融合STEM理念促进认识方式发展的主题式学习——以“乙烷脱氢制乙烯工艺发展研究”为例

以“乙烷脱氢制乙烯工艺发展研究”为主题,融合STEM理念,开展高中化学主题式学习。通过完成“乙烷热裂解制乙烯”“乙烷蒸气裂解制乙烯”“乙烷催化氧化脱氢制乙烯”等3个子任务,巩固化学反应与能量、化学反应速率、化学平衡等核心知识,发展化学学科能力和工程思维,形成化工生产三维认知模型。     

深度理解“焓”概念

在化学反应原理的教学过程中，焓和焓变是反应原理学习的一个重点，也是后续内容学习的基础.为学好焓和焓变这一概念，本文从“焓和焓变的概念”“化学反应焓变的计算”“不同反应焓变的大小比较”三个方面结合具体例子进行完整地深度剖析，帮助学生提高对焓和焓变概念的认知，提高其学科理解的能力.     

化学反应的热效应——怎样理解吸热反应和放热反应

通过对化学反应热效应规律性的说明,从热理力学第一定律、焓变、化学键的变化,来阐述一个化学反应中的热效应结果——放热还是吸热。在初中化学教学中对吸热或者放热反应的概念有一个比较确切的理解。     

化学反应原理模块新增知识点习题命制与析解

化学反应原理模块为选修模块,以课程标准对此模块的内容选定与原中学化学基本原理知识体系作比对,新增知识点主要有以下几个方面:了解反应热的概念,知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系;能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算;了解原电池与电解池的工作原理;能说出化学反应的焓变与熵变对反应进行方向的影响;知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率;能描述沉淀溶解平衡,知道沉淀转化的本质,了解沉淀转化的应用.参考一些省市的高中化学学科指导意见与三个版本的<化学反应原理>教材内容,对此模块新增知识点作习题编制与析解.     

浅探化学反应原理试题命制的热点——能量与平衡常数

化学反应原理是衔接高中化学与大学化学的重要枢纽,故其成为高中化学教学、命题考查的重点和难点.纵观近三年来新课改区的高考试题发现,能量与平衡常数问题已成为化学命题的热点与重点.一、以能量为考查主线化学反应原理试题中牵涉到的能量有焓变、熵变,反应热以及原电池、电解池.命题特点主要有以下三个方面.1.考查热化学方程式的书写及有关反应     

稀溶液与固体反应焓变的测量和校准

用简易量热计测量稀溶液和固体的反应焓变。测量反应物混合前后温度随时间的变化,把两部分温度分布外推到固体与溶液混合时刻,图解得到反应产生的最高温差。外推法可以补偿反应过程产生的系统与环境的热交换。利用外推法测量和计算了硫酸铜与锌粉的反应焓变;利用盖斯定律间接测得了碳酸氢钠加热分解的反应焓变。用冷热水混合法测量了量热计的比热容,对反应实际产生的热量进一步校准。经校准后的反应焓变接近标准反应焓变。外推法可以推广到其他稀溶液和固体之间的反应。     

巧用吉布斯自由能化解判断化学反应的方向的疑难问题

高中化学人教版选修四《化学反应原理》,无论利用焓变(ΔH)还是熵变(ΔS)作为判断化学反应方向的依据都具有一定的可行性,但相对比较片面,二者都不能独立地作为化学反应自发进行的判据,但是充分地利用吉布斯自由能判断化学反应进行的方向就比较准确,并且能很清晰地知道反应在什么条件下才能自发进行。     

吸热与放热反应实验简易装置的设计

人教版高中化学教材中吸热反应实验产生的氨气和钡离子对环境有污染,为此对实验进行改进.用易得的透明PVC加厚手套作为反应容器,既可测定体系吸热或放热,也可将化学反应与除杂等相整合;温度传感器的使用能即时显示反应温度的变化;以手捏方式混合固体反应物,学生能直观感受反应体系温度的上升与下降;实验现象明显,有助于学生理解化学反...     

反应热(Q)与焓变(ΔH)解析

<正>高中化学教材《化学反应原理》中有这样一段叙述:"热化学研究表明,对于在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(除因体积改变而做的功外,没有转化为电能、光能等其他形式的能),则反应前后物质的焓的改变就等于该反应的反应热,其数学表达式为ΔH=Qp"即恒压反应热等于焓变。这一结论如何而来,现做如下推导。一、热力学第一定律(能量守恒定律)自然界的一切物质都具有能量,能量有     

探究——铵盐与碱反应都吸热吗？

化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化——吸热和放热,有些反应是吸热反应。针对人民教育出版社高中化学必修2第二章、第一节化学反应与热量中的实验2-2:NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应的实验探究,经过实验及数据查询与处理发现:氯化铵与Ba(OH)2·8H2O的反应为吸热反应,而氯化铵与Ba(OH)2的反应为放热反应,并不能得出铵盐与碱的反应都是吸热反应的结论。     

