緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇如何提高化學轉化率范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

高中化學是一門理論性與技術性較強的學科，其中化學平衡的移動是化學核心內容，不僅有利于學生理解化學平衡與對化學狀態平衡的了解，也可以充分的掌握各種條件下對化學平衡的影響，有利于學生分析與歸納以及總結的思維能力以及以現象看本質、從宏觀到微觀的看待事物變化的能力。在新課程標準下對學生自主探究能力與創新思維的培養，有利于學習長期保持對化學的探究性與興趣。

1.對化學平衡概念的分析

在實際教學中對化學平衡概念的分析一定要直觀詳細的傳授給學生，特別是分析濃度、溫度、壓強之間的變化從而使得平衡移動現象的分析。例如：當V正≠V逆時，由V正與V逆的相對大小來決定平衡移動的方向，不能只對概念進行強制灌輸，要重點分析概念得出的原因，引導學生探究思考與邏輯思維能力的塑造。教師可以通過平衡球實驗，讓學生觀察實驗現象，再講解分析探源，來分析平衡移動的具體原因，升溫，吸熱方向的速度增長比放熱方向的速度增長是明顯比較快的，平衡會往吸熱方向移動。學生會比較容易接受平衡狀態的移動規律，教師也可以較為形象的去解答平衡移動的方式，例如壓強對氣體反應主要是通過改變氣體組成濃度來實現的。在講解中不能說加壓會使平衡往體積減小的方向來移動而確定移動的方向，必須強調氣體在壓縮體積的過程中，經受加壓對體積減少的反應速度比體積增大的反應速度增長更明顯。要具體情況具體分析，如果是恒容通無關氣體，反應體系各物質濃度不變，平衡不移動；恒壓充無關氣體，整個體系體積膨脹，整個體系的壓強不變，但是這個過程相當于反應體系減壓，平衡向著氣體系數增大方向移動。

2.理清平衡移動與轉化率的關系

反應物的轉化率：可逆反應達到平衡狀態時，某一指定反應物轉化的物質的量（或濃度或體積）與起始物質的量（或起始濃度或體積）的比值。轉化率的變化主要是對反應結果的主要是兩點的考慮，一是平衡正移，一般是指反應物轉化率減小的情況，在教學中不能簡單的認為平衡正移則是代表轉化率大；二是平衡移動的認識，學生容易認為化學平衡移動發生了改變，轉化率就一定有改變。

難點一：壓強的影響 對于mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g）

若m+n>p+q時，壓強增大，平衡向正反應移動，A、B的轉化率升高；

m+n

m+n=p+q時，壓強變化，平衡不移動，A、B的轉化率不變。

4.加入惰性氣體或與平衡體系無關的氣體

如果容器的體積不變（總壓強增大），A、B的轉化率不變。如果容器的壓強不變（容器的體積增大）：

①m+n>p+q時，A、B的轉化率降低。

②m+n

③m+n=p+q時，A、B的轉化率不變。

難點二：濃度的影響

（Ⅰ）.反應物只有一種的可逆反應：

在一定溫度下，2A（g） B（g）密閉容器中達到平衡，A的轉化率為a1，

若容器的溫度和體積不變，繼續增加A的量，再次平衡時，A的轉化率為a2 ，則a1

若容器的溫度和壓強不變，繼續增加A的量，再次平衡時，A的轉化率為a3，則a1=a3

（Ⅱ）.反應物是兩種的可逆反應

aA（g）+bB（g） cC（g）+dD（g）在一定溫度下達到化學平衡，

①若只增加一種反應物的量，化學平衡向正反應方向移動，使另一種反應物的轉化率增大，本身的轉化率降低。

若同時增加兩種反應物的量，且與初始投入的物料之比成比例。

若a+b>c+d， 則反應物的轉化率增大

若a+b

若a+b=c+d， 則反應物的轉化率不變

②恒溫恒壓條件：不論該反應的氣體分子數如何變化，反應物的轉化率不變。

③若同時增加兩種反應物的量，且與初始投入的物料之比不成比例，一般先讓加入量滿足成比例，然后把多出來或少的物質看成是單獨再加入或減少的，利用規律五中的①來解決。

總結：綜上所述，在實際教學過程中，化學教師應該通過對教材的充分了解以及對教學元素的正確使用來進行化學平衡的移動教學。在整個教學過程中可以運用對概念的分析以及對平衡移動與轉化率之間的關系來讓學生真正的理清概念，打好化學基礎，有利于學生在后期對化學其他知識的學習與理解，同時也有利于提高教師的教學質量與教學有效性，打造一個高效的化學課堂。

參考文獻：

[1] 汪志成.化學平衡移動的幾個疑難問題辨析[J]. 教學與管理. 2006（01）

篇（2）

2014年化學平衡高考題型主要有選擇題和填空題，填空題中普遍是綜合題型，往往融合熱化學、化學反應速率、電化學等知識，難度一般較大。今年化學平衡高考考查的知識及能力要求見下表：

【例1】[2014課標I，28（3）]乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯直接水合法生產。乙烯氣相直接水合反應

C2H4 （g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的H=-45.5 kJ?mol-1，下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系[其中n（H2O）Un（C2H4）=1U1]。

①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K= （用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）

②圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為： ，

理由是：

。

③氣相直接水合法常采用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290℃，壓強6.9MPa，n（H2O）Un（C2H4）=0.6U1。乙烯的轉化率為5G。若要進一步提高乙烯的轉化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有： 、 。

解析：①設起始時n（H2O）=n（C2H4）=xmol，圖中A點乙烯平衡轉化率為20%，則：

（C2H4）（g）+（H2O）（g）=C2H5OH（g）

起始物質的量/mol x x 0

變化物質的量/mol 0.2x 0.2x 0.2x

平衡物質的量/mol 0.8x 0.8x 0.2x

平衡時（C2H4）（g）、 （H2O）（g）、 C2H5OH（g）的物質的量分數分別為、、，由總壓：P2=7.85MPa可知，它們的平衡分壓分別為7.85MPa×、7.85MPa×、7.85MPa×，K==0.0717 MPa-1；②由于正反應是氣體體積縮小的方向，其他條件保持不變時，壓縮容積增大壓強可以使平衡右移，乙烯平衡轉化率增大，則圖中300℃時：P1

答案：①K=0.07（MPa）-1 ②P1

點評：本題以教材中乙烯水合法生產乙醇為背景，考查考生觀察、提取、加工圖形中實質性信息的能力，對化學平衡建立過程的了解，對化學平衡常數的理解，利用化學平衡常數進行簡單計算的能力，外界條件（濃度、壓強、溫度、催化劑等）對化學平衡影響的理解，利用相關理論解釋其一般規律的能力，對化學平衡的調控在生產和科學研究領域中重要作用的了解。幾個設問層次分明，凸顯了能力立意的風格。其中第1空比較容易出錯，因為該空不僅涉及接受、吸收、整合化學平衡信息的能力，還涉及分解問題和解決問題的能力。

【例2】（2014安徽，10）臭氧是理想的煙氣脫硝劑，其脫硝反應為：2NO2（g）+O3（g）？葑N2O5（g）+O2（g），反應在恒容密閉容器中進行，下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是（ ）

解析：圖中反應物的總能量高于生成物的總能量，即脫硝是放熱反應，升溫平衡逆向移動， 平衡常數減小，故A正確； 圖中02和3s 時NO2濃度已知， v（NO2）===0.2mol?L-1?s-1，mol?L-1不是速率單位，故B錯；催化劑能使正、逆反應速率同等程度的增大，平衡不移動，故C錯；O2是生成物，增大c（O2），平衡逆向移動，NO2轉化率減小，故D錯。

答案：A

點評：本題考查考生對化學能與熱能相互轉化、吸熱反應、放熱反應的了解，對反應速率定量表示方法的了解，外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對化學平衡影響的理解。四個選項均需要考生觀察圖形、提取其中實質性內容、分析加工、解決簡單化學問題，均圍繞基本概念和重要理論中容易錯解、誤判的關鍵點設置問題，具有很好的區分度。

【例3】（2014江蘇，15）一定溫度下，在三個體積約為1.0L的恒容密閉容器中發生反應：2CH3OH（g）？葑CH3OCH3（g）+H2O（g）

下列說法正確的是（ ）

A. 該反應的正方應為放熱反應

B. 達到平衡時，容器I中的CH3OH體積分數比容器Ⅱ中的小

C. 容器I中反應達到平衡所需時間比容器Ⅲ中的長

D. 若起始時向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol，則反應將向正反應方向進行

解析：讀表格信息可知，I、III的目的是探究溫度對平衡的影響，降低溫度，生成物平衡物質的量增大，說明平衡正向移動，由此推斷正反應是放熱反應，故A正確；I、II的目的是探究壓強對平衡的影響，正反應是氣體體積不變的方向，增大壓強平衡不移動，則容器I、II中的CH3OH體積分數相等，故B錯；起始投料相同，僅溫度：I>III，則反應速率：I>III，因此容器I中達到平衡的時間比III短，故C錯；由n/V、題意可知，CH3OH、CH3OCH3、H2O的c分別為0.16mol/L、0.080mol/L、0.080mol/L，平衡時CH3OH、CH3OCH3、H2O的c分別為0.040mol/L、0.080mol/L、0.080mol/L，該溫度下平衡常數K===4，而Q===1.5

答案：A D

點評：本題以醇分子間脫水反應的探究實驗為背景，考查外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對化學反應速率和化學平衡的影響，認識并能用相關理論解釋其一般規律，利用化學平衡常數進行簡單的計算能力，對實驗條件控制方法的了解等。其中D項對考生的計算技能要求較高，這種問題的分析解決，出錯機會較大。

二、2015高考會怎樣考

根據2014年化學平衡高考考查趨勢預測，明年化學平衡高考命題仍將依綱靠本，以聯系生產、生活和科研實際情景為載體，主要考查同學們對有關化學反應速率和化學平衡的圖形、模型、實驗數據表格中信息的獲取、加工、分析、遷移、解釋等能力，有關化學平衡常數、反應物平衡轉化率的簡單計算能力，有關外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對化學平衡影響規律及其應用，繪制有關化學平衡圖形等。

