计算化学论文范文

2023-09-16

计算化学论文范文第1篇

摘 要:随着社会的迅猛发展,信息化进程的不断加快,对教育事业也开始不断探索新的教学方式和手段。而计算机辅助课堂模式教学,这是一种新型的多媒体教学模式,开始进入人们的视线,并受到广泛的关注。相比较传统的教学模式,计算机辅助课堂教学模式可以延伸学生的知识范围,促进教师职能的转变。将多媒体、人工智能及超文本等计算机技术应用于课堂之中,有助于推动个性化教学、培养学生的自主学习和创新能力。本文主要对计算机辅助课堂模式教学在实践形式和发展前景上进行探索和讨论。

关键词:计算机 辅助 课堂 学习

1引言

伴随社会化改革进程的不断加快,我国的教育事业也带来了新的挑战。为了推动教学改革,现代教学模式研究也开始越来越重视对科技新成果和新理论的引进,而计算机辅助课堂模式的教学着重培养学生的个性化成长,转变教师职能,提高学生和教师的积极性。相比传统的教学模式,其在不断地探索中,大大促进了课堂效率和质量的提高。

2计算机辅助课堂模式教学的定义

计算机辅助教学是一种新型的多媒体教学模式,是教师利用计算机新媒体来为学生提供一个具有较强互动性的学习平台,营造一个良好的学习环境。学生在与计算机的交互作用中學习成长,这已经成为一种教学形式。将多媒体、人工智能和超文本等计算机技术运用于课堂教学及教学管理的各个环节,可以更好的实现教学质量和效率的提高。如图1为计算机辅助课堂教学模式基本结构。

图1 计算机辅助课堂教学模式基本结构

3计算机辅助课堂模式的教学特点

3.1延伸学生的知识范围

计算机辅助教学的出现,学生对知识的获取不再仅仅局限于教师,可以借助光盘和网络学习等形式。并且课堂也从传统的“粉笔+黑板”教学模式转化为了“粉笔+黑板+多媒体”,这样可以训练学生的抽象思维和逻辑思维能力,延伸学生的知识范围。就例如数学科目的学习,利用计算机可以辅助学生对知识的进行认知,从而更清晰的揭示出数学知识形成的来龙去脉。这样的表达更为灵活。当然教师在这个过程中也要不断的汲取和学习,不断更新知识,对学生的疑难问题,教师可以以板书的形式来对内容进行调整、修改,增强学生的分析和解决问题能力。而这样还能够增强教师与学生之间的交流,教师的个体素养和魅力也能够正确的引导学生,推动学生的成长。

3.2学生在学习方式中的转变

计算机辅助教学可以让学生在课堂中将被动的学习逐步转变为主动学习,利用多媒体技术和网络支持下的计算机辅助教学模式,可以实现对学习内容及学习进度的自主选择和控制,学生可以实现更多教学资源共享,由于学生拥有较大的主动性,可以对这些共享的教学资源进行主动学习,调动学生的学习兴趣,将课堂转变,灵活性的提高更实现了学生的个性化培养模式。

3.3教师的教学职能转变

传统的教学模式,课堂上教师有着主体地位,学生只是被动的接受知识,使得整个过程极其枯燥。而计算机辅助教学课堂模式让教师职能得到改变,学生真正成为课堂的主体,教师是不断引导学生,让学生通过多媒体光盘、校园网的课件点播等来自主进行探索学习,学生摆脱了对老师的依赖,这种模式更促进学生自主学习能力的提高。教育资源对以开放的姿态来面对公众,学生没有了年龄和地域限制,只要想学习,随处都可以是课堂;根据自己的特点,合理安排和选择,这样便会养成良好的学习习惯,拥有更好的学习效果。

