。［追问］若证明氢氧化钠溶液部分变质，如何排除碳酸钠对氢氧化钠检验的干扰?［学生活动3.3］交流完成的学案(见表3)及设计的实验方案(见表4)。小资料:①碳酸钠俗称纯碱，其水溶液呈碱性。②CaCl2溶液呈中性，CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl［方法提升］在互动交流中师生共同总结判断碱液是否变质及变质程度的方法。［设计意图］提出氢氧化钠溶液的变质问题，给学生一个新的视角，通过分析与讨论，让学生体会到通过检验生成物不仅能判断氢氧化钠溶液能与二氧化碳发生了反应，还能帮助分析碱液是否变质，这样给学生之前已完成的复习增添了新的意义。分析氢氧化钠溶液是否变质的关键要看是否有碳酸钠存在，因此可以利用碳酸钠的性质进行检验。分析氢氧化钠的变质程度关键在于分析生成物的成分:如果是全部变质，生成物只有碳酸钠;如果是部分变质，生成物中既有碳酸钠，又有氢氧化钠。要说明变质程度关键是要证明氢氧化钠是否存在。要检验氢氧化钠的存在，还需要考虑如何排除碳酸钠的干扰。基于上述的分析思路的讨论，引导学生学会从哪些角度分析、如何通过实验来证明氢氧化钠碱液的变质问题，促进学生将知识转化为解决实际问题的能力。在实验方案的书写与交流方面，要求学生从“取、加、若、则”四个方面做答，以规范和提升学生实验方案的书写与表达水平。任务3提升思路与方法，解决新的问题［问题］利用二氧化碳与碱液反应能解决哪些问题?如何解决呢?［学生活动］总结所复习的内容，在教师引导下学生完善板书内容(见图3)［拓展应用］有一包久置的生石灰干燥剂，你能探究哪些问题?请说出你的思路与方法。［设计意图］通过“二氧化碳与碱的反应”特点及其应用的分析，整理所复习的知识内容，让学生进一步体会多角度地认识化学反应;通过板书(见图3)结构化地呈现的内容与分析要点，将分析问题的角度与思维可视化，让学生清晰地知道证明化学反应发生的思路、分析碱液是否变质及变质程度的方法。设计的拓展应用，重在促进学生运用所学知识解决相关的不同问题，既是给学生提供更多的练习与应用的机会，也可以用此来说明或检测学生是否掌握了所复习的内容。
4结束语
总之，物质发生的化学反应是物质化学性质的具体体现，是实现物质转化的基本途径，是进行物质检验、分离、提纯的基本依据与重要方法，是研究物质、探究化学反应的重要载体。某些典型物质的化学反应(如二氧化碳与碱的反应)，是引领学生深入研究物质、多角度地认识化学反应的重要素材。在教学中，需要充分挖掘这些具体素材所承载的学科重要概念、学科思想观点与方法，以此为导向展开教学，将学习重心从记忆事实转移到理解可迁移的化学观念和对更为根本的学科知识结构的深层理解，使学生的认识能够基于具体知识但又超越具体的知识，以实现学生知识的结构改造、观察与认识事物的方式发生变化。这是提升学生的化学思维水平与解决问题能力的重要教学策略。本文系北京教育学院“学科教育学”重点学科建设研究成果、2014年北京市“初中生学科知识建构的研究与实践”项目成果。
作者：何彩霞 余丽蓉 单位：北京教育学院 北京市和平街一中
化学反应微分截面的实验测量能够最细致地反映一个化学反应的本质特征，而通过求解在势能面上运动的原子核的薛定谔方程来得到基元化学反应的微分截面则是量子动力学理论计算的终极目标。 在过去的几十年间，经过包括中科院大连化学物理研究所杨学明、张东辉等研究组在内的科学家们的不懈努力，人们已经基本解决了三原子化学体系的量子动力学难题，能够定量地计算三原子体系的微分散射截面。然而，从三原子体系发展到更多更复杂的反应体系，则是一个巨大的挑战。作为向前发展第一步的四原子体系相对于三原子体系，体系的自由度从3增加到6，这意味着无论是势能面的构造还是散射动力学的计算，从难度到计算量都有巨大的增加。譬如，对于势能面的计算，如果每个维度计算100个位点，那么四原子体系的6个自由度相对于三原子体系的3个自由度，所需计算的位点数量就增加了一百万倍！而每个位点的能量计算、势能面的拟合等的难度和计算量都因为原子核和电子数量增加而急剧增大，由此可知量子动力学理论计算从3原子体系发展到4原子体系，困难之大超乎想像。 H2 + OH → H2O + H反应体系是四原子反应体系的基本范例，是燃烧化学和星际化学中的重要反应，其逆反应则是选模化学的研究样板。在过去的几年间，大连化物所杨学明、张东辉研究组对该反应的同位素替代反应HD + OH → H2O + D进行了反应动力学研究。理论上，他们发展出一套非常有效的含时波包方法，能够对六个自由度的四原子反应进行精确的计算，同时用更精确的方法构造了该反应体系的势能面，从而完成了该体系的第一个全维量子态分辨的动力学计算。实验上，他们采用高分辨的交叉分子束—里德堡氘原子飞行时间谱方法测量了HD + OH → H2O + D在不同反应能下的微分截面及其随碰撞能的变化关系。实验结果和理论计算结果高度吻合。 这是首次对一个四原子反应体系的态-态微分截面取得理论和实验高度吻合的研究结果，是分子反应动力学研究的一个重要突破，也意味着大连化物所在分子反应动力学领域继续牢固占据着国际领先地位。 该项研究得到了科技部和国家自然科学基金委的资助，研究成果发表在7月22日出版的美国《科学》杂志上（Science 333，440(2011)）。（来源：中科院大连化学物理研究）
硕士论文、职称论文、医学职称毕业论文、、、，更多详细信息请关注。 原文链接：《科学》摘要（英文） 英文摘要： Quantum dynamical theories have progressed to the stage in which state-to-state differential cross sections can now be routinely computed with high accuracy for three-atom systems since the first such calculation was carried out more than 30 years ago for the H + H2 system. For reactions beyond three atoms, however, highly accurate quantum dynamical calculations of differential cross sections have not been feasible. We have recently developed a quantum wave packet method to compute full-dimensional differential cross sections for four-atom reactions. Here, we report benchmark calculations carried out for the prototypical HD + OH → H2O + D reaction on an accurate potential energy surface that yield differential cross sections in excellent agreement with those from a high-resolution, crossed–molecular beam experiment.