三、備考中應該注意哪些問題

以往的實踐證明，化學平衡對很多知識的學習和理解具有指導作用，因此這部分知識備考時需要注意以下幾點：

1. 理解有關概念的內涵與外延，善于揭示概念間的內在聯系，并應用所學概念和有關規律，特別要準確掌握化學平衡狀態、化學平衡常數和化學平衡移動等概念，弄清三者的相互聯系，以提高解決各類問題的能力。

2. 準確把握外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，既要學會對圖表數據進行綜合分析的方法，又要學會用化學平衡移動原理來解決有關的平衡問題，尤其是化學平衡標志和化學平衡常數的理解和應用，用正確的化學術語及文字、圖表、數學模型、圖形等表達分析解決問題的過程和成果，并能做出符合邏輯關系的解釋。

3. 重視化學實驗，認真觀察和理解教材中的有關實驗，弄清實驗現象，發生的反應及所要說明的問題，通過典型的實驗得出一般規律，加深對所學概念、理論的理解和應用，提高解決實際問題的能力。

四、押題訓練

1. 在恒容密閉容器中，反應CO2（g）+3H2（g）？葑CH3OH（g）+H2O（g） H

A. 升高溫度，正反應速率減小，逆反應速率增加，平衡逆向移動

B. 升高溫度，可提高CO2轉化率

C. 增加H2的濃度，可提高CO2轉化率

D. 改用高效催化劑，可增大反應的平衡常數

1. C 解析：正反應是放熱反應，升高溫度，正、逆反應速率均增大，但逆反應速率的增大程度更大，平衡逆向移動，CO2轉化率減小，故AB均錯；增大H2的濃度，平衡右移，可提高CO2轉化率，故C正確；催化劑不能使平衡移動，因此不能改變反應的平衡常數，故D錯。

2. 一定條件下，0.3molX（g）與0.3molY（g）在體積為1L的密閉中發生反應：X（g）+3Y（g）2Z（g），下列示意圖合理的是（ ）

2. D 解析：圖中n（X）=（0.3-0.2）mol=0.1mol，由n（X）Un（Y）=1U3可知，n（Y）=0.3mol，由于可逆反應中Y不可能100%轉化為生成物，故A錯；隨著反應的進行，v正（X）逐漸減小、v逆（Z）逐漸增大，平衡時v正（X）Uv逆（Z）=1U2，故B錯；Y是反應物、Z是生成物，隨著反應的進行，c（Y）逐漸減小、c（Z）逐漸增大，且c（Y）Uc（Z）=3U2，而由圖中信息可知c（Y）∶c（Z）=（0.3-0.2）U（0.1-0）=1U1，故C錯；起始時X的體積分數=×100%=×100%=50%，而Z的體積分數為0；設n（X）=amol，由n（X）Un（Y）Un（Z）=1U3U2可知，n（Y）=0.3amol，n（Z）=0.2amol，則平衡時n（X）=（0.3-a）mol，n（Y）=（0.3-3a）mol，n（Z）=0.2amol，因此平衡時X的體積分數為=×100%=×100%=50%，而Z的體積分數×100%=×100%，故D正確。

3. PCl5分解成PCl3和Cl2的反應是可逆反應。T℃時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，經過250s達到平衡。反應過程中測定的部分數據見下表：

①反應在50～150s 內的平均速率v（PCl3）=

。

②試計算該溫度下反應的平衡常數（寫出計算過程，保留2位有效數字）

3. ①1.5×10-4mol/（L?s）

②由n/V可知起始時各組分濃度、平衡時PCl3的濃度，則：

PCl5（g） ？葑 PCl3（g） + Cl2（g）

起始濃度（mol/L） 0.50 0 0

轉化濃度（mol/L） 0.10 0.10 0.10

平衡濃度（mol/L） 0.40 0.10 0.10

K===2.5×10-2 mol/L

答：該溫度下反應的平衡常數為2.5×10-2 mol/L。

篇（3）

文章編號：1008-0546（2012）04-0008-02 中圖分類號：G632．41 文獻標識碼：B

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．04．003

化學平衡和化學反應速率分別是經典熱力學和反應動力學討論的重要問題之一，兩者都受體系溫度、壓力和物料的濃度影響。在《化學反應原理》模塊相關內容的教學上，許多教師容易產生學科認識上的混淆，將兩者的影響因素等同看待并相互套用。比如，有的教師在“化學平衡的移動”教學中給學生做這樣的總結：“當外界條件發生改變時，如果對正、逆反應速率產生了不同的影響，導致某種物質的轉化率發生了改變，原化學平衡就被破壞，并且向著生成更多某物質的那一方移動，即如果導致υ正＞υ逆，則向著正反應方向移動，如果υ正＜υ逆，則向逆反應方向移動”。上述對化學平衡移動和反應速率變化的動因分析，呈現了一個值得探討的學科知識問題，是反應速率的變化導致了化學平衡的移動，還是化學平衡的移動導致了反應速率的變化，兩者在動因上有必然的聯系嗎？無疑，化學反應速率與化學平衡的移動總是相互伴生并相互作用，部分教師對兩者所包含的化學熱力學和反應動力學的學科知識體系的認識還存有模糊，不能正確地區分與應用。因此，有必要從學科知識的角度做進一步厘清，以免貽誤教學。

一、化學平衡及其移動的本質

化學平衡及其移動，是經典熱力學闡釋化學反應限度與反應推動力關系的重要表達方式。經典熱力學從物質的宏觀狀態變化的角度出發，探討反應中的能量變化關系，并將化學反應式兩邊看作化學變化前、后的兩種熱力學狀態。通過反應前、后的狀態變化，即反應的溫度T、焓變ΔH和熵變ΔS闡明了反應進行的推動力，即ΔG＝ΔH－T×ΔS（吉布斯自由能變化）。從而為一個反應能否自發進行提供了判斷的依據。當然，該推動力僅僅是建立在反應物和生成物互不混合的純態基礎上。對一個實際的反應系統，即使反應的ΔG＜0，反應能自發進行，系統的實際反應推動力還要包括反應物、生成物相互混合過程對吉布斯自由能的影響。因此，一個反應系統的反應推動力實際是：

ΔG ＝ΔG純態＋ΔG混合影響＝［（1－ξ）ΔG反應物＋ξΔG生成物］＋RT［（1－ξ）ln（1－ξ）＋ξlnξ］ ξ――反應進度

圖1中灰線為純態的反應ΔG變化，實線則是反應系統的吉布斯自由能變化曲線。由圖可見，任一個自發進行的反應系統，在一定溫度和壓力下，其推動力ΔG在某一反應進度上都會有最低狀態，該狀態就是反應系統的平衡態。也就是說，任一自發進行的反應系統，也會建立一個平衡。當然，不同反應平衡態所處的進度不同，因而就有反應的最大轉化率。

在一定溫度下，對化學反應aA＋bB?葑cC＋dD系統來說，反應的平衡態可用平衡常數來描述，用具體反應物和生成物之間的濃度或分壓關系表達為：

Kc＝ 或Kp ＝。

經典熱力學的研究建立了反應系統的推動力與反應限度（平衡常數）之間的關系為：ΔG ＝－RTLnK。從而確立了化學反應的能量變化與反應限度之間的關系。

從經典熱力學有關化學反應平衡理論的概述可以看出：化學平衡是反應系統的熱力學狀態變化的結果和體現；平衡常數與反應體系溫度息息相關；反應平衡體系中各物質的濃度，由平衡常數所決定，但其又以系數的冪次方關系對平衡體系產生影響；反應的推動力或平衡常數可以在一定的反應條件下，由反應物的轉化率間接地表達，但平衡體系變化，必然伴隨轉化率的變化；經典反應熱力學僅從反應前、后狀態的能量變化的角度出發，去探討反應的可能性與限度問題，始終都未涉及反應從始態到終態之間的過程問題，也就是說，熱力學基礎上建立的對化學反應問題的結論，與反應速率之間沒有任何的聯系。

經典熱力學有關平衡移動的理論，為化學反應的應用，提供了反應的狀態條件（如反應體系物料配比、壓力、溫度等）選擇的理論依據。比如，合成氨工業中，通過平衡計算可以獲得狀態條件與最大轉化率之間的關系，從而使工業生產可以據此為理想的邊界條件，從中尋找提高產率（轉化率）的最佳條件。但必須清醒地認識到，合成氨反應在提高產率和生產率（反應速率）這一對相互制約的矛盾中，如何提高反應速率，何時達到上述最佳反應轉化（平衡），熱力學沒有、也無法做出回答。也就是說，熱力學討論化學平衡及其移動問題時，與平衡移動的快慢（反應速率）沒有任何的關系。這是我們在教學中應注意把握的學科認識。

二、化學反應速率及其變化的原因

對一個化學平衡體系，正如前述，若其體系中任一狀態（平衡條件）的改變，都將引起平衡的移動。平衡的移動是建立一個新平衡的過程，就有過程速率即反應速率的問題。反應速率理論是經典化學動力學對反應歷程闡釋的基本理論，包括反應速率的概念和分子碰撞理論基本模型。

化學反應速率是指反應物或產物濃度在單位時間內的變化量，可以用υ＝ 表示。雖然我們在教材中用平均反應速度表示，但是，教師在概念理解上應該意識到，反應是一個動態變化的過程，其進行的每一瞬間，濃度都在發生著變化。因此，速度也在變化，反應速度表示的僅是一個瞬時速度。嚴格的反應過程描述，應用速率的微分表達式：υ＝－。經典的分子碰撞理論對化學反應歷程研究最重要的貢獻，就是建立了反應活化能的概念，并提出了反應速率影響關系的表達式：υ＝k?cn。

n――反應級數；k＝A?e。

分子碰撞理論模型指明，反應的發生受制于該反應的活化能壘，反應速率受反應物的濃度、反應溫度和活化能的影響。影響反應速率的濃度關系，僅僅是針對反應物。反應物濃度對速率影響的關系，較之化學平衡來講更為復雜。因為對絕大多數的化學反應來說，并非基元反應，而是分步反應，比如教材中所舉的氫、氧燃燒反應的分步反應例子。因此，決定化學反應快慢的，是反應過程各分步基元反應中最慢的那一步，與總反應式中的反應物系數并無直接關系。因此，絕大多數的化學反應，濃度對反應速率的影響，要通過實驗測定。各反應物對總反應速率的影響貢獻不同，其值稱為反應級數n。因此，反應速率與反應歷程是息息相關，不同反應的反應物濃度影響表現也各不相同。