4计算机辅助课堂教学模式的探索

当前,计算机辅助课堂教学模式也在不断的探索,而主要表现为以下这样几种形式。

4.1人机交互为中心的形式开展

为了更好的推动个性化学习,以人机交互形式开展群体学习为基础,采用基于网络模式下的学生与计算机交互学习。在课堂中教师进行课件展示讲解学习,并利用智能教育平台对不如意的地方进行当堂修改及再创造,学生还可以进行课后探究和自主学习,如图2为多媒体教学演示系统配置示意图。将各种计算机辅助教学课件应用于个性化课堂之中,摆脱传统课件的单向性局限,积极的展示计算机的交互性能,这也是极具发展潜力的教学支持手段。

图2 多媒体教学演示系统配置示意图

4.2计算机辅助授课

借助计算机辅助教学,可以实现各种教学活动,多媒体计算机在CAI软件的支持下,可以实现视听合一及交互功能的一体化,从而产生一种更贴近大自然、更贴近生活的方式。这样可以激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望。在循序渐进的学习中学生的形象思维和抽象思维都得到了锻炼和提升。计算机辅助授课具有丰富的表现手段,真正提高了学生的学习主动性。

5结束语

计算机辅助课堂模式教学是顺应培养学生创新精神和实践能力为核心素质教育的发展趋势,推动个性教育,因材施教。积极调动学生的学习主动性,通过教师正确的引导,并结合CAI软件来创新教学方法和手段,构建和完善教学信息,并做好传输和反馈工作,优化教学新模式。全面提高素质教育,不断满足我国对新型人才的迫切需要!

参考文献

[1]孙艳秋,刘建平.论计算机辅助教学的现状[J].辽宁中医学院学报.2013(03)

[2]刘玉蓉,杜丽,黄生田,冉鸣.论计算机辅助教学在课程改革中的重要价值[J].自贡师范高等专科学校学报.2013(04)

[3]毕小明.计算机辅助教学中的十大误区[J].成都纺织高等专科学校学报.2014(03)

[4]张兵义.对计算机辅助教学的反思与探讨[J].北京市工会干部学院学报.2014(04)

[5]李季.高校计算机辅助教学现状的调查与思考[J].教育与职业.2012(17)

[6]鲁娟利.浅谈高校计算机辅助教学的利与弊[J].商业文化(下半月).2011(08)

计算化学论文范文第2篇

一. 水在氧化还原反应中的作用 l 水作氧化剂: 水与钠、其它碱金属、镁、等金属在一定温度下反应生成氢气和相应碱 水与铁在高温下反应生成氢气和铁的氧化物(四氧化三铁) 水与碳在高温下反应生成“水煤气”。 铝与强碱溶液反应 *硅与强碱溶液反应 l 水作还原剂: 水与单质氟反应 l 水电解

l 水既不作氧化剂也不作还原剂: 水与氯气反应生成次氯酸和盐酸 水与过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气 水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮 二。水参与的非氧化还原反应: l 水合、水化:

水与二氧化硫、三氧化硫、二氧化碳、五氧化二磷等酸性氧化物化合成酸。(能 与二氧化硅化合吗?) 水与氧化钠、氧化钙等碱性氧化物化合成碱。(氧化铝、氧化铁等与水化合吗?) 氨的水合

无水硫酸铜水合 (变色,可检验液态有机物中是否含水)

(喀斯特地貌的形成 ,氨碱法制纯碱等与上述CO2水合,NH3水合有关;浓硫酸吸水,用硝酸镁吸水浓缩稀硝酸等也与相关物质的水合有关;工业酒精用生石灰吸水以制无水酒精) 乙烯水化成乙醇 *乙炔水化制乙醛 l 水解: 乙酸乙酯水解

油脂水解(酸性水解或皂化反应) 水与电石反应制乙炔

名称中带“水”的物质

(一)与氢的同位素或氧的价态有关的“水”。

蒸馏水—H2O 重水—D2O 超重水—T2O 双氧水—H2O2

(二)水溶液

氨水—(含分子:NH3,H2O,NH3·H2O,含离子:NH4+,OH-,H+) 氯水—(含分子:Cl2,H2O,HClO,含离子:H+,Cl-,ClO-,OH-) 卤水—常指海水晒盐后的母液或粗盐潮解所得溶液,含NaCl、MgCl