食品专业化学热力学创新实验教学

结合食品专业实际,开展化学热力学创新实验教学研究。用山梨酸替代萘测定燃烧焓变改进了化学热力学传统实验项目;食用植物油热值的测定实验项目填补了食品专业化学热力学实验教学空白。这两项创新实验教学研究丰富了"物理化学"实验教学内容,取得了较好的教学效果。     

引入绿色合成技术,改进精细化工实验

以绿色化学基本理论审视精细化工试验方法,探寻绿色原料,强调"原子经济性",发展高性能催化剂,并简化反应步骤和条件。在精细化工试验中引入微波无溶剂照射技术、电化学合成技术和声化学合成技术和有机光化学合成等绿色合成技术,实现减少以至消除副产物或废弃物的生成,从而达到降低能耗、保护环境的目的。     

三醋酸甘油酯合成的热力学和动力学分析

采用Benson基团贡献法估算了三醋酸甘油酯的合成反应热．计算结果表明：该反应的焓变分别为ΔHf1＝－41．1 kJ/mol、ΔHf2＝－12．3 kJ/mol、ΔHf3＝－12．3 kJ/mol ,所得的计算结果与实验测定数据基本相符合．考察了在采水条件下温度对三醋酸甘油酯合成的影响,建立了拟一级反应动力学模型,结果表明,该模型能较好的拟合实验数据．     

微型化学实验测定化学反应速度常数

用微型化学实验和常规化学实验测定化学反应速率常数,在误差允许范围内比较微型化学实验的优越性.     

Problem solving and chemical equilibrium: Successful versus unsuccessful performance

The purpose of this study was to describe the problem-solving behaviors of experts and novices engaged in solving seven chemical equilibrium problems. Thirteen novices (five high-school students, five undergraduate majors, and three nonmajors) and ten experts (six doctoral students and four faculty members) were videotaped as they individually solved standard chemical equilibrium problems. The nature of the problems was such that they required more than mere recall or algorithmic learning and yet simple enough to provide the novices a reasonable chance of solving them. Extensive analysis of the think-aloud protocols produced 27 behavioral tendencies that can be used to describe and differentiate between successful and unsuccessful problem solvers. Successful solvers' perceptions of the problem were characterized by careful analysis and reasoning of the task, use of related principles and concepts to justify their answers, frequent checks of the consistency of answers and reasons, and better quality of procedural and strategic knowledge. Unsuccessful subjects had many knowledge gaps and misconceptions about the nature of chemical equilibrium. Even faculty experts were sometimes unable to correctly apply common chemical principles during the problem-solving process. Important theoretical concepts such as molar enthalpy, heat of reaction, free energy of formation, and free energy of reaction were rarely used by novices in explaining problems.     

Origin在化工原理离心泵特性曲线测定中的应用

本文以Origin8.0在离心泵特性曲线测定实验数据处理为例,探讨Origin软件在化工原理实验数据处理中的应用,以提高学生学习的积极性和对实验数据的处理能力。     

量热法测定标准平衡常数的推求

根据标准热力学函数与标准平衡常数的关系，用量热法求算化学反应的标准摩尔焓变和标准摩尔熵变，进一步求算化学反应的标准平衡常数，从理论上进行了推求。     

控温与加压对超导电性的影响

高温超导材料YBa2Cu306+x自发现以来,对YBa2CuO6+x的基本结构及超导电机制目前各有关研究所都投入了大量的人力物力,取得了一定的进展,但对烧结样品目前还没有找到最可行的方法,因为对目前方法而言,决定YBCO超导电性的两个重要指标Υc值和转变宽度都不理想。笔者通过对其YBCO的结构和超导电机制的研究,提出在高压、纯氧中,斜靠式升温,化学反应除渣;真空、急剧降温的烧结样品的流程方法,实验发现,Υc值比一般方法提高了3.5K,转变宽度降低了0.3K。实验数据有力的证明了该法是切实可行的。     

Applying the Rule Space Model to Develop a Learning Progression for Thermochemistry

We used the Rule Space Model, a cognitive diagnostic model, to measure the learning progression for thermochemistry for senior high school students. We extracted five attributes and proposed their hierarchical relationships to model the construct of thermochemistry at four levels using a hypothesized learning progression. For this study, we developed 24 test items addressing the attributes of exothermic and endothermic reactions, chemical bonds and heat quantity change, reaction heat and enthalpy, thermochemical equations, and Hess’s law. The test was administered to a sample base of 694 senior high school students taught in 3 schools across 2 cities. Results based on the Rule Space Model analysis indicated that (1) the test items developed by the Rule Space Model were of high psychometric quality for good analysis of difficulties, discriminations, reliabilities, and validities; (2) the Rule Space Model analysis classified the students into seven different attribute mastery patterns; and (3) the initial hypothesized learning progression was modified by the attribute mastery patterns and the learning paths to be more precise and detailed.     

化工原理实验中工程能力的培养

通过化工原理实验来加强学生工程能力的培养,系统地阐述了化工原理实验从按部就班的实验模式到提高学生工程能力的一系列改革举措,主要包括引入仿真实验、数据处理工程化、单元流程化、报告论文化.这些改革措施有利于培养学生的工程创新能力、解决问题的实践能力.