化學反應速率理論為我們提供了從動力學上如何控制反應盡快實現平衡的方法指導。比如，加大某一關鍵反應物料（反應級數高、對反應影響較大的反應物）濃度、通過催化劑改變反應歷程、提高反應溫度等辦法。但是，必須清醒地意識到，上述改變僅僅是改變了反應速率，從而改變了反應平衡達到的時間，卻并不能改變反應前、后兩種狀態的熱力學性質。因此，不能改變相同反應條件下的化學平衡和轉化率。由此可見，化學反應速率和平衡移動雖然有共同的影響因素，但它們的影響從機理到具體影響形式和程度，都是完全不同的兩回事。

三、正確認識反應速率與平衡移動的關系

通過對兩個學科知識的回顧可以看到，在一個化學平衡體系中，體系中任何狀態的變化都將破壞平衡并導致反應向新的平衡狀態移動。平衡的移動是一個過程，必然伴有過程速率即反應速率。隨著過程的進行，反應速率在不斷地改變直至新的平衡建立。平衡是對過程結果的描述，速率變化則是對反應過程的描述。它們的解釋機制是兩個不同學科的不同問題，既非化學平衡移動決定反應速率的變化，也非反應速率的變化導致了化學平衡的移動，它們屬于各自獨立的學科體系問題。

為描述化學平衡的建立過程，我們通常會用一個簡單的宏觀反應物濃度與時間的變化關系曲線加以表示，如圖2。

對于該圖的表達，許多教師存在誤解：一是將濃度變化畫為直線變化；二是認為反應物與生成物變化曲線一定是對稱變化；三是如何認識宏觀變化與微觀運動變化的問題。

篇（4）

極限假設：就是把思路引向極限狀態，來解決中間狀態的問題，從而使問題得到簡化，順利得出正確結論。

例1、在500毫升含有FeCl3、CuCl2的溶液中放入10克鐵粉，反應完全后過濾，所得固體干燥后質量為11克。濾液中加入0.3摩NaOH恰好使金屬離子完全沉淀，試求原溶液中FeCl3、CuCl2的物質的量的濃度。

技法點撥：解決本題的難點是判斷加入的10克鐵粉是否過量。運用極限假設。

①假設原溶液只含FeCl3，根據電荷守恒定律，FeCl3的物質的量為：摩，最多可溶解鐵為：克；

②假設原溶液只含有CuCl2，根據電荷守恒定律得CuCl2的物質的量： 摩能溶解鐵：0.15×56=8.4 克，因此能被溶解鐵粉的質量在范圍為大于2.8克小于8.4克。故Fe粉過量，然后根據反應式用摩爾關系式法即可求解。

從以上分析可知，極限假設可以把物質的混合狀態轉化為單一純凈物的特殊狀態，從而化繁為簡，起到事半功倍的效果。

二、等效假設

等效假設：就是把復雜的混合物問題轉化成并不存在簡單明了的分子形式，但結果等效，從而使問題輕松得到解決。

在下列混合物的質量分數計算中，讀者可以體會到，如果不用等效假設，要得出正確答案幾乎是不可能完成的任務，由此可見等效假設在化學計算中的重要性。

例2、由MgO、MgSO4和MgHPO4組成的混合物中鎂的質量分數為33%，求混合物中氧元素的質量分數。

技巧點撥：將混合物進行等效假設，分成MgO和SO3、（HPO3）兩組（其中HPO3等效于SO3），按Mg的質量分數和組分中Mg與O的質量比算出O和MgO的質量分數，進而求得另一組分的質量分數，再按其組內元素（組分）的質量比，求得該組分中O的質量分數。然后將兩個O的質量分數相加即可得出答案。過程如下：

第一步：分組。將混合物按其相對分子（原子）質量總和等效，分成兩大組分四小組分。

三、途徑假設

途徑假設：就是把復雜、不熟悉的化學變化過程假設成簡單、熟悉的途徑，從而使問題得到解決。

例3、有相同溫度（T=500K）相同體積的甲、乙兩容器，甲容器充入1克SO2和1克O2，乙容器充入2克SO2和2克O2，則分別達到平衡后，SO2轉化率哪個大？

技法點撥：由于乙中反應物濃度大，SO2的轉化率低；但乙中壓強大，SO2轉化率大。如果把該途徑假設為下列途徑，問題就不難解決了（其中Ⅱ態就等同于直接在V升的容器中，加入2克SO2和2克O2達到的平衡狀態）。

由于乙中I平衡態和甲的平衡態初始條件（溫度、壓強、濃度）均相同，故SO2%轉化率乙'與SO2%轉化率甲相等。而Ⅰ態變成Ⅱ態時，由于壓縮平衡向體積縮小的正反應方向移動，故SO2的轉化率增大，即SO2%轉化率乙> SO2%轉化率甲。

四、轉換假設

轉換假設：就是改變所研究問題的條件、結論和方向，從側面或反向著手分析問題，從而得出結論。

例4、二氯苯有三種同分異構體，則四氯苯有幾種同分異構體？

技法點撥：按常規用四個氯原子進行排列推導同分異構體，問題就比較復雜。用轉換假設法，將四氯苯中的氯原子和氫原子，分別看成二氯苯中的氫原子和氯原子，顯然是三種同分異構體。

五、參照量假設

參照量假設：就是選定變化范圍中某點的量為參照量，經比較、分析、推理，從而使問題簡化而解決。

例5、18.4克NaOH與NaHCO3的混合物，在密閉容器中加熱到280℃，經充分反應后排出氣體，冷卻后稱得剩余固體質量為16.6克，試計算原混合物中NaOH的質量分數。

技法點撥：發生的反應有：

確定有無反應②的發生是解題的關鍵。運用參照量假設，此處假設NaOH和NaHCO3恰好反應時固體的減少量為參照量，若實際減少量等于參照量，則符合假設關系；若實際減少量大于參照量，則NaHCO3過量；若實際減少量小于參照量，則NaOH過量。NaHCO3+ NaOH @ Na2CO3+H2Om

加熱時發生①反應，由差量法先求NaHCO3質量，再求NaOH的質量分數即可。

參照量假設在作選擇題時，也可以起到很好的作用。

③解題過程如下：

篇（5）

中圖分類號： TE3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0204-01

隨著經濟的不斷發展，我國對能源的需求已經變得越來越急迫，而加氫改質裝置作為煉油的關鍵裝置之一，已經引起人們越來越高的重視。如何對其進行節能減排設計，這對于資源的利用來說，有著很大的意義。基于此，我們有必要對柴油加氫改質裝置節能降耗技術進行分析與研究。

一、柴油加氫改質裝置的介紹

一般來講，煉油廠使用柴油加氫改質技術，它的最終目的是為了提升劣質的二次柴油的質量即在降低催化劑裂化柴油中的硫、氮等等雜質以及改善油品顏色的同時，又能夠在很大程度上使得柴油中的十六烷值大大增加?？v觀我國的日常使用的柴油加氫裝置，其工藝流程主要包括以下三項：加氫改質工序、分餾以及煤油加氫補充精制等。在常規的加氫改質裝置中，主要的化學反應有以下幾種：①脫硫反應，其原理是在加氫精制條件下將石油餾分當中的含硫污物予以氫化分解，最終是其中的硫雜質成功脫離掉。②脫氮反應。原理和脫硫相似，想石油餾分中的氮雜質分離。③烴類的加氫反應。④含氧化合物的氫解反應。⑤脫金屬反應。

二、柴油加氫改質裝置節能降耗技術分析

（一）反應壓力對裝置加氫的影響。按照以往的經驗來看，反應壓力對于加氫的影響主要通過系統中的氫分壓來體現其作用。這種系統中的氫分壓的影響因素主要包括操作壓力、循環氫純度和原料的氣化率等等一系列因素。加氫裂化在實質上其實就是分子數減少的反應，一旦增大壓力，會有利于裝置的加氫裂化，尤其有利于這些受到熱力學平衡限制的芳烴的加氫反應[1]。總的來說，無論是對于氣相還是對于企業混相的加氫反應，其受壓力影響的效果是非常明顯的。除此之外，由于壓力的增大，這就等同于單位體積內的分子量增多，從而使得反應時間得以延長，在一定程度上能夠提高轉化率。鑒于循環芳香烴和有機氮化物的含量隨著原料的干點變化而改變，一般干點越高，其含量也會增加，而且二者的結構也不一樣，這樣它們在二次加工生成油品中的含量比在直餾原料要高的多，最終如果要維持一定的轉化濃度的話，就一定要提高氫分壓。在合理的其他條件下，如溫度、催化劑等，所選用的反應壓力能夠使得稠環芳烴的平衡轉化率得以保障。

對于有關硫化物的加氫以及烯烴的加氫飽和反應來說，他們需要的反應壓力不是很高，通常在低壓下就能夠實現較高的平衡轉化率。這也可以說明，在高壓下，上述加氫反應其深度其實是基本不受化學熱力學的影響的。一般來講，當壓力高于3.0Pa時，其將不受熱力學平衡的影響，這時的決定因素是速度以及時間。

另外，對于反應壓力對加氫裂化的影響，在不同的催化劑作用下，其反應速度以及轉化率是不同的[2]。比如在使用酸活性較低的催化劑時，其轉化率隨著壓力的增加而增大，而且這種規律可以一直持續到很高的壓力，在壓力到達一個臨界值以后，轉化率開始下降。在日常的工業加氫工序中，反應壓力不能僅僅被看做是操作因素，它也關系到工業裝置的設備投資以及能量的消耗等等。