2、NaBr等 王水—浓硝酸和浓盐酸的混合物(1:3) 硬水—含有校多Ca2+,Mg2+的水 软水—不含或只含少量Ca2+、Mg2+的水 生理盐水—0.9%的NaCl溶液 水玻璃—Na2SiO3溶液

(三)其它 水银--Hg 水晶--SiO2 水泥—2CaO·SiO

2、 3CaO·SiO

2、 3CaO·Al2O3 铁水—一般指熔融的生铁,含Fe、C、Mn、Si、P等 水煤气—CO 、H2的混合气

生成氧气的反应小结

(1)氯酸钾热分解(二氧化锰催化) (2)高锰酸钾热分解

*(3)过氧化氢分解(二氧化锰催化) (4)电解水 (5)氧化汞热分解 (6)浓硝酸分解 (7)次氯酸分解(光) (8)氟与水置换反应 (9)过氧化钠与水反应 (10)过氧化钠与二氧化碳反应

*(11)光合作用 以上1~3适合实验室制取氧气,但一般所谓“实验室制取氧气”是指

1、2两 种方法。工业用氧气主要来自分离液态空气。

生成氢气反应小结

(1) 锌、镁、铁等金属与非氧化性酸反应 (2)铝与氢氧化钠溶液反应 *(3)硅与氢氧化钠溶液反应

(4)钠、镁、铁等金属在一定的温度下与水反应 (5)钠(钾、镁、铝)与醇类反应 *(6)苯酚与钠反应 (7)焦碳与水高温反应 *(8)一氧化碳与水催化反应 (9)碘化氢热分解 (10)硫化氢热分解 (11)电解水 (12)甲烷高温分解

其中(1)、(2)适用于实验室等少量氢气的制取;(7)、(8)、(12)可用于工业制氢;(11)可能是未来清洁能源的来源。 氯气的反应小结

(1) 氯气与大多数金属反应。(与铁、铜等变价金属反应时,生成高价氯化物)

(2) 氯气与磷反应 3Cl2+2P==2PCl3 PCl3+Cl2==PCl5 (白色烟雾;哪种生成物制敌百虫?) (3) 氯气与氢气反应(纯净氢气在氯气中燃烧;混合气爆炸;卤素的活泼程度比较) (4) 氯气与水反应(跟其它卤素比较:氟的特殊性;溴,碘与水反应的程度) (5) 氯气与氢氧化钠溶液反应(用氢氧化钠溶液吸收残余氯气) (6) 氯气与氢氧化钙反应 (制漂白粉) (7) 氯气与溴化钠溶液反应

(8) 氯气与碘化钾溶液反应(卤素相互置换的规律如何?氟置换其它卤素有何特殊?) (9) 氯气与甲烷取代反应(条件?) (10) 氯气与乙烯的反应(反应类别?)(乙烯通入溴水使溴水褪色) (11) 氯气与苯的取代反应(条件?) (12) 氯气与氯化亚铁溶液反应 (13) *氯气与硫化氢溶液反应(现象?) (14) *氯气与二氧化硫溶液反应(溶液酸性变化?漂白作用的变化?) (15) 氯气的检验方法---淀粉碘化钾试纸(单质碘的检验方法如何?)