[关键词]化学反应；工程教学；知识框架；方法衔接
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0121-03
化学反应工程是化学工程的一个重要分支和组成部分，以化学反应过程和反应器为研究对象，旨在进行化工反应技术的开发、反应过程的优化和反应器的设计与优化，属于化学工程与工艺专业的核心课程。[1]本课程涉及物理化学、化工热力学、化工传递过程、优化与控制以及数学、物理等多领域的知识，是集综合性、工程性和理论性于一体的交叉性很强的一门学科。学生在学习本课程时，普遍感到理论抽象、数学推导繁琐、工程问题多，不少学生认为化学反应工程是大学中最难学习的课程之一。[2]甚至，很多学生在学完本课程之后，其思维仍停留在繁琐的计算公式中，不甚清楚所学知识的内在联系和具体应用。尽管已有很多关于化学反应工程的教学、教改论文，在教学内容、教学方法以及考核方法等方面提出很多有益的建议和措施，但是仍有必要进一步的对化学反应工程的内容进行一个系统的梳理，构建一个明确、系统的知识体系框架，对一些容易混淆的概念、知识点予以廓清，并针对部分知识难点的教学提出一些建设性处理方法。鉴于上述原因，笔者经过多年的教学实践，结合学生的反馈，获得一些体会，希望能与同仁们进行交流，提升本门课程的教学效果。
一、构建课程知识体系框架
由于化学反应工程具有内容多、公式多、计算繁琐的特点，很多大学生在学完本门课程后，留下的印象大多是大量、复杂的公式推导和计算，他们仍十分迷惑从这门课程中究竟学到了什么知识，所学知识有什么用？因此，在课堂教学时要力求避免纯粹的繁琐数学描述，着重进行基本概念、基本理论和工程观点的阐述。这就有必要构建一个清晰、明确的化学反应工程的知识体系，让学生清楚课程的核心目标以及不同章节知识点间的内在联系，并不过多的纠结于复杂的数学计算，方能化繁为简，更好的掌握本课程的知识。
图1画出了化学反应工程课程的知识体系框图，涵盖了课程的核心目标、研究对象及其间相互关系和主要章节内容。学习本课程的核心目标是能对化学反应过程进行正确分析，设计和优化反应器。基于此，还可开发新技术和设备，指导和解决反应过程开发中的放大问题，发展和完善反应工程学的理论和方法。工业化学反应总是在一定的反应器中进行，化学反应的特性（化学过程）和反应器的传递特性（物理过程）共同作用，影响到最终的反应结果。为了便于学习和研究，将反应特性和反应器传递特性分开来进行研究和阐述，在分别研究清楚之后，再进行综合。这就需要研究清楚两方面的内容：（1）化学反应特性，主要研究不考虑传递过程的本征动力学，属于每一个化学反应的个性，是影响反应结果的内因，不同的化学反应体系具有不同的动力学表达式。按照参加反应的物相划分，化学反应可分为均相反应和非均相反应。其中，均相反应的反应速率主要受催化剂、温度、浓度（压力）和溶剂特性的影响，在反应体系确定的情况下，其反应速率则可表示为温度（T）和浓度（C）的函数关系，即：-ri=f（T，C）。而非均相反应总是发生在相界面上，其本征化学反应过程涉及多个界面过程（如：气-固相催化反应包含表面吸附、表面反应和表面脱附三个串联过程），其反应速率除受上述因素影响外，还受到反应界面大小的影响，在催化剂确定的情况下，仍可表示为-ri=f（T，C）。本部分内容主要涉及均相反应动力学基础和非均相反应（多相催化催化）动力学基础两个章节。（2）反应器传递特性，主要是指反应器的热量、质量传递（在压力变化不大的情况下，一般不考虑动量传递）和返混特性，属于反应器的共性问题，是影响反应结果的工程因素――通过影响反应器内温度与浓度分布而改变反应结果。反应器按操作方式可以分为间歇式操作、连续操作和半连续操作。其中间隙式操作的所有流体质点具有同样的停留时间，而不存在返混问题；而连续操作的反应器根据返混的大小程度则可以分为完全不返混的平推流反应器（PFR）、完全返混的全混流反应器（CSTR）以及介于二者之间的实际反应器。PFR和CSTR中的流体流动状态是两种理想的极端情况，称为理想流动；而偏离上述两种理想情况的流体流动（不管是否由返混造成）则为非理想流动，对于非理想流动通常通过停留时间分布函数和停留时间分布密度函数，并借助于一定的流动模型来描述其流动特征。本部分内容主要分为理想流动（部分书也称之为均相反应过程）和非理想流动两个章节。
反应器的传递特性与其中发生何种反应无关，故可以通过冷模实验来研究大型反应器中的传递特征；而化学反应的本征反应动力学特性与反应器的尺寸、形式无关，则可以构建小型热态实验研究反应特性。这样就可以比较容易的分别研究清楚反应器的传递特性和化学反应特性。鉴于反应器的传递特性会改变反应器的温度场、浓度场，从而影响反应器内各质点的反应速率，进而又改变反应器内的温度、浓度分布，二者相互作用、相互影响，影响最终的反应结果。因此，需要综合考虑化学反应特性和反应器传递特性，通过数学模型法，联立物料衡算式、热量衡算式、动力学方程、动量衡算式和参数计算式，进行反应过程的分析（包括反应器的热稳定性），从而设计新的反应器或对现有反应器进行优化。本部分内容主要涉及均相反应器（含反应器热稳定性分析）和非均相反应器（主要包括固定床反应器、流化床反应器及多相流反应器）各章节。考虑到我校的化学反应工程教学课时为48学时，关于多流体相反应过程、聚合反应过程以及生化反应过程等章节的内容则不做课堂教学要求，感兴趣的同学可以自学。
二、注重方法
关于教学方法在很多教学论文[3] [4] [5]中已有较好的阐述，在这里主要针对本门课程一些难点抛砖引玉的介绍几个处理方法，希望有助于大学生学习和掌握相关内容，学会将所学知识进行移植、融会贯通。
（三）在化学反应工程中常常会涉及很多优化问题的求解问题
化学反应工程常常涉及串联反应中间产物为目标产物时的优化操作时间，循环反应器的最优循环比，CSTR串联反应器的优化组合，以及CSTR反应器的热稳定性等问题。优化问题求解实际上就是求解极值，惯用的手段就是推导出关键函数与关联操作变量的函数关系式，通过求导并令导数等于零即可求出最优操作条件。这是纯粹的数学问题，学生往往觉得抽象、难以理解，并容易因抽象的数学公式而产生厌学情绪。这时，将关键函数与关联操作变量在图上示意出其变化趋势，再结合关键函数的数学求导进行讲解就很容易被学生理解、接受了。
三、知识的衔接与应用
化学反应工程是一门集理论知识和工程应用于一身的课程，贯穿化学工程专业的大学三年级及其以后的整个大学生涯。在化工专业的课程设置和能力培养上必须注重知识的衔接和应用。我校的化学反应工程课程安排在大学第六学期，同步开设了化工专业实验，其中与本课程紧密相关的实验主要涉及反应器停留时间分布的测定（包括管式反应器流动特性测定、多釜串联返混性能测定）、多孔物质（催化剂）孔径分布及比表面积的测定、甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及其聚合反应速度的测定、活性炭吸附法脱除气体中的有机溶剂蒸汽、煤炭反应性的测定、固体流态化实验（含流化床干燥实验）、超细粉体（碳酸钙）的制备等（上述部分实验属于设计性的选做实验）。通过实验强化学生对非理想流动特征、反应器停留时间分布特征及其测定方法、反应速率测定方法、多孔介质上气体吸附特征及其应用、实际反应器等的认识和理解，并能初步创造性的运用所学理论知识进行反应器的操控和数据的处理。第六学期期末即进行为期3周的化工生产实习，其中2周主要在燕山石化的炼油厂和化工厂进行，现场重温各类实际化工反应器及其操控；1周在校内进行，可在新建的化工仿真实验室进行石油常减压蒸馏和催化裂化工段的仿真实习，熟悉各装置的操控、调节和事故分析、处理，增强工程分析和解决工程问题的能力。每年举办的全国大学生化工设计竞赛（自2007年开始举办，时间为每年的5月-8月）为化工类大学生提供了一个很好的培养和锻炼创新思维、工程设计与实践等多方面技能的实战平台。近五年来，我校化工专业学生均组队参赛，参赛人数比例逐年递增，今年的参赛人数达整个化工专业学生总人数（指化工专业三年级大学生，个别二年级优秀学生参与体验但不组队参赛）的65%。从2014开始，我校开始尝试将本年度的化工设计竞赛题目作为化工专业的专业综合设计题目，一改使用多年设计题目的陈旧感，紧追化工领域的当前热点，师生普遍反映效果良好。在化工设计竞赛中的一大核心即是反应器的设计和模拟，有助于夯实化学反应工程学科相关知识，并学以致用。课堂教学――专业实验――设计竞赛――专业综合设计这一系列教学实践活动保证了化学反应工程知识的强化、吸收和从学到用的衔接。
四、结束语
综上所述，对化学反应工程的教学除了常规的教学方法的改进外，尚需要从课程本身的特点出发，从第一堂课开始即要构建一个清晰、明确的课程知识体系，避免过多的纠结于复杂的数学计算过程。并且，在教和学的过程中巧妙的利用一些处理方法解决知识难点，起到融会贯通的作用。此外，教学院系在化工专业培养体系和课程设置上要适当注意专业知识内容的衔接和运用，力争做到学以致用，学以会用。
[ 注 释 ]
[1] 李宝霞.《化学反应工程》教学改革模式探讨[J].高教研究与实践，2012（4）：33-35.
[2] 苟建霞，解胜利，贾冬梅.化学反应工程教学与改革[J].广西大学学报（自然科学版），2008（S1）：264-266.
[3] 尹先清，李赓.化学反应工程教学方法探讨[J].长江大学学报（社会科学版），2010（5）：32-33.