由以上我們可以看出，反應壓力對于加氫的速度以及轉化率影響是比較復雜的，在實際操作中，要綜合各種因素予以考慮以達到節能的目的。

（二）優化低分氣脫硫塔進料。對于那些脫硫化氫塔在實際操作起來比較困難的問題，可以進行適當的優化來進行節能。筆者認為，可以新增加幾臺串聯浮頭式換熱器，或利用分餾塔底后的幾臺水冷換熱器，從而使得硫化氫塔進料走管程，而分餾塔地的那些柴油則走殼程。通過實踐可以發現，在增加換熱器之后，該脫硫化氫塔操作起來也更容易得多，并且各項參數都向設計的數據靠攏，此時還可以形成穩定的氣流，最終硫化氫和干氣的清除率大大增加[3]。除此之外，柴油入空冷器時的溫度也大幅降低，這不僅解決了柴油空冷器的負荷問題，而且使得柴油從裝置出來時的溫度也能夠符合要求。還可以節省水電。

（三）脫丁烷塔頂氣的回收利用。我裝置分餾系統采用脫丁烷塔、分餾塔和石腦油分餾塔流程，脫丁烷塔頂氣送至焦化裝置回收利用，塔頂壓力控制在1.0MPa左右。在裝置運轉過程中發現，脫丁烷塔在1.0MPa的壓力下，脫除硫化氫的效果不是很理想，輕石腦油的腐蝕經常不合格，但由于后路裝置的操作要求，壓力沒辦法進行調整，所以造成了裝置產出的石腦油必須在進行進一步加工才能成為合格產品。為了解決這一問題，可以考慮將脫丁烷塔頂氣送至本裝置的低分氣脫硫裝置，將低分氣脫硫系統壓力向下調整，將脫丁烷塔頂氣脫硫后并入裝置內部的燃料氣管網。這樣既可以解決脫丁烷塔頂的壓力問題，又可以節省大量的燃料氣。

（四）低分氣的回收處理。在原設計中的低分氣既可以送往PSA進行提純，也可以并入裝置內的燃料氣管網，但考慮到裝置的平穩操作和節能降耗，低分氣并入了裝置內的燃料氣管網，在上面的優化中已經提到了將脫丁烷塔頂氣并入低分氣流程，初步估計脫丁烷塔頂氣的產量為800-1000 Nm3/h，低分氣產量約為2000 Nm3/h，這樣將近3000 Nm3/h的低分氣完全可以保證裝置內的自產自用。這對于小煉廠或公用工程規模較小的煉廠來說，可以大大的減少燃料氣管網的波動而帶來的裝置不平穩。同時，裝置內采用燃料氣作為密封氣的容器，變為了低分氣密封，因為低分氣脫硫后的硫含量已大幅度下降，所以對油品的影響也相應的小了很多，特別是分餾系統的幾個回流罐，密封氣中的硫含量直接影響到產品質量

三、結語

在本文當中，筆者主要就柴油加氫改質裝置節能降耗技術進行了分析。筆者認為，在進行加氫改質裝置的節能設計時，應當首先充分考慮到反應壓力帶來的影響，然后對那些多余的耗能設備予以停用，對浪費的資源予以回收。

參考文獻：

篇（6）

使學生建立化學平衡的觀點；理解化學平衡的特征；理解濃度、壓強和溫度等條件對化學平衡的影響；理解平衡移動的原理。

能力目標

培養學生對知識的理解能力，通過對變化規律本質的認識，培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。

情感目標

培養學生實事求是的科學態度及從微觀到宏觀，從現象到本質的科學的研究方法。

教學建議

化學平衡教材分析

本節教材分為兩部分。第一部分為化學平衡的建立，這是本章教學的重點。第二部分為化學平衡常數，在最新的高中化學教學大綱（2002年版）中，該部分沒有要求。

化學平衡觀點的建立是很重要的，也具有一定的難度。教材注意精心設置知識臺階，采用圖畫和聯想等方法，幫助學生建立化學平衡的觀點。

教材以合成氨工業為例，指出在化學研究和化工生產中，只考慮化學反應速率是不夠的，還需要考慮化學反應進行的程度，即化學平衡。建立化學平衡觀點的關鍵，是幫助學生理解在一定條件下的可逆反應中，正、逆反應速率會趨于相等。教材以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中，當蔗糖溶解的速率與結晶速率相等時，處于溶解平衡狀態，并進而以的可逆反應為例，說明在上述可逆反應中，當正反應速率與逆反應速率相等時，就處于化學平衡狀態。這樣層層引導，通過圖畫等幫助學生聯想，借以

在一定程度上突破化學平衡狀態建立的教學難點。

教材接著通過對19世紀后期，在英國曾出現的用建造高大高爐的方法來減少高爐氣中含量的錯誤做法展開討論。通過對該史實的討論，使學生對化學平衡的建立和特征有更深刻的理解，培養學生分析實際問題的能力，并訓練學生的科學方法。

化學平衡教法建議

教學中應注意精心設置知識臺階，充分利用教材的章圖、本節內的圖畫等啟發學生聯想，借以建立化學平衡的觀點。

教學可采取以下步驟：

1．以合成氨工業為例，引入新課，明確化學平衡研究的課題。

（1）復習提問，工業上合成氨的化學方程式

（2）明確合成氨的反應是一個可逆反應，并提問可逆反應的定義，強調“二同”——即正反應、逆反應在同一條件下，同時進行；強調可逆反應不能進行到底，所以對任一可逆反應來講，都有一個化學反應進行的程度問題。

（3）由以上得出合成氨工業中要考慮的兩個問題，一是化學反應速率問題，即如何在單位時間里提高合成氨的產量；一是如何使和盡可能多地轉變為，即可逆反應進行的程度以及各種條件對反應進行程度的影響——化學平衡研究的問題。

2．從具體的化學反應入手，層層引導，建立化學平衡的觀點。

如蔗糖飽和溶液中，蔗糖溶解的速率與結晶的速率相等時，處于溶解平衡狀態。

又如，說明一定溫度下，正、逆反應速率相等時，可逆反應就處于化學平衡狀態，反應無論進行多長時間，反應混合物中各氣體的濃度都不再發生變化。

通過向學生提出問題：達到化學平衡狀態時有何特征？讓學生討論。最后得出：化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態（此時化學反應進行到最大限度）。并指出某一化學平衡狀態是在一定條件下建立的。

3．為進一步深刻理解化學平衡的建立和特征，可以書中的史實為例引導學生討論分析。得出在一定條件下當達到化學平衡狀態時，增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時間，并沒有改變化學平衡建立時的條件，所以平衡狀態不變，即CO的濃度是相同的。關于CO濃度的變化是一個化學平衡移動的問題，將在下一節教學中主要討論。從而使學生明白本節的討論題的涵義。

“影響化學平衡的條件”教材分析

本節教材在本章中起承上啟下的作用。在影響化學反應速率的條件和化學平衡等知識的基礎上進行本節的教學，系統性較好，有利于啟發學生思考，便于學生接受。

本節重點：濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響。難點：平衡移動原理的應用。

因濃度、溫度等外界條件對化學反應速率的影響等內容，不僅在知識上為本節的教學奠定了基礎，而且其探討問題的思路和方法，也可遷移用來指導學生進行本書的學習。所以本節教材在前言中就明確指出，當濃度、溫度等外界條件改變時，化學平衡就會發生移動。同時指出，研究化學平衡的目的，并不是為了保持平衡狀態不變，而是為了利用外界條件的改變，使化學平衡向有利的方向移動，如向提高反應物轉化率的方向移動，由此說明學習本節的實際意義。

教材重視由實驗引入教學，通過對實驗現象的觀察和分析，引導學生得出增大反應物的濃度或減小生成物的濃度都可以使化學平衡向正反應方向移動的結論。反之，則化學平衡向逆反應方向移動。并在溫度對化學平衡影響后通過對實驗現象的分析，歸納出平衡移動原理。

壓強對化學平衡的影響，教材中采用對合成氨反應實驗數據的分析，引導學生得出壓強對化學平衡移動的影響。

教材在充分肯定平衡移動原理的同時，也指出該原理的局限性，以教育學生在應用原理

時，應注意原理的適用范圍，對學生進行科學態度的熏陶和科學方法的訓練。

“影響化學平衡的條件”教學建議

本節教學可從演示實驗入手，采用邊演示實驗邊講解的方法，引導學生認真觀察實驗現象，啟發學生充分討論，由師生共同歸納出平衡移動原理。

新課的引入：

①復習上一節講過的“化學平衡狀態”的概念，強調化學平衡狀態是建立在一定條件基礎上的，當濃度、壓強、溫度等反應條件改變時，原平衡的反應混合物里各組分的濃度也會隨著改變，從而達到新的平衡狀態。

②給出“化學平衡的移動”概念，強調化學平衡的移動是可逆反應中舊平衡的破壞、新平衡的建立的過程，在這個過程中，反應混合物中各組分的濃度一直在變化著。

③指出學習和研究化學平衡的實際意義正是利用外界條件的改變，使舊的化學平衡破壞并建立新的較理想的化學平衡。

具體的教學建議如下：

1．重點講解濃度對化學平衡的影響

（1）觀察上一節教材中的表3－l，對比第1和第4組數據，讓學生思考：可從中得出什么結論？

（2）從演示實驗或學生實驗入手，通過對實驗現象的觀察和分析，引導學生得出結論。這里應明確，溶液顏色的深淺變化，實質是濃度的增大與減小而造成的。

（3）引導學生運用濃度對化學反應速率的影響展開討論，說明濃度的改變為什么會使化學平衡發生移動。討論時，應研究一個具體的可逆反應。討論后，應明確濃度的改變使正、逆反應速率不再相等，使化學平衡發生移動；增加某一反應物的濃度，會使反應混合物中各組分的濃度進行調整；新平衡建立時，生成物的濃度要較原平衡時增加，該反應物的濃度較剛增加時減小，但較原平衡時增加。