氯化氢、盐酸、卤化物小结

(1) 浓盐酸被二氧化锰氧化(实验室制氯气)

(2) 氯化钠与浓硫酸反应(用于实验室制氯化氢;温度的影响;溴化氢及碘化氢制取的不同点) (3) 盐酸、氯化钠等分别与硝酸银溶液的反应(盐酸及氯化物溶液的检验;溴化物、碘化物的检验) (4) 盐酸与碱反应

(5) 盐酸与碱性氧化物反应 (6) 盐酸与锌等活泼金属反应

(7) 盐酸与弱酸盐如碳酸钠、硫化亚铁反应 (8) 盐酸与苯酚钠溶液反应 (9) 稀盐酸与漂白粉反应 (10) 氯化氢与乙烯加成反应

(11) 氯化氢与乙炔加成反应(制聚氯乙烯) (12) 浓盐酸与乙醇取代反应 (13) 漂白粉与空气中的二氧化碳反应 (14) HF,HCl,HBr,HI酸性的比较

(15) HF对玻璃的特殊作用,如何保存氢氟酸? (16) 溴化银的感光性

(17) 用于人工降雨的物质有哪些? (18) 氟化钠在农业上有何用途? 氯水性质的多重性 1. 氯水的多重性质 (1)Cl2的强氧化性 (2)次氯酸的强氧化性 (3)次氯酸的不稳定性

(4)盐酸的酸性,次氯酸的酸性 2. 氯水反应时反应物的处理。

(1) 作氧化剂时,如果Cl2能发生反应则主要是Cl2反应,氯气不能发生的反应则认为是次氯酸的作用。 (A)氯水与碘化钾、溴化钠、硫化钠等溶液反应是Cl2反应 (B)氯水与氯化亚铁反应是Cl2的反应 (C)氯水与SO2溶液反应是Cl2的作用 (D)氯水的漂白作用是次氯酸的作用。

(2) 氯水中加AgNO3是盐酸的作用(即Cl-)的作用。

(3) 氯水与强碱(足量)反应时,盐酸和次氯酸共同作用生成氯化物和次氯酸盐

硫及其化合物的反应

(一) 硫单质的反应(非金属性弱于卤素、氧和氮) 1. 硫与氧气反应(只生成二氧化硫,不生成三氧化硫) 2. 硫与氢气反应(可逆反应)

3. 硫与铜反应(生成+1价铜化合物,即硫化亚铜) 4. 硫与铁反应,(生成+2价铁化合物,即硫化亚铁) 5. 硫与钠、铝等反应生成相应的硫化物

6. *硫与汞常温反应,生成HgS(撒落后无法收集的汞珠应撒上硫粉,防止汞蒸气中毒)

7. *硫与强碱溶液反应生成硫化物和亚硫酸盐(试管上粘附的硫除了可用CS2洗涤以外,还可以用NaOH溶液来洗)

(二) 硫化氢的反应 (不稳定性、强还原性、酸性) 1. 受热分解

2. 燃烧(充分燃烧与不充分燃烧产物不同) 3. 与卤素单质如Br2反应,硫被置换

4. *与醋酸铅反应生成黑色醋酸铅(可用醋酸铅试纸或者硝酸铅试纸检验硫化氢) 5. 与硫酸铜或氯化铜反应生成黑色硫化铜沉淀(但不能与亚铁盐溶液发生类似反应) 6. 与氯化铁溶液反应,硫化氢可被氧化成单质硫 7. 被浓硫酸氧化(通常氧化成单质硫) 8. 被二氧化硫氧化

9. 氢硫酸在空气中被氧气氧化而浑浊

(三)二氧化硫或亚硫酸的反应 (弱氧化性,强还原性,酸性氧化物) 1.氧化硫化氢

2.被氧气氧化(工业制硫酸时用催化剂;空气中的二氧化硫在某些悬浮尘埃和阳光作用 下被氧气氧化成三氧化硫,并溶解于雨雪中成为酸性降水。) 3被卤素氧化SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl 4。*被硝酸氧化 5.与水反应 6.与碱性氧化物反应 7.与碱反应

8. 有漂白性 (与有机色质化合成无色物质,生成的无色物质不太稳定,受热或时日一久便返色) 硫酸性质用途小结

1.强酸性 (1)与碱反应

(2)与碱性氧化物反应(除锈;制硫酸铜等盐)