关键词： 初中化学 课堂问题 问题设计
初中化学作为一门基础的实验性学科，教学主要是为了普及化学的基础知识和原理，培养青少年的科学精神。为了提高这门课程的教学效率，课堂问题的设计被提到了一个新的高度，成为很多教育家和教育工作者研究的课题之一。研究发现，对课堂问题的精心设计，能够在很大程度上利用青少年对事物充满好奇的心理特征，在知识和思想的层面对教学产生积极的影响。好的课堂问题应该具有新颖性、驱动性和持续性，这三个特征使得课堂提问成为一个利器，使教学过程如虎添翼。
一、课堂问题的新颖性对化学教学的帮助
初中化学的课堂提问由来已久，从化学成为一门独立的教学学科就已经开始。随着时代的发展，问题在不断演化，保持课堂问题的新颖性成了老师的一项义务。问题的新颖性设计首先要求提出的问题应该多与现代社会的一些现象贴合，例如前不久一则新闻提到某电子设备生产企业的员工利用“吸金袋”对电镀池中的黄金进行偷盗，前后偷取黄金16公斤。这是一个很有讨论性的话题，盗金贼正是利用化学原理进行的黄金偷盗。基于这个新闻，我们可以设计下面问题：盗金贼运用怎样的化学反应从电镀池中偷取黄金？这个化学反应背后的原理是什么？粗金提纯过程中使用的溶液是怎么发明出来的？我们对待化学知识的态度应该是怎样的？通过这些问题，一下子就能够调动学生的积极性。盗金贼使用的只是简单的置换反应的基本化学反应，但这个故事肯定比用铁置换溶液中的铜要吸引人。例如在讲解基础化学中的经典反应仪器启普发生器的时候，我们可以设计一系列问题，首先是关于启普发生器的工作原理问题，在启普发生器中反应的物质应该具备怎样的特征，苏打与盐酸也能产生大量的气体，能不能在启普发生器中反应，反应的现象会是怎样等问题能够调动学生的想象力。有条件的学校还可以组织学生在实验室中对自己的答案进行实验验证，能够取得很好的效果。最后课堂问题的新颖性要求问题能够与其他学科比如物理、数学、生物等产生联系，这也是教学创新的拓展，能够调动学生的想象力和创造力。比如电镀工艺就是一个很好的话题，讨论置换反应中电子的流动和氧化还原反应的本质，用一个问题将物理中的电学与化学中的反应结合起来，是物理与化学的综合，更容易激发初中生的兴趣，加深他们对科学的向往。
二、课堂问题的驱动性对化学教学的帮助
课堂问题的驱动性是近年来提出的一个课堂问题设计思路，目前仍然是课堂问题设计最大的难点。研究人员认为：初中化学教学课堂提问的问题应该具有一定的层次，能够起到引发学生思考的效果和目的，也就是课堂上提到的问题应该具有思考的驱动性。长期的教学实践中，老师虽然也提问一些问题，但是大部分比较基础和孤立，没有太多值得深思的价值。比如“铁生锈是化学反应还是物理反应”或者“原子核由什么构成”这些填空式的问题，已经无法满足现代化学教育的需要。我们不仅要传授知识，还要帮助学生养成良好的思考习惯和思维方式。驱动型学习的目的是打破传统教育中学生被动接受知识的局面，通过对问题认真思考的过程，掌握更多的知识和方法。比如对“高锰酸钾制备氧气”这一实验提出的问题，过去总是原理是什么或者为什么用排水法收集气体等。在驱动性问题设计框架中，应该将问题设计成这样：如果先熄灭酒精灯后移除导管会产生怎样的现象，原理是什么？利用相同的实验装置，设计其他实验，要求同样产生氧气，应该怎样设计？为什么试管能够直接用火焰加热？还有哪些玻璃仪器可以被加热？为什么？可以发现，这些问题都有一定程度的开放性和拓展性，需要学生根据自己已经掌握的全部化学知识进行综合考虑，从不同的章节中取出有用的部分进行问题的解答。这些问题的答案有的不唯一，这样能够使学生从不同的角度看待问题，对其思维的发散性的培养有一定的帮助。
三、课堂问题的持续性对课堂教学的帮助
传统化学课堂的提问基本上是就事论事，很难形成系统性的问题结构，随着现代教育理念的兴起和现代教学手段的发展，对问题的设计与记录成了教学方法的突破。比如在利用多媒体教学的同时，利用电子扫描和录入技术，我们可以很轻松地对过往的课堂提问问题和学生的回答进行回顾和复习。老师在教学过程中，能够轻易对学生问题回答的全面性和层次性进行基于发展式的记录和总结，为下一阶段教学安排和教学策略的调整提供依据。同时，化学课堂问题的持续性能够将不同时间不同阶段讲解的零碎的化学知识点通过持续性的问题“串”起来，形成一条条知识链，最终形成初中化学知识框架。例如在氧化反应的章节，学生回答燃烧反应的本质是什么的答案是其他原子如碳原子、铁原子等于氧气原子的结合;讲解氧化还原反应时，同样的问题，问题的答案就变成了碳原子、铁原子作为还原剂被氧化剂氧气氧化;学习化学反应中电子的转移时，同样的问题，答案就变成了氧化剂吸收电子达到稳定结构而还原剂失去电子达到稳定状态于是放出了热量;后来学习中了解到物质的能态时，关于燃烧的本质，答案有所不同。
关于初中化学课堂问题的设计，已经成为一个引起广泛关注的话题。目前，对这一方面的研究成果还不是很多，也不是很成熟，这就需要广大奋斗在一线的初中化学老师互相交流、互相切磋，一道为基础化学的教育事业添砖加瓦、作出贡献。
参考文献：
关键词：腐蚀，材料腐蚀，腐蚀控制
一般而言，金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应，而引起的变质和破坏统称为腐蚀，其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象，其中尤以钢铁的腐蚀最为常见，危害、损害性极大。
一、腐蚀的概念及分类
（一）腐蚀的概念
腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化，如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式，又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系，腐蚀反应的场所，首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料，如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等，在一个腐蚀系统中，对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件，如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。
采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程，称为腐蚀工程。
（二）材料腐蚀的分类及特征
材料腐蚀的现象和机理比较复杂，材料腐蚀的分类方法也有许多，根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。
1．按腐蚀机理分类
通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。
（1）化学腐蚀：是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀，镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。
（2）电化学腐蚀：是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。在反应过程中有电流产生，腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中，成为阳极氧化反应。阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子，成为阴极还原过程。这两个反应是相互独立而又同时进行的，称之为一对共轭反应。有阴阳极组成了短路电流，腐蚀过程中有电流产生。如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。电化学腐蚀比较普遍，对金属结构的危害比较严重。
（3）结晶腐蚀：是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐，由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。
（4）物理化学复合腐蚀：是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。
2．按腐蚀破坏形式分类
按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀（即点蚀）、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。
（1）全面腐蚀：又叫均匀腐蚀，指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上，其特征表现为金属质量减少，壁厚减小，非金属体积膨胀，韧或脆性能减退或失去。腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上，但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。
（2）小孔腐蚀：又称为点蚀，在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔，蚀孔的深度大于直径，严重的可将设备腐蚀穿透，蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。
（3）应力腐蚀：是指在机械应力（外载荷或内部残余应力）和腐蚀介质的共同作用下，金属材料发生的腐蚀破坏。如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。
（4）电偶腐蚀：电位不同的金属或合金互相接触，并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏，破坏一般集中在连接部位附近。
（5）缝隙腐蚀：由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。
（6）选择性腐蚀：多元合金在腐蚀介质中，较活泼的先溶解，因而造成材料强度而大大下降，这称之为选择性腐蚀。如黄铜脱锌等属此类腐蚀。