2．壓強和溫度對化學平衡的影響：應引導學生分析實驗數據，并從中得出正確的結論。溫度對化學平衡影響也是從實驗入手。要引導學生通過觀察實驗現象，歸納出壓強和溫度的改變對化學平衡的影響。

3．勒夏特列原理的教學：在明確了濃度、壓強、溫度的改變對化學平衡的影響以后，可采用歸納法，突破對勒夏特列原理表述中“減弱這種改變”含義理解上的困難：

其他幾個問題：

1．關于催化劑問題，應明確：①由于催化劑能同等程度增加正、逆反應速率，因此它對化學平衡的移動沒有影響；②使用催化劑，能改變達到平衡所需要的時間。

2．關于化學平衡移動原理的應用范圍和局限性，應明確：①平衡移動原理對所有的動態平衡都適用，為后面將要學習的電離平衡、水解平衡作鋪墊；②平衡移動原理能用來判斷平衡移動的方向，但不能用來判斷建立新平衡所需要的時間。教育學生在應用原理時應注意原理的適用范圍，對學生進行科學態度的熏陶和科學方法的訓練。

3．對本節設置的討論題，可在學生思考的基礎上，提問學生回答，這是對本節教學內容較全面的復習和鞏固。

4．對于本節編入的資料，可結合勒夏特列原理的教學，讓學生當堂閱讀，以了解勒夏特列的研究成果和對人類的貢獻；可回顧第二節“工程師的設想”的討論，明確：欲減少煉鐵高爐氣中CO的含量，這屬于化學平衡的移動問題，而利用增加高爐高度以增加CO和鐵礦石的接觸時間的做法并未改變可逆反應的條件，因而是徒勞的。教學設計示例

第一課時化學平衡的概念與計算

教學目標

知識目標：掌握化學平衡的概念極其特點；掌握化學平衡的有關計算。

能力目標：培養學生分析、歸納，語言表達與綜合計算能力。

情感目標：結合化學平衡是相對的、有條件的、動態的等特點對學生進行辯證唯物主義教育；培養學生嚴謹的學習態度和思維習慣。

教學過程設計

【復習提問】什么是可逆反應？在一定條件下2molSO2與1molO2反應能否得到2molSO3？

【引入】得不到2molSO3，能得到多少摩SO3？也就是說反應到底進行到什么程度？這就是化學平衡所研究的問題。

思考并作答：在相同條件下既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的反應叫做可逆反應。SO2與O2的反應為可逆反應不能進行完全，因此得不到2molSO3。

提出反應程度的問題，引入化學平衡的概念。

結合所學過的速率、濃度知識有助于理解抽象的化學平衡的概念的實質。

【分析】在一定條件下，2molSO2與1molO2反應體系中各組分速率與濃度的變化并畫圖。

回憶，思考并作答。

【板書】一、化學平衡狀態

1．定義：見課本P38頁

【分析】引導學生從化學平衡研究的范圍，達到平衡的原因與結果進行分析、歸納。

研究對象：可逆反應

平衡前提：溫度、壓強、濃度一定

原因：v正=v逆（同一種物質）

結果：各組成成分的質量分數保持不變。

準確掌握化學平衡的概念，弄清概念的內涵和外延。

【提問】化學平衡有什么特點？

【引導】引導學生討論并和學生一起小結。

討論并小結。

平衡特點：

等（正逆反應速率相等）

定（濃度與質量分數恒定）

動（動態平衡）

變（條件改變，平衡發生變化）

培養學生分析問題與解決問題的能力，并進行辯證唯物主義觀點的教育。加深對平衡概念的理解。

討論題：在一定溫度下，反應達平衡的標志是（）。

（A）混合氣顏色不隨時間的變化

（B）數值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）

（C）單位時間內反應物減少的分子數等于生成物增加的分子數

（D）壓強不隨時間的變化而變化

（E）混合氣的平均分子量不變

討論結果：因為該反應如果達平衡，混合物體系中各組分的濃度與總物質的量均保持不變，即顏色不變，壓強、平均分子量也不變。因此可作為達平衡的標志（A）、（D）、（E）。

加深對平衡概念的理解，培養學生分析問題和解決問題的能力。

【過渡】化學平衡狀態代表了化學反應進行達到了最大程度，如何定量的表示化學反應進行的程度呢？

2．轉化率：在一定條件下，可逆反應達化學平衡狀態時，某一反應物消耗量占該反應物起始量的質量分數，叫該反應物的轉化率。

公式：a=c／c始×100％

通過討論明確由于反應可逆，達平衡時反應物的轉化率小于100％。

通過掌握轉化率的概念，公式進一步理解化學平衡的意義。

3．平衡的有關計算

（1）起始濃度，變化濃度，平衡濃度。

例1445℃時，將0.1molI2與0.02molH2通入2L密閉容器中，達平衡后有0.03molHI生成。求：①各物質的起始濃度與平衡濃度。

②平衡混合氣中氫氣的體積分數。

引導學生分析：

c始／mol／L0.010.050

c變／mol／Lxx2x

c平／mol／L0.015

0+2x=0.015mol／L

x=0.0075mol／L

平衡濃度：

c（I2）平=C（I2）始-C（I2）

=0.05mol／L-0.0075mol／L

=0．0425mol／L

c（H2）平=0.01-0.0075=0.0025mol／L

c（HI）平=c（HI）始+c（HI）

＝0.015mol／L

w（H2）=0.0025／（0.05+0.01）

通過具體計算弄清起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者之間的關系，掌握有關化學平衡的計算。

【小結】①起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者的關系，只有變化濃度才與方程式前面的系數成比例。

②可逆反應中任一組分的平衡濃度不可能為0。

（2）轉化率的有關計算

例202molCO與0.02×100％=4.2％mol水蒸氣在2L密閉容器里加熱至1200℃經2min達平衡，生成CO2和H2，已知V（CO）=0.003mol／（L·min），求平衡時各物質的濃度及CO的轉化率。

c（CO）＝V（CO）·t

=0.003mol／（L·min）×2min

=0.006mol／L

a=c／c（始）×100％

=0.006／0.01×100％

=60％

【小結】變化濃度是聯系化學方程式，平衡濃度與起始濃度，轉化率，化學反應速率的橋梁。因此，抓變化濃度是解題的關鍵。

（3）綜合計算

例3一定條件下，在密閉容器內將N2和H2以體積比為1∶3混合，當反應達平衡時，混合氣中氨占25％（體積比），若混合前有100molN2，求平衡后N2、H2、NH3的物質的量及N2的轉化率。

思考分析：

方法一：

設反應消耗xmolN2

n（始）1003000

nx3x2x

n（平）100-x300-3x2x

（mol）

x＝40mol

n（N2）平＝100mol-xmol＝100mol-40mol

=60mol

n（N2）平=300mol-3xmol=180mol

a=40／100×100％=40％

方法二：設有xmolN2反應

n

122

x2x2x

【小結】方法一是結合新學的起始量與平衡量之間的關系從每種物質入手來考慮，方法二是根據以前學過的差量從總效應列式，方法二有時更簡單。

鞏固轉化率的概念并弄清轉化率與變化濃度，速率化學方程式之間的關系。

通過一題多解將不同過程的差量計算與平衡計算聯系起來加深對平衡的理解，加強對所學知識（如差量的計算，阿伏加德羅定律的計算）的運用，培養學生綜合思維能力和計算能力。

強調重點，加強學法指導。

【課堂小結】今天我們重點學習了化學平衡的概念及有關計算，比較抽象，希望大家加強練習，以便熟練地掌握平衡的概念。

【隨堂檢測】1．對于一定溫度下的密閉容器中，可逆反應達平衡的標志是（）。

（A）壓強不隨時間的變化而變化

（B）混合氣的平均分子量一定

（C）生成nmolH2同時生成2nmolHI

（D）v（H2）=v（I2）

2．合成氨生產中，進入塔內的氮氣和氫氣體積比為1∶3，p=1.52×107Pa（150atm），從合成塔出來的氨占平衡混合氣體積的16％，求合成塔出來的氣體的壓強。

平衡時NH3的體積分數為：

n（平NH3）／n（平總）×100％

=n（平NH3）／（n始-n）

=2x／（400-2x）×100％

=25％

x=40mol

（以下計算與上面相同）

鞏固課堂所學內容。

附：隨堂檢測答案1．（C）2．1.31×107Pa（129.4atm）

探究活動

探究活動（一）

溫度對化學平衡的影響

硫酸銅溶液中加入溴化鉀，發生下列反應：

藍色綠色

將上述平衡體系加熱，使溶液溫度升高，顏色怎樣變化？冷卻后，顏色又怎樣改變？做實驗檢驗你的答案。

在試管中加入0.1M的溶液5毫升，再加1M溶液2毫升，觀察所得溶液的顏色。倒出3毫升于另一試管，然后在酒精燈上加熱，觀察顏色變化（與沒加熱的溶液對比）。等加熱的試管稍稍冷卻后，把試管浸入冷水中，觀察顏色變化。

平衡體系溫度升高，溶液的綠色加深；冷卻后，顏色又變淺。

[儀器和藥品]