(3)与弱酸盐反应(制某些弱酸或酸式盐如制磷酸,制过磷酸钙) (4)与活泼金属反应(制氢气)

2. 浓硫酸的吸水性 (作气体干燥剂、硝酸浓缩时的吸水剂;) 3. 浓硫酸的脱水性 (使木条、硬纸板等炭化;乙醇脱水制乙烯)

4. 浓硫酸的强氧化性 (1)使铁、铝等金属纯化; (2)与不活泼金属铜反应(加热) (3)与木炭反应(加热) (4)制乙烯时使反应混合液变黑

(5)不适宜用于实验室制碘化氢或溴化氢,因其能氧化它们 5. 高沸点(不挥发性)(制挥发性酸)

A。制氯化氢气体、氟化氢气体(HCl和HF都易溶,用浓硫酸) B。制硝酸 (HNO3易溶,用浓硫酸)

C。制硫化氢气体(H2S溶解度不大,且浓硫酸能氧化H2S,故应用稀硫酸) D。制二氧化硫 (二氧化硫溶解度较大,用较浓的硫酸)

实验室制二氧化碳一般不用硫酸,因另一反应物通常用块状石灰石,反应生成的硫酸钙溶解度小易裹在表面阻碍反应的进一步进行。 6. 有机反应中常用作催化剂

(1)乙醇脱水制乙烯(或制乙醚)(作催化剂兼作脱水剂,用多量浓硫酸) (2)苯的硝化反应(硫酸作催化剂也起吸水作用,用浓硫酸) (3)酯化反应(硫酸作催化剂和吸水剂,用浓硫酸) (4)酯水解(硫酸作催化剂,用稀硫酸)

具有漂白作用的物质 物质 原理 生成物稳定性

Cl2氯水 (真正作用的都是次氯酸)漂白粉 把色质氧化 稳定 O3 Na2O2 H2O2 SO2 与色质化合 不太稳定

碳的还原性

1.与氧气反应(燃烧)

2. 与石英砂高温反应(工业应用:制硅单质)

3. 与金属氧化物反应如氧化铜、氧化铁(冶炼铁用焦炭,实际的还原剂主要是什么?) 4. 被热的浓硫酸氧化 5. 被热的浓硝酸氧化 6. 高温下被二氧化碳氧化。 *高温下被水氧化生成水煤气。 碳酸盐小结

1. 一些碳酸盐的存在、俗称或用途。

大理石、石灰石、白垩、方解石、蛋壳、贝壳、钟乳石—CaCO3;

纯碱、苏打—Na2CO3; 小苏打—NaHCO3 (可用于食品发泡,治疗胃酸过多症) 菱镁矿—MgCO3(制MgO); 菱铁矿—FeCO3 ; 碳铵—NH4HCO3;(氮肥) 草木灰的主要成分—K2CO3;(钾肥)

暂时硬水的成分—Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2 ;锅垢的主要成分—CaCO3和Mg(OH)2; 炼铁的 “熔剂”—CaCO3 (炼钢的造渣剂是生石灰) 制普通玻璃原料—石灰石、纯碱、石英 ; 制水泥的原料—石灰石、粘土 2.碳酸的正盐和酸式盐

(1)相互转化: 碳酸钙和碳酸氢钙的转化 (实验现象; 石灰岩洞和钟乳石形成) 碳酸钠和碳酸氢钠的转化 (碳酸钠溶液跟盐酸反应不如碳酸氢钠剧

烈; 除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠杂质; 除去碳酸钠中碳酸氢钠杂质; 除去二 氧化碳中的氯化氢杂质为什么不用碳酸钠溶液而用碳酸氢钠溶液等问题) (2)共同性质: 都能跟酸(比碳酸强的酸)反应生成二氧化碳气体. (碳酸盐的检验) (3)稳定性比较: 正盐比酸式盐稳定 [稳定性: 酸<酸式盐<正盐,是一个比较普遍的现象 如HClOCaCO3 (5)碳酸氢钠与碳酸钠某些反应的异同

l 都有碳酸盐的通性—-与盐酸反应生成二氧化碳 (要注意熟悉反应时耗酸量及生成气体量的各种情况下的比较.) l 跟石灰水或氢氧化钡溶液都生成白色沉淀 l 碳酸氢钠能跟氢氧化钠等碱反应而碳酸钠不反应; l 碳酸钠跟氯化钙或氯化钡溶液易生成碳酸盐沉淀,而碳酸氢钠跟盐类稀溶液不易生成沉淀.