（7）晶间腐蚀：是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行，使晶粒之间失去合力，使材料丧失强度。
（8）磨损腐蚀：是由于机械因素（湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等）和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏，其特征是形成密集的凹坑或沟槽。免费论文，腐蚀控制。。
（9）氢损伤：是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏，它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。免费论文，腐蚀控制。。
3．按环境状态分类 按产生腐蚀的环境状态，可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀，其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀；工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。
事实上，在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中，普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用，所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施，而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。
（三）腐蚀因素
材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程，所涉及的影响因素也很多，总结起来，可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类，内部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素；外部因素指环境因素，如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等；内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素，如埋地管道的管地电位等。
二、金属腐蚀控制方法
腐蚀控制技术涉及面广，内容也十分丰富。材料防腐蚀的基本原则是：针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素，从实际出发，以预防为主和进行重点保护，防止或减少腐蚀而造成的经济损失。在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。
（1）合理选材。根据不同介质、操作条件、材料的性质等，选用合适的金属或非金属代用材料。
（2）表面覆盖层。表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层，将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法，因其简便实用，喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。
（3）电化学保护。电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀，它分为牺牲阳极法和外加电源法。阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。
（4）添加缓蚀剂。添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属材料。缓蚀剂不改变介质的性质，往往用量很小，大多在1%左右，但效果显著，缓蚀剂根据存在状态可分为液态缓蚀剂、气态缓蚀剂、固态缓蚀剂。免费论文，腐蚀控制。。
（5）金属表面转化。金属表面转化是用化学和电化学的方法将金属表面进行氧化、磷化、钝化转化等，在金属表面形成一层保护层，隔离金属基体与腐蚀介质，以减缓金属的腐蚀。
参考文献
1、张清学、吕今强主编，腐蚀施工管理及施工技术.北京：化学工业出版社，2005
2、吴涛主编，施工项目经理工作手册.北京：地震出版社，1999
3、胡士信主编，阴极保护工程手册.北京：化学工业出版社
关键词：HPS教育；化学；教学流程设计
中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）15-0088-02
我国中学化学课程改革的宗旨是提高学生的科学素养，并从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度体现出我国培养学生科学素养的理念，这个特点是我国基础课程改革的一个亮点[1]，将HPS教育模式应用于化学教学可以实现在人文的背景下实施化学教育。它的这个特殊视角决定了把HPS教育融入到化学教育中有助于全面提高学生的科学素养。
一、HPS教育
HPS是科学史和科学哲学（History of Science and Philosophy of Science）的英文缩写，随着科学社会学的发展和科学社会学与科学教育的特殊关系，科学教育家将科学社会学也纳入HPS教育当中，HPS就变为科学史、科学哲学和科学社会学（History Philosophy and Sociology of Science），其主要内容是：把科学史、科学哲学、科学社会学的有关内容纳入到科学课程中, 以期提高科学教育的质量。[2]HPS教育的根本目的是理解科学本质。
二、HPS在化学教学中的价值
1．HPS教育可以提高学生对化学知识的理解。将HPS教育应用到化学教学中必然涉及到化学的基本概念、基本原理，但是HPS教育的优势不在于传授给学生化学知识，而在于传授给学生化学知识（化学概念，各种假设和理论等）的来龙去脉。皮亚杰认为：儿童对科学的认识过程会重述科学知识发展过程的默写特征。[3]学生在学习化学时会出现与化学史上科学家当时认为是真理的观点一致的现象，让学生知道化学知识的演变，能够提高学生对化学知识的理解，因此进行HPS化学教学是一个非常有效的方法。
2．HPS教育有利于科学的化学方法的培养和化学思想的熏陶。化学史展示了化学思想和理论体系的产生及演变过程，呈现给我们的是一幅辉煌的、静态的化学科学的画卷，因此学生学到的不仅是各种化学结论，还有这些结论产生的背景和条件，让学生受到化学思想的熏陶。化学的发展都是伴随着科学研究方法的进步，因此在讲述化学思想和理论的演变及进步的时候，就会向学生展示科学的方法，从而培养学生科学的方法。
3．HPS教育可以在人文的背景下构建化学教学。HPS化学教育是从科学史、科学哲学、科学社会学的角度讲述化学学科知识，为自然学科增加了人文气息，学生不仅学到化学知识，更重要的是感受到科学知识背后永恒的人文精神和科学素养，实现人文教育与科技教育的统一，达到人文教育与科技教育的平衡。
三、HPS教学模式
HPS教学模式是由孟克和奥斯本所提出的，这一教学模式实施的基本前提是：所学的课题必须是科学史上某一科学家曾经研究的自然现象。这一模式的教学程序包括6个环节：①演示现象；②引出观念；③学习历史；④设计实验；⑤呈示科学观念和实验检验；⑥总结与评价。
四、教学案例
以苏教版高中化学教材《化学1》专题2第二单元――镁条在二氧化碳中的燃烧为例，进一步深化燃烧的概念。笔者在对这节内容深化的时候会引入有关的背景知识，加深学生对燃烧的理解。
1.演示某一现象，创设问题情境，引出问题。初中的时候我们学习过什么是燃烧，以及燃烧的三个条件：有可燃物，有氧气和温度达到着火点，向学生演示燃烧试验：硫和磷在空气中燃烧，铁在氧气中燃烧。那么请同学归纳一下燃烧的定义。
同学甲：有氧气参加的发光发热的化学反应。
同学乙：有氧气参加的剧烈的化学反应，并有二氧化碳生成。
……
最后教师归纳总结：即有氧气参加的剧烈的发光发热的氧化反应。这是大家一致的看法。向学生演示：镁条在二氧化碳中的燃烧。出现了什么现象？没有氧气参加这属于燃烧吗？燃烧的概念到底是什么？
2.引出观念，引导学生查阅资料，并发表自己的见解。
学生甲：这不属于燃烧（尽管是发光发热的剧烈的化学反应，但是没有氧气参加）。
学生乙：属于燃烧（出现了跟燃烧一样的现象）。
……
3.介绍化学史上的各种关于燃烧的学说，并介绍一个问题产生的背景和当时科学家的不同观点（运用多媒体教学）。约翰・约阿希姆・贝歇尔的燃素说认为：物体的组成部分是空气、水及三种土质（①可燃的油状土；②汞状的；③可熔的或者玻璃的）。燃烧时，“油状土”被烧掉了，这个学说可以很好地解释有机物灼烧后质量减轻的原因，但是一些金属单质在空气中灼烧后质量变重的现象就不能解释。
拉瓦锡根据燃烧磷和硫之后所得的物质比原来的磷和硫的质量之和要重，由此断定：一定是空气中的某种东西加入了反应，才使反应物的质量变重。后来他设计了实验进行验证，他在一个密闭的容器里加热锡和铅，两种金属表面均起了一层金属灰。从前的实验都表明，带着金属灰的金属比原来的要重。但这次他却发现，整个容器在加热后并不比原来的重。这就是说，如果金属肯定增加了重量，那么空气必然失去了重量。空气若有所失，便会在密闭容器里形成真空。果不其然，当他一打开容器，空气马上涌了进去，因为容器的重量立见增加。这个实验充分证明了，金属燃烧的结果是与部分空气相化合，从而了燃素说。
后来普利斯特里发现氢气在空气中燃烧之后形成小露珠，这个露珠被证明是水，人们逐渐认为燃烧是：有氧气参加的剧烈的发光发热的氧化反应。上面的燃烧都是在氧气中发生的，如果将这些物质放在其它气体中点燃，它们是否会发生化学反应？如果发生化学反应，反应前后物质有什么变化？这个反应是燃烧吗？
4.引导学生设计实验，对其进行探究。大家观察一下硫、磷和铁在氧气中燃烧的实验，都具有发热、发光、剧烈燃烧这些特征，大家再来观察一下这些化学反应方程式，反应前后化合价是否有变化，那么在其它气体中点燃这些物质是否也具有这些特征？