1．學生用：燒杯（50毫升）、滴定管2支、量筒（10毫升）、攪拌棒、試管、石棉網、鐵架臺（附鐵杯）、保溫瓶（貯開水）、酒精燈、火柴。

3M氫氧化鈉溶液、3M硫酸溶液、0.5M氯化鐵溶液、0.1M硫酸銅、1M溴化鉀溶液。

2．講臺上公用：1M鉻酸鉀溶液0.5升、1M重鉻酸鉀溶液0.1升。

探究活動（二）

濃度對化學平衡的影響

讓同學復述勒沙特里原理，然后提出并演示，鉻酸根呈黃色，重鉻酸根呈橙色。在水溶液中，鉻酸根離子和重鉻酸根離子存在下列平衡：

提問：

（1）若往鉻酸鉀溶液里加入硫酸，溶液顏色有什么變化？

（2）再加氫氧化鈉溶液，顏色又有什么變化？

篇（7）

自改革開放以來，我國工業科學技術進入了飛速發展的階段，隨著力學理論、傳質模型不斷的發展和完善，塔板技術已突顯出了其技術領先地位?，F階段，由于能源供需關系緊張，我國塔板技術的應用面臨著前所未有的挑戰，如何完善塔板技術的應用，降低工業生產技術的能源消耗量等問題已成為我國廣大塔填料工程設計人員研究討論的重點問題。常用的精餾塔設備主要有填料塔和板式塔兩大類，兩種設備的運行效果存在很大的差異性，傳統板式塔其制作工藝復雜，能源轉化率低，填料塔的制作工藝簡單，能源轉化率高。目前，我國大多數工業企業應用的精餾塔設備類型為塔填料，本文通過塔填料類型深入探討液體分布器的應用問題和研究發展方向[1]。

1.塔填料類型

1.1.散堆填料

散堆填料及塔設備是進行吸收、精餾、干燥、萃取等傳熱處理的主要裝置過程，在傳質、傳熱過程中，散堆填料的氣-液、液-液變化明顯，隨著計算機網絡工程技術的發展，散堆填料技術已經逐漸走出了傳統傳質、傳熱能源消耗量大的困境，在反應蒸餾、流化干燥、超重力分離等領域都發揮著重要作用，具體表現在以下幾個方面：①散堆填料的規律化、規范化，和傳統填料形式進行對比分析可知，在填料時，應時刻保持填料的重心在縱向取向上，這種填料形式可以將填料表面的液膜更均勻；②降低填料塔的壓強，使裝置設備的傳質效率大幅度升高；③對不同類型填料形式，采用不同種填料技術，目前開發應用的調料類型主要為散堆填料，其填料功能的復合化程度非常高，適用于多種填料技術；④因為散堆填料技術擁有較強的催化作用和傳質作用，這種優良的應用性能可以在一定程度上提高裝置的傳質效率[2]。

1.2.規整填料

規整填料是近幾年發明的新型填料形式，其設計方法和應用性能和三推填料有很大差別。規整填料可以提高塔裝置的傳質效率，并且其能源轉化率非常高，一般情況下，在難分離物系、熱敏物系、高純產品等領域的應用非常廣，其主要應用性能有以下幾點：①在減壓塔中，規整填料可以促進熱敏物系和難分離物系發生催化反應，增加塔裝置的熱吸收穩定性；②在汽油分離塔中，規整填料應用在汽油分離裝置中，可以實現能源轉化率的最大化，幫助乙烯、苯乙烯等工業材料實現在加工的生產目的；③規整填料可以有效方式加工產品受到污染，有效避免各加工原料出現混合反應現象，所以在食品、制藥等領域普遍應用規整填料；④規整填料的形式種類有很多，不同填料形式對加工產品的分離效果不同，相較于散堆填料，規整填料的分離效率更高，操作彈性更大、實用性更強、放大效應更低。

2.液體分布器

一般填料塔都具有高性能填料和設計填料內件，這是填料塔實現物料回流、分離傳感的重要裝置元件，液體回流在塔截面的分布均勻是體現塔裝置傳質效率的主要依據，據相關數據統計，如果塔裝置內的液體回流分布不均勻，塔內的加工原料的分離效率很受到嚴重影響。

2.1.填料塔液體分布器的分類

填料塔液體分布器是實現塔分離效率、傳質效果的重要裝置，所以其裝置結構和裝置性能對塔裝置生產效率的影響非常大。填料塔液體分布器的分類方法主要有5種：①按液體回流方向分類，主要分為重力型、壓力型液體分布器，這兩種分布器應用于不同種回流方式的塔裝置；②按形狀分類，傳統分布器一般為管式，新型分布器一般為雙層排管式；③按液體分離類型分類，孔流型液體分布器和溢流型液體分布器；④）按按液體回流次數分類，回流次數少于3次的為單級分布器，回流次數大于3次的為多級分布器；⑤按分布器組合方式分類，主要有管槽式、孔槽式和槽盤式三種液體分布器[3]。

2.2.塔填料液體分布器的注意事項

通過上文對塔填料液體分布器的運行情況和分類方法進行分析可知，要想實現分布器的運行效果，必須嚴格按照相關規定操作，在操作過程中應注意的問題，主要有以下幾點：①新型分布器和傳統塔裝置的應用結合，因為新型分布器應用的操作技術非常先進，所以其填料形式和塔裝置的分離效率存在很大差異，研究表明，如果傳統塔裝置應用新型分布器，那么其能源轉化率會降低12個百分點；②如果在填料過程中工作人員操作失誤的話，液體分布器會出現不良分配現象，這種現象不僅對塔裝置的分離效率產生影響，還會影響加工原料的傳質效率；③分離效率，不同填料方法的噴淋密度不同，工程人員在設計填料方法時，應結合裝置的噴淋密度設計合理的填料容量和形式，當噴淋密度超出額定范圍時，塔裝置的分離效率會大幅度下降；④新型分布填料，由點到線的填料形式可以增加塔裝置的傳質效果，液體回流次數也會隨之增加，所以工作人員在進行填料時應添加規則的布液孔，通過布液孔完成加工材料的表面轉化；⑤通過毛細管等作用，液體分布器布液板上的液體呈膜均勻狀流下，將液體初始分步由點分布變成近似無限多點均勻分布到填料表面，可以有效增加液體分布器的分離轉化效率，在改善其分布性能的同時，提高了液體分布器的綜合應用性能[4]。

3.結論：

綜上所述，填料塔未來的發展前景非常廣闊，通過工程技術人員的不斷改革和創新，填料塔裝置的高效性、實用性會進一步增強。先進科學技術和高效填料相匹配的塔內構件組成的復合型塔板裝置是填料塔發展的重要方向。

參考文獻：

[1]徐世民，張艷華，任艷軍.塔填料及液體分布器[J].化學工業與工程，2010，12（06）：101-116.

篇（8）

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A文章編號：1673－9884(2015)12－0089－02

一、何為“動態平衡”理論

課堂教學是由多種因子組成的系統，各種因子之間的關系是錯綜復雜的。系統論原理告訴我們：課堂教學系統中各因子的運行過程是發展變化的，處于動態平衡中。所謂的“動態平衡”也就是指在平衡中追求動態，在動態中達到平衡。筆者運用動態平衡思想審視化學課堂，用平衡移動規律調節課堂，從而提高教與學中知識與能力內化的轉化率。

二、“動態平衡”的理論基礎

建構主義學習理論認為，學習不是教師向學生的簡單傳遞和灌輸，而是學生積極主動建構知識的過程。在建構中，當舊知識與新知識、新情境之間不相符時，學生就會產生心理上的矛盾或沖突，稱之為認知沖突［1］。當出現這種情況時，皮亞杰認為認知主體面對環境中新的刺激時，總是試圖通過同化和順應這兩種形式來達到機體與環境的新平衡［2］。在這種“動態平衡”的課堂中，教師如何利用學生認知的不平衡，提高這種平衡知識的轉化率呢?應當運用化學平衡思想審視課堂，尋找和制造課堂的不和諧與不平衡因素，用動態平衡理論指導和調節課堂，使學生出現欲答不能、欲罷不忍的心理狀態，由此調動其全身心地投入到學習活動中，在這樣處于動態平衡的教學，保持信息流的暢通，使學生的有效輸入大輻度增加。三、“動態平衡”理論在教學中的運用

1．抓住認知不平衡的關鍵點

【案例1】鹽類的水解

學生的原有認知平衡被打破，心理上自然而然地產生了一種強烈的平衡需求。利用這種不平衡，由淺入深地啟發學生尋找知識的根源，分析奇異現象產生的原因，這樣知識就向著學生認識、感悟的方向轉化。進行激烈的碰撞、氧化、還原、雜化，選擇性成鍵形成新認知將其認知體系提升到新的高度。

2．變式問題角度，化解認知難點

【案例2】變式練習、制造不平衡。變換設問方式

或問題的部分條件，打破已有的認知沖突，制造出新的認知不平衡。使學生對問題的認識不斷深化，思維水平不斷提高。例如：

題1．0.001mol/L的鹽酸、硫酸和醋酸，誰c(H+)、PH值大呢?

題2．c(H+)=0.001mol/L的鹽酸、硫酸和醋酸，誰的物質的量濃度大?

題1變式0.001mol/L的鹽酸、硫酸和醋酸分別與Zn反應，開始是誰的速率大?產生的H2多?

題2變式體積相同、c(H+)=0.001mol/L的鹽酸、硫酸和醋酸分別與Zn反應誰的速率大?產生的H2多?題3．PH值相同的鹽酸、硫酸和醋酸分別與Zn反應，開始是誰的速率大?產生的H2多?