钠及其化合物的重要性质

(一)钠的反应 1. 钠跟氧气常温下一般认为生成氧化钠,加热(燃烧)生成过氧化钠. (钠的保存) 2. 钠跟硫能剧烈反应,甚至爆炸 3. 钠跟水反应(现象?) 4.*钠跟硫酸铜溶液反应(现象?) 5. 钠跟乙醇反应(与跟水的反应比较;) (有机物中的醇羟基、酚羟基、羧基都跟钠反应生成氢气。) (二)氧化钠和过氧化钠

1. 都是固态物,颜色不同.氧化钠是白色,过氧化钠是淡黄色; 2. 氧化钠是典型的碱性氧化物,跟酸、酸性氧化物、水反应都符合碱性氧化物的通性

3..过氧化钠不属于碱性氧化物。 过氧化钠与水反应

过氧化钠与二氧化碳反应 (用作供氧剂) 过氧化钠有漂白作用(强氧化性) (三)氢氧化钠的性质

1. 白色固体,易潮解,溶解放热,强腐蚀性 (使用中注意安全)

2. 强碱,具有碱的通性: 跟酸中和;跟酸性氧化物反应;跟某些盐反应生成沉淀;跟铵盐反应生成氨气(实验中制取氨气用消石灰) 3. 氢氧化钠跟两性氧化物(Al2O3)反应;跟两性氢氧化物[Al(OH)3]反应 4. 氢氧化钠与金属铝反应生成氢气和偏铝酸钠. 5. *氢氧化钠跟单质硅反应生成氢气和硅酸钠

6. 腐蚀玻璃、陶瓷等硅酸盐制品,特别是熔融态的氢氧化钠强腐蚀性。(保存中注意避免在有玻璃塞、玻璃活塞的容器中时间过长;制甲烷时加生石灰的作用;熔化氢氧化钠的容器选择等) 7. 氢氧化钠跟氯气等非金属单质反应 (用NaOH溶液吸收残余氯气) 实验室制得的溴苯有红褐色,可用氢氧化钠除去。 *粘在试管上的硫可以用热的氢氧化钠溶液洗去。 8. 氢氧化钠跟无水醋酸钠反应(制甲烷)

9. 氢氧化钠跟苯酚反应(用于苯酚与苯等有机物的分离)(醇没有酸性,不与氢氧化钠反应) 10. 酯的碱性水解;油脂的皂化反应(制肥皂)

根据生成沉淀的现象作判断几例

l 加氢氧化钠生成白色沉淀,继续加氢氧化钠沉淀不消失—可能是镁盐 l 加氢氧化钠生成白色沉淀,继续加,白色沉淀逐渐消失—常见为铝盐 l 加氢氧化钠生成白色沉淀,沉淀迅速变灰绿色,最后变成红褐色—亚铁盐 l 加盐酸(或硫酸)生成白色沉淀,继续加,沉淀逐渐消失—偏铝酸钠

l 加盐酸,生成白色沉淀,继续加,沉淀不消失—可能是硝酸银或硅酸钠或苯酚钠

l 加氨水生成白色沉淀氢氧化银(或黑褐色沉淀—氧化银)继续加,沉淀消失—硝酸银(制银氨溶液) l 加氢氧化钠生成红褐色沉淀—铁盐;生成蓝色沉淀—铜盐

l 石灰水中通入气体,能生成沉淀,继续通时沉淀能逐渐消失,气体可能是二氧化碳或二氧化硫。 l 通二氧化碳能生成白色沉淀,继续通,沉淀能逐渐消失的溶液:石灰水,漂白粉溶液,氢氧化钡溶液;继续通二氧化碳时沉淀不消失的有硅酸钠溶液,苯酚钠溶液,饱和碳酸钠溶液。