5.教师对学生讲解书本上的观点。教师引导学生对燃烧的本质进行实验验证，将硫、磷和铁在氯气中引燃，实验现象也是发光发热剧烈的化学反应，在分析化学反应方程式的特征后得出结论：化学反应前后化合价有变化。这些特征刚好和硫、磷、铁在氧气中燃烧的特征一致。（这里教师并不是直接给出燃烧的定义，而是让学生到试验中去总结归纳，这里也刚好体现出探究的科学性）
6.总结与评价。从学生实验仪器的选择、实验猜想、实验设计和归纳总结方面进行评价，得出结论：①上述反应都属于燃烧，并且镁条与二氧化碳的反应也属于燃烧。②燃烧是发光发热剧烈的氧化还原反应。
从上面的教学流程设计可以看出：HPS教学模式把化学史、科学哲学和科学社会学的内容融合进了化学课堂，实现了在人文的氛围中进行化学教学，拉近了学生与科学家的距离，让学生体验到科学家在研究这部分内容时的思维过程，同时也符合皮亚杰的认知论，为学生进行化学知识的建构建造了一个舞台。
参考文献：
[1]蔡铁权，蔡秋华“科学素养说”与中学科学教育改革[J].课程・教材・教法，2004.
[2]丁邦平.HPS教育与科学课程改革[J].比较教育研究，2006，（6）:6.
关键词：VOCs NOx 臭氧 相关性 EKMA曲线 东莞
1 引言
臭氧作为大气复合污染的关键二次污染物，也是光化学烟雾主要组成部分，近地面高浓度的臭氧能加快材料老化、影响人体健康，导致农作物减产，对生态环境造成严重危害[1-2]。
东莞市作为制造业大城，电子、家具、制鞋等VOCs排放企业数量众多，城市机动车保有量大，臭氧污染逐年凸显。本论文选取东莞市中心区观测点，采用VOCs在线监测仪器和NOX等常规大气监测仪器进行了为期一个月的连续观测，结合气象条件，分析东莞市区VOCs和NOx对臭氧生成的影响，并利用EKMA曲线方法研究VOCs、NOx和臭氧三者关系，为当地的臭氧防控提供科学依据。
2 实验设置
东莞属亚热带季风气候，日照充足，雨量充沛，温差幅度小，干湿季明显。本次观测地点位于东莞市中心区（113.75°E，23.03°N），交通发达，人口密集，具有城市站点的典型特征。
本次观测时间段为2013年12月10日至2014年1月11日，主要在线采样仪器为质子转移反应质谱仪（Proton Transfer Reaction-Mass Spectrometry， PTR-MS）。该仪器主要用于在线监测大气中的VOCs（挥发性有机物），具有高灵敏度以及高时间分辨率的优点，能够迅速掌握大气中活泼NMHCs（非甲烷烃）和OVOCs（含氧挥发性有机物）组分的快速变化。
观测期间，PTR-MS共测得17种挥发性有机物，时间分辨率高达2min30s。同时，为保证观测数据的有效性和可靠性， 观测期间进行每周一次的校正，采用TO15标定方法和渗透管标定两种方法。
3 数据分析
3.1 东莞市VOCs、NOx和臭氧的变化规律分析
3.1.1 VOCs、NOx和臭氧的日变化特征
如图1所示，臭氧的日变化呈单峰变化规律，浓度从当天晚上的21：00到第二天早上的4：00一直处在比较低的浓度状态，而到上班高峰期（早晨6：00后）臭氧浓度迅速升高，这很可能与近地面由机动车尾气排放的NO浓度有密切联系。中午由于温度较高太阳辐射较为强烈，生成臭氧的前体物VOCs、NOX积累到较高浓度，光化学反应剧烈使得臭氧浓度在13：30左右达到一天中的峰值。
NOx的日变化呈双峰变化规律，在上班和下班高峰期开始上升而后达到最高值，这主要与机动车的排放有很重要的关系。VOCs的日变化规律与NOx变化规律一致，而两者与臭氧的变化规律相反，说明VOCs和NOx均为臭氧重要前体物，同时很好地体现了光化学反应的过程。
冬季由于气温较低，臭氧的光化学反应强度相对夏季较弱，但仍显现出明显的白天生成的日变化趋势，反映出东莞冬季大气仍有显著的氧化性，大气二次反应依然活跃。
3.1.2 VOCs、NOx和臭氧的浓度水平分析
图2给出了观测期间氮氧化物（NOx）、总挥发性有机物（TVOCs）、臭氧和气象条件的时间变化序列。可以从图中得出，当主导风向为南风时（2013年12月10日-12月29日），NOx、TVOCs和臭氧的浓度较低。12月29日后，主导风向以北风为主，NOx、TVOCs的浓度均有所抬升，其中NOx在2013年12月29日至2014年1月3日期间夜间小时浓度最大值均远超《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准（250μg/m3，约150ppbv），最高值为293.36ppbv，TVOCs在在2014年1月2日夜间达到最高值，为371.59ppbv。
臭氧最大值出现在1月5日和6日白天，NOx和TVOCs在大气中经过一定时间积累后，伴随着风速减小，温度升高，非常有利于臭氧的产生。臭氧最大小时浓度值达到101.93ppbv，超过《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准（200μg/m3，约95ppbv）。
3.2 VOCs、NOx与臭氧生成关系分析
3.2.1 臭氧生成的敏感区判定
VOCs和NOx浓度对臭氧生成的变化可以由VOCs敏感区和NOx敏感区进行描述，判断当地臭氧的生成是在VOCs敏感区还是NOx敏感区是研究VOCs、NOx和臭氧生成关系的一种很重要的方法。在国内外多种敏感区判定方法中，EKMA（empirical kinetic modeling approach）曲线方法（臭氧等浓度曲线法）是较为经典的一种。该方法在1977年由 Dodge通过美国环保局的EKMA模型建立，通过在未进行光化学反应的不同浓度的NOx和VOCs下，计算出臭氧最大值的等值线[3]。
对东莞市观测期间臭氧生成的敏感区判断，我们采用EKMA特征曲线的VOCs/NOx比值法进行说明，即一天之中臭氧前体物发生光化学反应产生日臭氧最大值与前体物VOCs和NOx初始浓度（6：00-9：00）的比值。当该比值大于8时，臭氧的产生更依赖于NOx，此时改变VOCs的浓度对臭氧的生成影响不大，控制NOx则能达到控制臭氧的效果；当VOCs/NOx的比值小于8时，臭氧的产生受VOCs控制，对VOCs排放进行控制可以达到控制臭氧的目的。
图3显示了东莞市观测期间在理想条件下初始VOCs/NOx比值，可以看到，该比值远远小于8，VOCs/NOx均基本在1左右，该比值虽然有所低估，因为质子转移反应质谱仪（Proton Transfer Reaction-Mass Spectrometry，PTR-MS）不能检测到VOCs中的烷烃类物质，本论文所得的TVOCs不包括烷烃类物质，但根据文献[4-5]可知，珠三角地区冬季烷烃占TVOCs比例约为50%，因此算上这部分误差，VOCs/NOx依然远小于8，说明在观测期间东莞市的臭氧生成处于VOCs敏感区。
3.2.2 不同种类VOCs和臭氧的关系
为进一步研究不同种类VOCs对臭氧生成的关系，选择观测期间生成臭氧浓度较高的2013年12月30日至2014年1月8日白天11：00至18：00所得数据，并将测得的VOCs分别与臭氧做线性相关散点图。其中芳香烃包括苯、甲苯、苯乙烯、C8芳香烃和C9芳香烃，OVOCs包括甲醇、乙醛、丙酮、2―丁酮、甲酸和乙酸，BVOCs包括异戊二烯和单萜烯。
表2为所测各VOCs与臭氧生成的线性相关系数，其中线性相关系数最大的为芳香烃中的苯乙烯，其次为C9和C8芳香烃，分别为-0.296、-0.263和-0.232，这与这三种芳香烃化学性质活泼容易发生光化学反应有关，也说明这是此次观测中生成臭氧的主要前体VOCs物种。而大部分OVOCs与臭氧生成的关系不显著，甲酸和乙酸和臭氧生成的关系为正相关，这可能是因为甲酸和乙酸氧化程度较高，大部分与臭氧一样是二次转化光化学氧化反应终产物。生物排放的BOVCs中，异戊二烯与臭氧生成的相关系数远高于单萜烯，这说明异戊二烯在转化生成臭氧的贡献度上远高于单萜烯。
结论
通过对东莞市17种VOCs、NOx和臭氧浓度的大气在线监测结果显示：
一、气象条件对VOCs、NOx和臭氧影响较为显著，主导风向为南边清洁的海风时，污染物浓度水平整体较低，而主导风为北面的陆风时，污染物整体水平有所抬升。在温度较高、太阳辐射较大时，因光化学反应生成大量臭氧。
二、通过EKMA特征曲线的VOCs/NOx比值法对臭氧生成的敏感区进行研究，得出东莞市冬季VOCs/NOx均远小于8，说明东莞市冬季观测期间臭氧生成处于VOCs控制区，对VOCs排放进行控制可以达到控制臭氧的目的。
三、芳香烃中的苯乙烯、C9和C8芳香烃与臭氧生成相关程度较高，是发生光化学反应转化生成臭氧的最主要的活性VOCs物种。
综上所述，东莞市在制定臭氧防控措施时，应把重点放在VOCs的减排上，并需进一步关注芳香烃中的苯乙烯、C9和C8芳香烃等VOCs中转化生成臭氧的优势物种。
【参考文献】
[1] BURNETT R T，BROOK J R，YUNG W T，et al.Association between ozone and hospitalization for respiratory diseases in 16 Canadian cities[J]. Environment Research，1997，72（ 1） ： 24-31.
[2] RABL A，EYRE N.An estimate of regional and global O3 damage from precursor NOX and VOC emissions [J].Environmental
International，1998，24（8） ： 835-850.
[3] Dodge M C. Combined use of modeling techniques and smog chamber data to derive ozone precursor relationship. In： Dimitriades， B.（Ed.）， Proceedings of the International Conference on Photochemical Oxidant Pollution and its Control， Vol. 2， EPA―600/3-77-0016， US EPA， RTP， NC， 1977：881-889.
[关键词]纺织印染助剂；非离子表面活性剂；生产工艺
中图分类号：TQ423.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0073-01