從題1到題3，學生的認知沖突不斷變化，學生解決認知沖突的思維能力不斷提高，對物質的量濃度、c(H+)、PH的理解也越來越深刻?；瘜W平衡建立只與始終態有關，與途徑無關。通過教師對難點、易混點充分準備，以“小步子”的變式方式呈現，降低了難點、易混點的難度，了解學生的潛在問題。

3．多維度的轉化平衡

【案例3】沉淀溶解平衡

記憶研究領域中，“深度加工理論”認為：人往往在不同的深度層次上對各種外界刺激進行心理加工，而只有那些得到很深的認知加工的信息才能被長期保持下來［3］?；诖死碚摚P者認為認知沖突形成的不平衡的設置，應在不同的時間、不同的空間，以不同的形式一步一步地將知識在自然“生長”過程中不留痕跡地轉化，達到深層次的領悟?？傊?，課堂猶如一個生態系統，它的平衡是動態的、相對的。當內部因素或外部因素改變，都會打動平衡系統?；瘜W教師應善于利用這些不平衡，掌控課堂使之轉化成一個更合理、更和諧的新平衡。

參考文獻

［1］來玲玲，胡志剛．基于建構主義的認知沖突策略在化學實驗教學中的運用［J］．化學教與學，2012(8)．

篇（9）

1 從化工原理的角度設計試題

［試題1］根據合成氨反應的特點，結合化學反應速率和化學平衡的原理填寫下列表格，并選擇工業合成氨的適宜的條件。

［答案］通過分析可以填寫下表：

綜合各方面因素后采用如下條件：①高溫，500℃； ②高壓，20MPa～50MPa； ③催化劑，鐵觸煤。

［命題意圖］這是考查化學反應速率與化學平衡原理在合成氨工業生產中的多因素影響問題。特別是兩個因素影響不一致時如何聯系生產原理和生產實際選擇適宜條件。

2 從合成氨工業生產的流程設計試題

［試題2］下圖是合成氨工業生產的流程示意圖:

1. 工業上制取氮氣常采用分離空氣的方法，下圖是制取氮氣流程圖，請在空格內填寫適當的答案：

2. 寫出工業合成氨中利用煤水反應法制取原料氣H2的兩個化學反應方程式______，_______。

若用烴水反應法制取氫氣，第一步是先用催化劑把烴和水作用，生成一氧化碳和氫氣，寫出化學反應方程式___________。

［答案］1.

2.

［命題意圖］從工業合成氨生產的流程示意圖考查用物理方法制取氮氣，構思新穎。用煤水反應法和烴水反應法的反應原理考查化學方程式從具體到一般的書寫，符合歸納法。

3 從合成氨反應中化學平衡與反應熱相結合的角度設計試題

［試題3］已知常溫常壓下， N2(g）和H2(g)生成2mol NH3(g)放出92.4kJ熱量。在同溫同壓下向密閉容器中通入1mol N2和3mol H2，達到平衡時放出熱量為Q1，向另一體積相同的容器中通入0.5mol N2、1.5mol H2和1mol NH3，相同條件下達到平衡時放出熱量為Q2，則下列關系式正確的是

A.2Q2=Q1=92.4kJ B.2Q2＜Q1＜92.4kJ

C.Q1＜Q2＜92.4kJ D.Q2=Q1＜92.4kJ

［提示］因為1mol N2和3molH2的反應跟0.5mol N2與1.5mol H2的反應是在同溫同壓下按相同物質的量比[n(N2):n(H2)=1:3]進行的，則前者放出熱量為后者的兩倍；但若在后者中再加入1mol NH3，正反應將受到抑制，故Q1＞2Q2。因為N2和H2合成NH3的反應是可逆的：N2+3H2 2NH3，常溫常壓下原料的轉化率很低，因而將1mol N2和3mol H2混合反應肯定不能生成2mol NH3，則Q1＜92.4kJ。與備選選項對照，可知答案為B。

［命題意圖］以合成氨反應式為載體，考查可逆反應在等溫等壓條件下，平衡移動與反應熱的關系，著重考查思維的變通性和敏捷性。

4從氨工業用途角度設計試題

［試題4］工業上，用氨氣和二氧化碳合成尿素。在一定條件下，發生如下反應：

CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)

已知焦炭、一氧化碳和烴類化合物都能與水反應產生合成尿素的原料――氫氣和二氧化碳，從充分利用原料的角度考慮，用下列物質生產H2和CO2最為合適的是

A.C B.CO

C.天然氣D.石腦油（C5H12、C6H14）Z

［提示］生產出的H2用于合成NH3，再由NH3與CO2合成尿素。由此，可找出H2與CO2關系式：3H2～2NH3～CO2。分別寫出備選項中各物質與H2O反應的化學方程式

①C+H2O=H2+CO，CO+H2O=H2+CO2，

即C+2H2O=2H2+CO2

②CO+H2O=H2+CO2

③CH4+2H2O=4H2+CO2

④C5H12+10H2O=16H2+5CO2，C6H14+12H2O=19H2+6CO2

產物中， n(H2):n(CO2)最接近3:1的最合適。所以答案選D。

［命題意圖］本題借用氨氣的工業用途，著重考查多步反應中量的關系的歸納與近似數值的處理?；卮疬@個問題，學生要有思維的轉換能力。

5從化學平衡的定量關系設計計算試題

［試題5］合成氨反應中，若合成塔進口時N2、H2、NH3的體積之比為5:15:3。出口時N2、H2、NH3的體積之比為9:27:8，則N2的轉化率為（）

A.10%B.20%C.30% D.40%

［提示］欲求N2的轉化率，需知道N2的起始量（進口量）和轉化量（變化量）。題中未直接給出N2的起始量，卻給出了進口時N2、H2、NH3的體積之比，可據此進行假設。

設進口時N2、H2、NH3的物質的量分別為5mol、15mol和3mol，至出口時有xmol N2轉化成NH3。

N2+ 3H2 2NH3

進口量（mol）5153

進口量（mol）x3x2x

進口量（mol） 5-x15-3x3+2x

依題意可得：（5-x）：(3+2x）=9：8，x=0.5mol。

故N2的轉化率為10%，答案選A。

［命題意圖］以合成氨反應為載體，以連比的方式考查化學平衡中反應物的轉化率，此題突破了常規的命題方式。

6從圖像的形式結合數學知識設計試題

［試題6］在容積不同的密閉容器中，分別充入1.0mol N2和3.0mol H2，在不同溫度下，任其發生反應生成NH3，分別在不同時間測定NH3的含量，然后繪制出下圖。試回答下列問題：

（1）A、B、C、D、E五點中，尚未達到平衡狀態的是______________。

（2）此可逆反應的正反應是_____反應（填“放熱”或“吸熱”）。

（3）AC段的曲線是增函數，CE段曲線是減函數，試從反應速率和化學平衡的角度說明理由：_________________________。

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［答案］（1）AB；（2）放熱；（3）AC段曲線為增函數，原因是開始充入的物質是N2和H2，未達到化學平衡狀態，故φ（NH3）不斷增大。C點達平衡后，隨著溫度升高平衡向逆反應方向移動，φ（NH3）含量減少，故CE段為減函數。

［命題意圖］由化學反應式引入圖像，考查學生的觀察能力，引入數學中函數的單調性，考查數學知識在化學平衡中的應用。

7從綜合創新角度設計試題

［試題7］利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：

依據上述流程，完成下列填空：

(1)天然氣脫硫時的化學方程式是_________。

(2)nmol CH4經一次轉化后產生CO 0.9mol，產生H2_________mol(用含n的代數式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反應在加壓下進行，加壓的理論依據是_________。

(a)相似相溶原理 (b)勒沙特列原理

(c)酸堿中和原理

(4)整個流程有三處循環：一是Fe(OH)3 循環，二是K2CO3(aq)循環，請在流程圖中標出第三處循環（指出循環方向和循環物質）

［答案］(1)3H2S+2Fe(OH)3Fe2S3+6H2O

(2)2.7n

(3)b

(4)如右圖

［命題意圖］本題的背景材料是“天然氣合成氨”，雖然流程較長(脫硫轉化換氣吸收合成)，但脈絡清晰，關系明了，聯系化學反應的可逆性，從反應熱、化學平衡計算、化工原理、實際應用等角度進行命題，同時注意考查了觀察能力，實驗能力，用數學問題解決實際問題的思維能力等對基礎知識的應變能力，拓展了合成氨的思維空間，是綜合性和區分度較好的試題。

8 高考合成氨試題賞析

［試題8］（07全國山東卷）某化工廠為了綜合利用生產過程中的副產品CaSO4, 與相鄰的合成氨廠聯合設計了以下制備(NH4)2SO4的工藝流程：

請回答以下問題：

(1)合成氨反應的化學方程式是___________，該反應是在_______(填設備名稱)中發生。沉淀池中發生的主要反應方程式是_________，該反應能夠發生的原因_______________。

(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是___________________，可以循環使用的X是______________________________________。

(3)該生產過程中的副產品是____________。從綠色化學和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優點是___________；從物質的性質和工業生產實際的角度考慮該流程的主要缺陷是_________。

［試題評析］本題設計的特征：一是試題表達簡潔、清晰，流程圖提示有利于學生形成解題思路；二是三個問題間基本不關聯，故前面的錯誤不會引起后面連鎖失分，有利于真實考查學生的水平；三是三個問題由易到難，具有較好的階梯性。這里所說的階梯性是指試題題材具有由初級知識水平到高級知識水平之間的過渡，較低能力要求與較高能力要求的過渡。試題設計這樣兩個梯度，有利于提高區分度，有利于測量學生知識和能力層次。

由此可見，化工生產試題可以培養學生審題、解析流程圖、提取和加工信息等能力，知識的落點在于某一工藝步驟中用到哪些物質及其應用知識、化學反應原理、基本實驗操作，能力的落點除上述之外還有工業生產中要考慮的基本問題、綠色化學思想以及對已經提供的方案和工藝進行簡單的比較和評價等。

總之，隨著新課程實施的不斷深入，高考化學命題將會進一步與高中化學新課程改革接軌，我們應當積極主動研究高考試題的命題發展趨勢，把握其命題的特點，在平時的復習中多加訓練，以提高對各種新題型的適應能力。

參考文獻：

[1]林長春.論高中化學新教材實施科學方法教育的幾個問題[J].課程?教材?教法，2003，（8）：57-62.