既跟酸反应又跟碱反应的物质小结 1. 金属铝

2. 两性氧化物(氧化铝,氧化锌) 3. 两性氢氧化物(氢氧化铝) 4. 弱酸的酸式盐(如NaHCO3) 5. 弱酸弱碱盐(如(NH4)2S; NH4HCO3等) 6. *氨基酸

7. 有一些物质与特定酸碱反应如AgNO3与盐酸、强碱反应。

铁及其化合物的性质

(一)铁的反应

1) 铁丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁(现象?) 2) 红热的铁丝在氯气中反应生成氯化铁(三价铁) 3) 铁粉与硫粉混合加热时反应生成硫化亚铁

4) 铁与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸、醋酸等)反应生成氢气和亚铁盐 5) 铁与浓硫酸或浓硝酸作用发生“钝化”现象

6) 铁与过量稀硝酸反应生成一氧化氮和硝酸铁(三价),铁与不足量稀硝酸反应可能生成一氧化氮和硝酸亚铁

7) 红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气 8) 铁从硫酸铜等盐溶液中置换出金属(条件?) 9) 铁与三价铁离子反应

(二)铁的氧化物

1)种类:氧化亚铁,黑色,不稳定;氧化铁,红色(红色颜料--铁红);四氧化三铁,黑色(磁性氧化铁)(价态?)

2)跟盐酸反应,生成氯化物,铁的价态不变;跟硝酸反应,二价铁可被氧化。 3)跟CO高温反应,铁被还原(炼铁)

(三)铁的盐类

1) Fe2+浅绿色;Fe3+棕黄色

2) Fe2+还原性,被氯气、硝酸等氧化成Fe3+ 3) Fe3+氧化性,一般被还原成Fe2+ Fe3+与Fe反应 *Fe3+与Cu反应 Fe3+跟H2S溶液反应生成浑浊

4) 亚铁盐溶液中加入碱溶液生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色; 三价铁盐溶液中加入碱溶液,生成红褐色沉淀

5) 三价铁盐溶液中滴加KSCN或NH4SCN,溶液变血红色(检验Fe3+) 二价铁盐溶液滴加KSCN溶液不变红色,如果再加氯水,变红色(检验Fe2+)

6) 三价铁盐与酚类作用显示紫色

7) 苯与卤素(Cl2,Br2)反应时加铁屑催化,实质是铁盐起催化作用

金属冶炼方法

1.还原剂法。用适当的还原剂把金属从化合物中还原出来。适用于中等活泼的金属的冶炼如:用CO还原Fe, 用H2还原W 用Al还原Cr (铝热法)

2. 电解法。适用于很活泼的金属的冶炼。如 电解熔融氯化钠冶炼金属钠 电解氯化镁冶炼金属镁 电解氧化铝冶炼金属铝

3. 加热法。适用于某些不活泼金属,如加热氧化汞生成金属汞

4. 黄金等不活泼金属以单质存在于自然界,可用某些物理方法(淘金)或化学方法使其与杂质分离提取

置换反应的几种类型

1.较活泼金属从盐溶液中置换较不活泼的另一种金属(金属活动顺序)

如:锌置换铜;铜置换银(钠、钾等极活泼的金属不能从盐溶液中置换其它金属) 2. 较活泼的非金属从盐溶液或氢化物溶液中置换较不活泼的另一种非金属

如:氯气置换溴、碘、硫;溴置换碘、硫;碘置换硫;氧气置换硫;氟气从水中置换出氧气;(氟气不能从溶液中置换出其它卤素单质)