在纺织印染助剂中，表面活性助剂所是不可或缺的。在阳离子类型、阴离子类型、非离子类型、两性类型四种印染助剂中，非离子类型表面活性助剂虽然种类仅仅占有所有表面活性剂的四分之一，但是，具有较高的乳化能力和良好的润湿功能和洗涤功能。因此，在中国的纺织业中，对非离子表面活性剂的生产工艺进行探究，有助于提高产品质量，促进纺织业快速而平稳地发展。
一、非离子表面活性剂的作用
非离子表面活性剂包括四种类型，即聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂、多元醇酯类非离子表面活性剂、含氮类非离子表面活性剂和嵌段聚醚型非离子表面活性剂。这些非离子表面活化剂都具有较强的亲水性，虽然含有一定的毒性，但是，当用于纺织品染色，可以起到湿润、抗菌除臭的作用，还会对水溶性组分具有一定的吸收和渗透作用[1]。比如，聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂中的聚氧乙烯脂肪胺化合物就是纺织印染助剂中常用的化合物。嵌段聚醚型非离子表面活性剂中的杂嵌聚醚化合物虽然不具备良好的水溶性，但是将脂肪醇加入其中，就会促进其水溶性，并会相应地出现浑浊现象。嵌段聚醚化合物在纺织印染工业中使用，主要是用于纺织纤维，可以使纺织品柔软且抗静电。对于不容易上色的纺织品，嵌段聚醚还能够发挥促进染色的作用。
随着各种新的纤维被研制出来，更是对印染助剂提出了新的功能性要求。特别是非离子表面活性剂，不仅需要适应纺织业发展需要提高牢固度，还要具备复配增效的作用。目前纺织业以低碳环保作为发展理念，就更需要非离子表面活性剂的生产工艺中，更为注重绿色工艺技术的发展，以使其成为低污染纺织印染助剂[2]。
二、非离子表面活性剂的生产工艺
（一）非离子表面活性剂的化学反应使用设备
非离子表面活性剂是由活性氢与环氧乙烷、环氧丙烷发生化学反应而产生，其中活性氢源自于烷基酚、脂肪醇等，所含有的疏水基可以提供活性氢。非离子表面活性剂的避免活性体现为中性分子，溶于水之后并不会离解，却可以与阳离子、阴离子以及两性表面活性剂相配合使用。非离子表面活性剂的这种使用方式在纺织印染业较为普遍。环氧乙烷、环氧丙烷都要封闭储存，且要注意用保温。在保温处理上，可以使用冷冻盐水，也可以使用氮气。这样做的原因在于，环氧乙烷、环氧丙烷的化学性质都较为活泼，处于常温环境中就可以发生气化反应，如果暴露在空气中，还会引发爆炸。从环氧乙烷、环氧丙烷的化学性质来看，其容易与铜发生化学反应，因此，非离子表面活性剂的化学反应使用设备要选择不锈钢，而不应该有铜材，以避免出现不良化学反应。由于环氧乙烷、环氧丙烷暴露在空气中，都容易引起爆炸，为了避免这一事故发生，就要将防爆片安装在反应釜上。环氧乙烷、环氧丙烷在化学反应过程中，会由环氧分布器进入到釜底。化学反应的同时，反应物中的分子量要均匀分布，还能够获得良好的反应效果[3]。采用环形分布器，可以达到这一目的。
（二）非离子表面活性剂的生产工艺技术
1.匀染剂O
匀染剂O是脂肪醇聚氧乙烯表面活性剂。在纺织业中，脂肪醇聚氧乙烯表面活性剂普遍应用，主要被用于乳化剂或者是匀染剂。从脂肪醇聚氧乙烯表面活性剂的化学反应原理来看，在碱催化作用下，经过加热，实现如下反应：
ROH+nEORO-O（EO）n-H
非离子表面活性剂的生产工艺技术如下：
非离子表面活性剂的生产使用不锈钢反应釜，容量为2000立升。将145公斤的十八醇、2.3公斤的片碱放入到不锈钢反应釜中，经过加热而后将其中所含有的水气和空气都抽出。为了避免不锈钢反应釜含有空气和水气，还要使用N2进行置换反应。具体操作是，在780公斤的环氧乙烷加入氮气，经过加热到135℃-140℃后，使环氧乙烷与氮气充分反应，大约5个小时左右就可以反映完毕。此时，在化学反应产物中会含有一定量的NaOH。当反应环境温度为120℃的时候，对NaOH可以使用醋酸中和；如果反应环境温度为80℃的时候，对NaOH使用醋酸中和后，还要加入H2O2对反应物进行漂白，之后将化学反应后所获得产物投入到冷冻切片机中切片处理[4]。
2.缓染剂
这里所研究的缓染剂是匀染剂SP，其可以将染料中的染色剂的染色速率方面，是燃料分散均匀，达到匀染的效果。从缓染剂的化学反应原理来看，在氢离子和碱的催化作用下，经过加热，实现如下反应：
氢离子催化，在加热环境下的化学反应：
Ph-OH+CH2=CH-PhHPh-CH（CH3）-Ph-OH
碱催化，在加热环境下的化学反应：
nPh-CH（CH3）-Ph-OH+nEOPh-CH（CH3）-Ph-O（EO）n-H
非离子表面活性剂的生产工艺技术如下：
选择容量为800立升的不锈钢反应釜，将150公斤的苯酚和42公斤的H2SO加入其中，将回流和冷凝器打开后，使容器内的温度升高到130℃-135℃，将苯乙烯从高位槽将反应釜中逐渐滴加大435公斤。经过一个半小时的操作后，继续升温到145℃-147℃，之后保持恒温2.5-3个小时，之后，逐渐降温到60℃以下。此时，将浓度为30%的液碱投入其中搅拌15分钟，使化学物质充分反应。
在2000立升的不锈钢反应釜中加入苯酚，然后加入3公斤的片碱，将反应釜加热，使容器升温，然后将内中的空气和水气抽空，再使用氮气将容器内剩余的空气和水气置换干净，将800公斤的环氧乙烷加入其中，加热到68℃-73℃，然后不再注入环氧乙烷，进行降温冷却处理[5]。
结论
综上所述，近年来，中国纺织业快速发展，各种纺织纤维新品种出现，相应地，对印染加工的工艺要求越来越高。纺织印染后所使用的印染助剂可以发挥润湿的作用，还会以其较强的亲和力，减缓上染速率以使印染更为均匀。在印染助剂中，非离子表面活性剂所发挥的作用是最为重要的。通过对非离子表面活性剂生产工艺进行研究，以充分认识到其是保证纺织品质量的关键。
参考文献
[1]刘贺.浅谈非离子表面活性剂的特点与应用[J].皮革与化工，2012，29（02）：20-27.
[2]陈荣圻.APEO的限用和代用品的一些问题[C]//浙江省纺织印染助剂情报网第24届年会论文集.2014：31-42.
[3]章杰.我国纺织印染助剂在新形势下的创新新途径[J].印染助剂，2011，28（01）：1-8.
关键词：等离子体技术 化学合成
将气体加热到摄氏几千度以上就形成等离子体。等离子体是宇宙中物质存在的一种状态，也称物质第四态。它是由完全或部分电离的导电气体组成，其中可包含电子、正离子（原子或分子）、负离子（原子或分子）、激发态的原子或分子、基态的原子或分子、游离基等六种类型的粒子。这些粒子的正负电荷数量和密度大致相等，因而，等离子体在宏观上保持电中性。
产生等离子体的方法很多，自然界雷电、日冕、极光等均可产生等离子体。在实验室里可用放电、燃烧和激光等方法产生等离子体.处于等离子态的各种物质微粒具有极强的化学活性，在一定的条件下可获得较完全的化学反应。
通常用于化学合成反应的等离子体（温度低于104K，压力在10-3一103atm之间）属于物理上低温等离子体范畴。它又可分为热等离子体和冷等离子体。前者是由稠密气体在常压或高压下电弧放电或高频放电而产生。体系中电子温度和气体温度接近相等，约3000～5000K，常用于无机合成和有机物裂解反应的高温热源，后者是由稀薄气体在低气压下用激光、射频或微波电源激发辉光放电而产生。体系中电子温度可高达数千至数万K，而气体温度很低，大致在室温至上百℃。
一、等离子体热力学
众所周知，对完全热力学平衡状态（反应时间足够长，以致各种“自发的”不可逆过程均已完成），其宏观物理状态都可用T、v，T、P；S、V；S、P等状态函数中的任一对单值地描述。其中T是绝对温度，P是压力，v是体积，S是熵。
如果把等离子体看作是处于热力学平衡状态，则可以套用热力学关系式对等离子体的热力学性质加以描述，例如热等离子体比较接近这种情形。然而，等离子体通常是空间不均匀的，且处在电场、重力场等外场中，因而平衡只能是局部的（即对于一个小的等离子体元而育）。为此，系统中各点处的平衡参数（尤其是温度）各不相同，在很大程度上取决于外场的分布和大小。此外，等离子体中存在着弹性碰抽、复合、粒子对光子的吸收和辐射等多种复杂的微观过程，而这些微观过程又往往伴随着动能和动量的交换以及粒子的形成或湮灭。这些都决定了等离子中只能建立所谓的统计平衡，即在给定的类型中，粒子的坐标、动量和内部状态等有一个唯一确定的分布。迄今为止，还没有可靠的实脸方法能用来测量等离子体的各种热力学性质，而只能用统计热力学的方法从理论上对它们定义。
对于低温等离子体，可将其看成理想气体的混合物，如果忽略粒子间的库仑作用，其热力学性质的计算可简化为以下三部分：
1.用平衡态理想气体统计热力学公式计算“纯粹”单个成份的热力学参数；
2.用化学平衡的完全方程组（包括解离和电离方程）来计算等离子体的成份；
3.从已知的单个成份的函数值计算整个体系的热力学函数。
二、等离子体用于无机化学合成
1.利用等离子体合成陶瓷超细粉
陶瓷在无机材料中占有重要的地位。随着各种新型陶瓷材料的出现，它在许多尖端工业中获得新的应用。利用等离子体来合成陶瓷超细粉作为一种开发新型陶瓷材料的有力手段越来越受到人们的重视。
早在60年代后半期，就已经开始研究采用等离子体喷射的陶瓷熔射法，用此法已制出部分氧化物和碳化物系陶瓷。60年代初期，有人开始采用热等离子体法合成陶瓷微粉体。其方法是将反应物注入到热等离子体中进行高温化学反应，然后通过超强冷却生成微粉体。其特点是在超高温蒸气的冷却过程中产生非平衡化学反应。这方面已发表过不少论文，但由于大部分工艺是把反应物直接导入直流等离子体喷管，特别是用氯化物和反应性强的气体作反应物时，电极受到剧烈的腐蚀，再加上对等离子体本身的基础现象没有充分了解，因而发展并不很快。70年代，等离子体化学迅猛发展，逐步搞清了采用普通直流等离子体喷管进行陶瓷合成的极限和反应过程的控制以及化学反应速度理论所要求的反应时间的极限，于是利用高频电场感应等离子体喷射合成陶瓷的方法应运而生。高频感应等离子体又叫感应偶合等离子体，是Reed于1961年研制成功的。其优点有二：一是气体流速比直流等离子体的喷射速度约低一个数量级，至多不过30m/s，易于获得数厘米直径的等离子体，反应物可在等离子区滞留10毫秒，因而能在等离子区进行较充分的化学反应，对反应过程也能进行控制，二是无电极放电，不会出现反应物对电极的腐蚀和电极物质混入反应体系成为杂质，可以使用级化物、O2、uf6等各种强反应性气体。