篇（10）

化學平衡內容繁瑣而復雜，不僅考察的知識點多，而且對學生綜合應用能力的要求也比較高。為了提高學生化學平衡的解答能力，作為一線化學教師，我們要把有關化學平衡的計算方法向學生傳授，有意識地讓學生將理論和實踐結合在一起，強化學生對相關知識的認識，讓學生更好地利用相關計算方法進行習題的解答，逐步提高學生的計算能力和考試能力。本文以幾種計算方法為例對如何提高化學平衡的計算進行論述，以提高學生的考試

能力。

一、三段式計算法

三段式計算法是計算化學平衡最基本的一種解題方法，也是教材中重點講授的一種計算方法。該計算方法首先要明白平衡常數的計算，起始時各物質濃度之間的關系，以及平衡時各物質濃度的關系，這樣不僅能幫助學生計算一些求反應平衡常數的問題，而且還能求某一反應物在此反應條件下的轉化率問題等，有助于提高解題效率，提高學生學習化學的能力。

例如：已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：

CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）

在427℃時的平衡常數是9.4，如果反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01 mol/L，計算一氧化碳在此反應條件下的轉化率。

分析：該題是教材后的一道練習題，也是應用三段式計算法的典型例題之一。計算該題時，我們先對題干進行分析，首先根據已知k=9.4的計算公式進行計算，之后，引導學生按照三段式計算法進行解答。

通過整個解答過程我們可以看出，三段式計算法的有效應用相對比較簡單，而且，有效的計算對提高學生的知識應用能力與計算能力起著非常重要的作用。在教學時，教師要通過對相關練習題的分析來提高學生的應用能力，進而提高學生的化學平衡計算能力。

二、差量計算法

差量計算法在化學平衡計算時，可以是體積差量、壓強差量、物質的量差量等等，是計算化學平衡的有效方法之一。在研究化學平衡計算方法的過程中，我們要重點對該方法進行討論，不是所有的題目都像三段式例題一樣，已知條件和未知的關系都那么明確，只要熟練應用平衡常數的公式就可以。事實上，很多試題給出的條件并沒有那么直接，需要我們進行轉化。因此，我們還要教會學生運用差量計算法，以期提高學生化學平衡的計算能力。

例如：某溫度下，在密閉容器中發生如下反應：

2A（g） 2B（g）+C（g）

若開始時只充入2 mol A氣體，達到平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了20%，求平衡時A的體積分數是多少？

分析：要想正確解出該題，首先，先要明確體積分數的概念，即：體積分數=物質的量/總物質的量。接著，再通過求達到平衡時物質A的物質的量和平衡時的總物質的量來對該題進行解答。但是，從分析過程可以看出，我們并不能直接運用三段式計算法，因為給出的已知量只有達到平衡時的增大量，此時我們可以應用差量計算法解題。

平衡時，物質A的物質的量是：2-0.8 mol=1.2 mol

平衡時總物質的量是：2+0.4 mol=2.4 mol

所以，物質A的體積分數=1.2 mol/2.4 mol×100%=50%

篇（11）

一、了解焦油的基本情況

在我們日常生活中你也許會常常用到焦油的產品，很多人對焦油的了解不多，焦油是有機物經過加熱干餾的產物，常見的為煤焦油，木材干餾也產生木焦油，泥炭干餾和石油分餾也產生焦油。焦油產生的途徑生物質是一種豐富的資源，它作為可再生能源受到人們的關注，隨著能源危機意識的提高人們對其性能的研發不斷深入。生物質熱化學轉化對于產生燃料、化學原料以及生物質的完全燃燒和充分利用都是一種很有效的方法。

煤焦油是焦化工業的重要產品，其組成很復雜，大多情況下是由煤焦油工業專門進行分離、提純并且利用，可分離出多種產品，目前提取的主要產品有：萘、酚、蒽、菲 、咔唑、瀝青等幾種。目前焦油精制廠家已經可以從焦油中提取230多種產品，并向大型化方向發展。

二、生物質氣化及其過程

生物質氣化是在一定的熱力學下，借助空氣、水蒸氣的作用，使生物質發生熱解、氧化和還原反應，最終轉化為一氧化碳、低分子烴類等可燃氣體的過程。

中國可用的固體生物質數量巨大，主要以農業和木材廢物為主。生物質分布分散，收集和運輸困難，在中國目前的條件下，難以采用大規模燃燒技術，所以200―5000kW的中小規模的生物質氣化發電技術在中國有獨特的優勢。由于中國電力供應緊張，而生物質廢棄物浪費嚴重，價格低廉，所以生物質氣化發電的成本具備進入市場競爭的條件。中國已完成了多種氣化爐的研制，已使用的氣化爐有上下吸式、敞口式和流化床等。各種氣化爐從原理上講都可以用于氣化發電，但目前研究完成并正常運轉的主要有三種，即敞口下吸式，下吸式及循環流化床，發電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦，這為氣化發電技術的進一步發展提供了條件。氣化發電比較適合中國當前的經濟和發展現狀。中國的生物質技術基礎較好，解決二次污染后就具備與其他常規發電技術競爭的條件。為了發展并盡快推廣生物質氣化技術，應該研究焦油處理技術，徹底消除二次污染;改進氣化發電技術與系統，提高整體效率，進一步降低發電成本;制定保證政策，鼓勵生物質氣化發電技術的應用，使大眾較快得接受生物質氣化發電。

三、重點推行熱解工藝及影響因素

（一）熱解工藝包含的類型

從對生物質的加熱速率和完成反應所用時間的角度來看，生物質熱解工藝基本上可以分為慢速熱解和快速熱解（反應時間少于0.5s時稱為閃速熱解）兩種類型。由于工藝操作條件不同，生物質熱解工藝又可分為慢速熱解、快速熱解和反應性熱解幾種。在慢速熱解工藝中又可以分為炭化和常規熱解。

慢速熱解，傳統上稱干餾工藝、傳統熱解工藝，已經具有幾千年的歷史，是一種以生成木炭為目的的炭化過程，加熱溫度在500～580℃稱為低溫干餾，加熱溫度在660～750℃稱為中溫干餾，加熱溫度在900～1100℃稱為高溫干餾。將木材放在窯內加熱，可以得到占原料質量30%～35%的木炭產量。

快速熱解是將磨細的生物質原料放在快速熱解裝置中，嚴格控制加熱速率（10～200℃/s左右）和反應溫度（大概500℃左右），在缺氧并且被快速加熱到較高溫度時引發大分子的分解，產生了小分子氣體和可凝性揮發分以及少量焦炭產物?？赡該]發分被快速冷卻成可流動的液體，成為生物油或焦油?？焖贌峤庠跇O短的時間內和強烈的熱效應下直接產生熱解產物，然后迅速淬冷至350℃以下，最大限度地增加了液態油。

常規熱解是將所用原料放在常規的熱解裝置中，在中等溫度及反應速率條件下，經過數小時的熱解，得到占原料質量的20%～25%的生物質炭及10%～20%的生物油。

（二）熱解影響因素

總的來講，影響熱解的主要因素包括化學和物理兩大方面?；瘜W因素包括一系列復雜的一次和二次反應;物理因素主要是反應過程中的傳熱、傳質以及原料的物理特性等。具體的操作條件表現為：溫度、物料特性、催化劑、滯留時間、壓力和升溫速率。

在生物質熱解過程中，溫度是一個很重要的影響因素， 它對熱解產物分布、組分、產率和熱解氣熱值都有很大的影響。生物質熱解最終產物中氣、油、炭各占比例的多少，隨反應溫度的高低和加熱速度的快慢有很大差異。一般地說，低溫、長期滯留的慢速熱解主要用于最大限度地增加炭的產量，其質量產率和能量產率分別達到30%和50%。

溫度小于600℃的常規熱解時，采用中等反應速率，生物油、不可凝氣體和炭的產率基本相等;閃速熱解溫度在500～650℃范圍內，主要用來增加生物油的產量，生物油產率可達80%;同樣的閃速熱解，若溫度高于700℃，在非常高的反應速率和極短的氣相滯留期下，主要用于生產氣體產物，其產率可達80%。當升溫速率極快時，半纖維素和纖維素幾乎不生成炭。

四、生物質的液化發展

世界石油儲量在逐步減少，而經濟快速發展對能源得需求越來越多，未來的一定時期內將需要煤炭和生物質液化等代替性液體燃料。煤炭豐富、石油缺乏、燃氣匱乏是我國能源結構的基本特點，2000 年左右，我國探明可采石油儲量可供開采二十年。我國煤炭占終端能源消費的比例高、煤炭消費方式落后、原煤轉化利用程度低，因此，我國煤炭資源利用效率低，生態環境污染嚴重。煤炭是最主要的一次能源，世界各國越來越重視高效潔凈能源的使用。煤液化技術是煤綜合利用的一種有效途徑，可以將煤炭轉化成潔凈高熱值的燃料油，減輕污染，還可以得到珍貴的化工產品。我國是生物質資源豐富的農業大國，每年農作物秸稈、禽畜糞便總資源干物質、全國城市生活垃圾產量、林業廢棄物和可資源利用的柴薪等生物質能資源約為五十億噸標煤，充分利用生物質能是解決石油資源不足的重要途徑。我國在生物質資源的利用方式主要通過直接燃燒來獲得能量，效率低下，資源浪費，環境污染嚴重。因此，對煤和生物質的高效利用技術的開發與研究在中國顯得迫切和重要。煤和生物質的液化技術在理論方面和一些工藝技術上沒有得到很好的解決，主要包括：煤結構的研究及其與液化反應性的關系，催化劑的中毒、催化劑的研發、固固和固液分離及如何使反應條件溫和化和產品的高附加值化。解決這些問題對發展煤化學理論、開發高效的煤液化工藝有重要的指導意義。

比如在不同的反應條件下，進行稻草的加氫液化，考察了催化劑、壓力等因素對生物質加氫液化的影響。在反應溫度為300℃的條件下，隨著催化劑的量的增加轉化率、油氣收率顯著增加而焦渣的產率下降，可知加入的催化劑有助于稻草的加氫液化。在氫壓5.0Mp加入相同的催化劑的條件下，轉化率和油氣收率有所降低，焦渣和瀝青烯的收率上升而前里清晰的收率下降表示溫度的上升對稻草的加氫液化是不利的，由300℃和350℃的比較可知：此時溫度對于稻草加氫液化的影響不大。在同一溫度下、加入相同的催化劑條件下，在5%催化劑250℃條件下，轉化和油氣收率顯著提高而焦渣收率降低?？芍獕毫Φ纳仙龑τ诘静莸募託湟夯兄@著的提高，有利于稻草的加氫液化，而且瀝青烯和前瀝青烯的收率無明顯的差別。。