采用高频等离子体合成陶瓷微粉体时，根据注入物质是粉体还是气体，可选择二种稍有不同的工艺：前者是粉体在等离子体中蒸发，获得超高温蒸气，在冷却过程中进行化学反应，后者是气体物质在等离子体中进行解离、分解等一系列高温化学反应和其后的冷却过程中的化学反应。我们把前者称为“反应性高频等离子体蒸发法”，后者称为“高频感应等离子体化学气相淀积法”。
超高纯度的氧化物系陶瓷，格外受到人们青睐，特别是杂质含量只有lbbm（10-2）的SiOa微粉体，作为电子材料，今后的需求量将迅速增加。而在制备SiOa微粉的诸多工艺中，尤以用氧等离子体载化SiCl4的方法为最佳。
2.高颇等离子休淀积无机膜
薄膜在材料科学中占有极其重要的地位。等离子体化学的许多工作都与薄膜的制备和研究有关，上述“高频等离子体化学气相淀积法”通常即是针对制膜而言的。这方面的研究近20年来进展非常快。在半导体工业中，这种技术已成为大规模集成电路干式生产工艺中的重要环节。自1973年以来，英、美、日等国相继用这种技术制成了氢化非晶硅（α-Si：H）薄膜。利用该技术可以制备Al2O3、BN、TiN等绝缘、耐腐蚀、耐磨的固体薄膜，正处于走向实用化的阶段。
高频等离子体淀积薄膜工艺分为等离子体增强化学气相淀积（PACVD）和等离子体增强物理气相淀积（PAPVD）两大类。PACVD是使反应性气体通过等离子体区进行化学反应后在衬底上成膜，其电场频率可从300Hz直到微波，但较常用的是13.5MHz。与基于热化学的化学气相淀积（CVD）方法相比，PACVD可以大大降低淀积温度，从而不致使衬底发生相变或变形。例如用CVD方法在硅片上淀积Si3N4膜需要900℃以上高温，而用PACVD方法只要350℃，而且成膜质量高，从而使Si3N4得以成功地用作集成电路钝化膜。PACVD还可以用于磷硅玻璃、非晶材料、超导膜、外延硅、SiC、WSi2以及各种薄膜敏感元件的制备。
PAPVD是基于动量传递的镀膜技术。其基本原理是，在等离子体空间，放电气体的粒子被电场加速轰击阴极靶材料使其原子飞溅出来，淀积在基体材料上形成薄膜。由于溅射的粒子动能可高达1-40eV，所以膜与基体的结合强度要比普通物理气相淀积（PVD）如蒸发镀膜高得多。而且淀积温度低，甚至可在塑料上镀膜。用PAPVD方法可以淀积金属（如Cu、Ag、Au、Ti等），氧化物（如ZnO、SiO2等）、碳化物（如SiC、TiC、TaC等）、氮化物（如AlN、Si3N4、NiN、TaN等）薄膜。此外，还可以对PAPVD设备加设磁控装置，以约束等离子体中带电粒子的运动，从而大大提高淀积速率。
三、利用低温等离子体合成高聚物
等离子体聚合是多分子反应中的原子反应和聚合反应，主要包含等离子态聚合（PSP）和等离子体诱导聚合（PIP）两个方面。二者的区别在于，前者是通过等离子体活化的原子或分子物种的再结合和聚集的高分子化，包括气相反应中间产物的间接聚合过程，而后者是通过等离子体物种作引发剂诱导的链锁聚合过程，是使单体的化学结构不受破坏的表面相的直接聚合。
人们用等离子态聚合技术成功地制备了许多性能特异的亚稳态结构的有机高聚物、硅、氮化硅和有机金属化合物以及这些材料的超薄膜，发展了一种新兴的薄膜制备技术一一等离子体聚合淀积。用这种技术制得的高聚物薄膜有超薄（可达几个纳米）、坚实致密、均匀、无针孔、结构上高度交联、无定形、与基体粘附力强等优点，具有优良的化学、机械、光学和电气性能，可以制成高强度耐磨膜、光学保护膜、电学绝缘膜、反渗透膜、选择性渗透膜等，从而在化工、半导体、微电子学、光学、光纤、激光和太阳能等方面有着十分广泛的应用。
四、结语
等离子体化学是一门新兴的交叉学科，又是一门综合性的技术。国外在这方面的研究较早，目前已有不少等离子体化学专着和会议论文集出版，有些研究成果被用于工业生产并生重大经济效益。
参考文献
美国化学工程师学会(American Institute of Chemical Engineers, AIChE)北京化工大学学生分会是美国化学工程师学会国际学生分会的一员，是国际化的学术创新性组织。
AIChE北化学生分会主要通过参加Chem-E-Car竞赛、参与化工国际会议以及举办讲座、座谈来为化学工程相关专业学生提供一个更加便捷的接触学术界和工业界的渠道。
分会面向化工学院、机电学院、材料学院、理学院、信息学院相关专业本科生。
分会目前正筹建独立学生创新工作室，用于后续创新实验工作，主要创新项目为Chem-E-Car（化学工程车）。
Chem-E-Car竞赛是由美国化学工程师学会（AIChE）组织开展的一项具有国际影响力的赛事。该竞赛是一项针对大学生运用化学工程技能并进行跨学科应用的大赛，要求参赛队伍在不使用任何商业电池的前提下，以化学反应为动力源、设计和制造出既能载重、又能通过化学反应精确控制行驶距离的“化工车”。自1999年第一次在美国举办至今，吸引了全球众多顶尖高校积极参与，比赛队伍经过地区赛的严格选拔，最终入围年度竞赛。
Chem-E-Car是理论与实践的融合，看似简单的化工小车，却展现出一个完整的创新型化工专业人才全周期培养过程：整个项目涉及到物理化学、化工原理、电工学等专业课程知识，同时对英语、编程、科技论文写作、工艺设计、工程制图、环保、危险品管理等方面能力有较高要求，随着项目的进行，同学们的研究创新和动手实践能力将得到全方面的提升。
AIChE北化学生分会，于2017年5月赴天津大学参加第一届中国大学生Chem-E-Car竞赛获全国第三名，入围年度世界竞赛；同年10月赴西班牙巴塞罗那参加第十届世界化工大会（WCCE），并参加国际Chem-E-Car竞赛获世界第四名。
关键词：高中化学；成长记录袋；教学评价
成长记录袋因为能更好体现新课程理念，成为当前中小学教育评价改革的新亮点。实验区的教师和研究人员创建和使用了多种多样的成长记录袋，但在使用中出现了一些有待改进的重要问题。为了更好应用成长记录袋评价，以下笔者结合自身的教学体会对此进行详细阐释。
一、成长记录袋的类型
成长记录袋的类型主要有三种：过程型的成长记录袋、展示型的成长记录袋和评价型的成长记录袋，三种类型之间存在一定程度上的交叉。每种类型的成长记录袋各自具有不同的功能。
（1）描述学生学习与发展的过程。过程型成长记录袋表现的是“学生学习过程中的作品”，这种成长记录袋不仅收集不同时期学生的作品，还收集观察或测试的结果、家长信息等一切过程性的东西。学生的自我评价与自我反思也可以放入其中。
[案例]：如我们学习《化学反应与能量》后，过程型成长记录袋所收集的学生作品有：学生搜集、获取有关人类能源危机和未来新型能源的资料；学生收集到的各种电池标本及制作化学电池反应模型；终结性评价测试的结果；学生制作的关于能量的科技动态简报；学习过程中的体验、收获、反思与自我评价；教师、小组成员及家长的评价等内容。所收集这些材料可以为教师及时提供关于学生每日进展的丰富信息，同时还可作为一种手段为学生提供形成性的反馈，是一个典型的过程性评价。
（2）展示最佳成果。学生从过程型成长记录袋中挑选出自己认为最满意的作品，收集起来就形成了展示型成长记录袋。
[案例]：如学生从自己的过程型成长记录袋中选出自己最满意的小论文，在教师的指导下，向学校广播台，或其他杂志投稿，或办墙报；选出自己制作精美的化学原子模型，向同学进行展示或演示等等。这种成长记录袋的内容是非标准化的，学生将其最好的或最喜爱的作品收集起来，并说明选择这些作品的理由或进行反思，学生从创建展示型成长记录袋的过程中可以学会批判性地评判自己的作品。
（3）评估学生学习与发展的水平。过程型成长记录袋的目的是生成优秀的作品，展示型成长记录袋是展示最优作品，而评价型成长记录袋就是描绘学生在学校课程中到底学到了什么。过程型成长记录袋和展示型成长记录袋中可能收集一些超出课程内容的作品和资料，而评价型成长记录袋内容的选择必须严格依据课程标准，以反映学生在课程领域内的掌握程度究竟如何。
二、高中化学学习成长记录袋的设计
成长记录袋的创建和使用是依据特定目的而展开的，需要良好的设计。没有这一设计的过程，它们就可能变成一般意义上的作品文件夹，而使用成长记录袋所预期的功能也难以有效实现。下面我以 “化学反应与能量”主题为例说明化学学习记录袋的设计。
1.成长记录袋的组成。一个完整的成长记录袋通常包括以下几个部分。
（1）封面。成长记录袋的封面应包括本人的姓名、年级、班级、学科等。（2）目录。以提纲的形式展示各部分学习材料的联系，并标注页码。
（3）成长记录袋中材料的内容。记录袋的内容选择应由学生或由学生和教师共同讨论决定，如一个完整化学学习记录袋中的材料可以包括：笔记、单元知识总结、疑难问题及其解答、探究活动的设计方案与过程记录、收集的化学学习信息和资料、学习方法和策略、课后学习感受、自我评价以及他人评价的结果等。需要说明的是对于每次收集在记录袋中的材料，都应注明日期，以显示随时间的推移所取得的进步情况。
（4）学习记录袋评价表。主要包括学生评价和他人评价的一些信息，其中对自我评价和反思可设计如下问题：①我通过作业学到了什么；②我哪些方面做得好；③我为什么选择这件作品；④在这个作业中我还要提高什么；⑤我对我的表现感觉怎样；⑥还存在哪些方面的问题。同样对他人的评价也可相应设计一些可操作的质性问题指标进行评价。
2.成长记录袋的设计。记录袋收集的材料多种多样，但不是材料的简单堆砌，本着简单易行的原则，记录袋的设计可分为以下几步。
（1）明确目的和用途。在高中化学“化学反应与能量”主题的学习中建立过程性记录袋，反映学生的进步，证明学生的进步
（2）确定评价主体。记录袋评价十分注重在评价过程中学生的参与，在设计记录袋时，一般把学生和教师视为最重要的评价主体。
（3）确定要收集的材料。根据评价过程性目的，“化学反应与能量”学习记录袋中的材料既要收集过程性作业，又要收集结果性作业（如观察记录、他人的评价、测验试卷等），同时还应放入学生自我反省和自我评价的材料，如下：①有关化学能与热能、化学能与电能相互转化的探究活动资料（包括提出问题和假设、设计的方案、实验记录、对实验活动的自评和他评、对实验的反思和体会、问题讨论中的主要观点等）。②对当地家庭使用煤气、液化石油气、煤等热能利用效率的调查和合理化建议。③对反应热、焓变、盖斯定律、原电池、电解池、电化学腐蚀等内容的学习与认识材料，教师对问题回答的记录。④收集到的与人类社会所面临的能源危机以及未来新型能源相关的资料；收集到的有关“化学暖炉”、“热敷袋”的构造和发热原理的资料；收集到的有关火箭推进剂的主要成分和燃烧热的资料；收集到的有关防止钢铁腐蚀方法的资料。如新闻、科技动态简报、图片、照片、实物等。⑤调查当地市售化学电池，并展示收集到的电池标本进行交流、记录、提出的回收建议。⑥学习化学反应与能量过程中历次试卷收集情况及自我订正与分析记录。⑦几种不同品牌电池工作效率比较的实验报告材料。⑧自己本单元学习状况的评价（如基础知识、实验探究和实验活动等情况）材料，以及有待改进的问题和改进的设想。⑨小组同学的评价记录与任课教师针对本单元学习所写的激励性评语等评价材料。
（4）最后总结。“化学反应与能量”学习记录袋评价表。
结语
高中化学新课程课堂教学评价在提高教学质量过程中起着十分重要的作用，要使新课程能有效实施，就必须改革和发展课堂教学的理念和实践，这样，化学新课程才能焕发出新的活力。本文以成长记录袋评价为例进行分析，期待能引起更多的关于此方面的关注。
参考文献
关键词：烟气脱硝；建模与仿真；辨识；电站运行
Modeling and simulation of SCR reaction in a power plant
Liao Li， Yang Pengzhi
Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems， Chongqing University， Ministry of Education， Chongqing 400044， PR China
Abstract： The SCR （selective catalytic reduction） technique is an advanced way to removal NOx from the flue gases in coal-fired power plants. Based on the Langmuir adsorption-desorption model and Eley-Rideal reaction mechanism， a dynamic mathematical model is established in this paper to focus on the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor . In additional， identification technique is applied to obtain the exact value of certain kinetic parameters based on the data from a power plant and the assumption that the pre-exponential factor for the DeNOx reaction KNO is a variable which is affected by the NH3/NO concentration ratio at the inlet of the SCR reactor. The SCR model is tested in static state situation and dynamic state situation in different loads in the power plant .The result of simulation suggests that： A）these parameters gained from identification and the SCR model can suit the real SCR reaction in this power plant .B） Temperature， ammonia concentration， nitrogen monoxide concentration as well as gas velocity play crucial roles in SCR reaction .C）In the power plant， the amount of ammonia supply， the control of NH3/NO concentration ratio are effective methods to ensure the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor stays in an appropriate range especially in the load up process or load down process.
Keywords： SCR； modeling and simulation； identification； power plant operation
τ诟玫绯В相比于温度和进口NO的影响，NH3的增加对于脱硫效率的提高较为缓慢，如图3（b）、图6。表3也可以看出，该厂需要的供氨量也很大，氨氮比偏高，在1.4以上，尤其是在负荷变化时，需要更大的氨量，其氨气逃逸量控制在0.015PPM-0.03PPM左右，符合排放标准。在实际运行中，升降负荷时，需提前增大供氨量，保持氨氮比变化率在0.01以内。并随时监视出口NO和NH3的排放量，防止排放超标（该厂出口浓度大于200mg/m3即为超标排放）。
（4）温度与NO共同扰动
选取机组某500MW时稳定状态时的参数值。 图7中，5s时刻，进口NO浓度突然升高至962mg/m3，出口NO的浓度相应的增大至68mg/m3 。 15s时刻，突然增加进口烟气温度至385℃，催化效应增加，出口NO浓度减小，直至25s处，保持温度385℃，进口NO浓度降至924 mg/m3。此时可见出口NO浓度减小至56 mg/m3。 变化过程和趋势符合实际的变化。
六、结论
1依据Langmuir吸附层模型、E-R反应机理、建立反应器出口NO浓度变化的模型，其中未知参数采用多次辨识的方法获得，假设KNO是一个与氨氮比变化率有关的函数，通过拟合得到关系式 。仿真过程的关键是确定不同阶段的负荷时起始修正系数 ，负荷变化时根据前后时间段氨氮比变化率乘以相应 。模型能够较为真实的反应机组运行时出口NO浓度的变化趋势和相应数值，最大误差控制在25%以内。
2模型验证和仿真过程中，反应温度升高、烟气流速降低有利于催化反应的进行，入口NO浓度降低、供氨量增加亦能减小出口NO排放量。
3模型能够对该电厂的脱硝运行过程进行分析和预测，为运行中提供指导防止排放超标：1）入口NO量（通过煤质、负荷）、反应温度、供氨量的控制是保证脱硝效率的主要手段；2）从仿真试验中，该电厂催化剂在360℃-380℃之间温度的增加使得催化效率能明显提高。运行过程中，机组在550MW-660MW时，将烟气温度控制在375℃-385℃之间。400MW-550MW时，应将烟气温度控制在365-375℃。300MW-400MW时，将烟气温度控制在360℃-365℃；3）控制供氨量是运行中保证出口浓度的最主要手段。升降负荷过程中，进口NO浓度变化较大，出口浓度变化剧烈。加入的NH3反应有滞后性，负荷变化时，应提前增减供氨量。确保前后5s内氨氮比变化率控制在0.01以内，即每分钟供氨量的增减控制在30kg/h以内。
参考文献：
[1] 刘涛.SCR多元催化剂脱硝性能试验研究及数值模拟 [D]. 东南大学硕士学位论文，2006
[2] 孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M]. 北京：化学工业出版社，2007.10：9.
[3] 段传和，夏怀祥.燃煤电厂SCR烟气脱硝工程技术[M].北京：中国电力出版社，2009.4：19
[4] 朱炳辰.化学反应工程[M]. 北京：化学工业出版社，2006.12：38
[5] Koebel M， Elsener M. Selective catalytic reduction of NO over commercial DeNOx-catalysts Experimental determination of kinetic and thermodynamic parameters [J]. Chemical Engineering Science，1998，53（4）：657-669.
[6] 赵宁，沈伯雄，杨晓燕，刘亭. 烟气选择性催化还原脱硝的数值模拟研究进展[J].化工进展，2010，29：2165-2170.
[7] Kijlstra W S，Brands D S，Smit H I，et al. Mechanism of the selective catalytic reduction of NO with NH 3 over MnO x /Al 2 O 3 [J]. Journal of Catalysis，1997，171（1）：219-230.
[8] Luca Lietti，Isabella Nova，Enrico Tronconi，Pio Forzatiti.Transient kinetic study of the SCR-DeNOx reaction [J].Catalysis Today，1998（45）：85-92.
[9] Isabella Nova， Luca Lietti， Enrico Tronconi， Pio Forzatiti. Dynamics of SCR reaction over a TiO2-supported vanadia-tungsta commercial catalyst [J]. Catalysis Today，2000（60）：73-82.
[10] Isabella Nova， Luca Lietti， Enrico Tronconi， Pio Forzatiti .Transient response method applied to the kinetic analysis of the DeNOx-SCR reaction [J].Chemical Engineering Science，2001（56）：1229-1237
[11] 俞逾.选择性催化还原系统的建模与仿真[D].重庆大学硕士学位论文，2007
[12] 刘丽萍.选择性催化还原法烟气脱硝系统的建模与仿真研究[D].华北电力大学硕士学位论文，2012
[13] 刘金琨，沈晓蓉，赵龙. 系统辨识理论及Matlab仿真[M]. 北京：电子工业出版社，2013，2：215
[14] 戴佳伟.SCR催化剂氨存储模型的研究及其在老化评价上的应用[D].浙江大学硕士学位论文，2016