3. 金属从酸(非氧化性酸)溶液中置换出氢(“氢前”金属) 金属从水中置换出氢(“氢前”金属,温度条件)

金属从醇或酚中置换出氢(很活泼的金属如钠、钾、镁等) 4. 金属与氧化物或盐的高温“干态”置换。

如:2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3(还有其它的铝热剂反应) 2Mg+CO2=C+2MgO 5. 非金属与其它化合物的“干态”置换 如:氢气与氧化铜或氧化铁的反应 硫化氢的不完全燃烧 木炭还原氧化铜

炼钢炉中C+FeO 高温====Fe+CO↑ Si+2FeO 高温====SiO2+2Fe. 制单质硅 SiO2+2C 高温==== Si+2CO↑. 某些有色物的颜色

1. 红色:铜、Cu2O、品红溶液、酚酞在碱性溶液中、石蕊在酸性溶液中、液溴(深棕红)、红磷(暗红)、苯酚被空气氧化、Fe2O

3、(FeSCN)2+(血红) 2. 橙色:、溴水及溴的有机溶液(视浓度,黄—橙)

3. 黄色(1)淡黄色:硫单质、过氧化钠、溴化银、TNT、实验制得的不纯硝基苯、 (2)黄色:碘化银、黄铁矿(FeS2)、*磷酸银(Ag3PO4)工业盐酸(含Fe3+)、 久置的浓硝酸(含NO2)

(3)棕黄:FeCl3溶液、碘水(黄棕→褐色)

4. 棕色:固体FeCl

3、CuCl2(铜与氯气生成棕色烟)、NO2气(红棕)、溴蒸气(红棕) 5. 褐色:碘酒、氢氧化铁(红褐色)、刚制得的溴苯(溶有Br2)

6. 绿色:氯化铜溶液、碱式碳酸铜、硫酸亚铁溶液或绿矾晶体(浅绿)、氯气或氯水(黄绿色) 、氟气(淡黄绿色)

7. 蓝色:胆矾、氢氧化铜沉淀(淡蓝)、淀粉遇碘、石蕊遇碱性溶液、硫酸铜溶液 8. 紫色:高锰酸钾溶液(紫红)、碘(紫黑)、碘的四氯化碳溶液(紫红)、碘蒸气

因反应条件不同而生成不同产物举例

(一)反应物相对量大小影响产物举例:

1) 多元碱与酸或多元酸与碱反应因相对量的多少有生成酸式盐、正盐、碱式盐的不同 2) 磷与氯气反应,因量的比例不同而分别得三氯化磷或五氯化磷 3) 硫化氢燃烧因反应物量的比例不同而分别得硫单质或二氧化硫

4) 氢氧化钙跟二氧化碳反应,因反应物量的比例不同而得碳酸钙沉淀或碳酸氢钙溶液 5) 碳燃烧因氧气充足与否而生成一氧化碳或二氧化碳

6) 铁与稀硝酸反应因铁的过量或不足生成二价铁盐或三价铁盐 7) 铝盐与氢氧化钠反应据量的不同而生成氢氧化铝或偏铝酸钠 8) 偏铝酸钠与盐酸反应,据量的不同而可生成氢氧化铝或氯化铝溶液 9) 硝酸银溶液与氨水反应,因氨水的不足或过量而生成氧化银沉淀或银氨溶液 10) 碳酸钠跟盐酸反应,因滴加的盐酸稀而少或过量,有生成碳酸氢钠或二氧化碳的不同

以上

7、

8、

9、10四条都是溶液间反应,因而有 “滴加顺序不同,现象不同”的实验效果,常用于 “不用其它试剂加以鉴别”的题解.

(二)温度不同产物不同举例:

11) 钠与氧气反应因温度不同而产物不同(氧化钠或过氧化钠)

7. Cl2:自来水消毒,制盐酸,制漂白粉,制氯仿 8. HF:雕刻玻璃,提炼铀,制氟化钠农药

9. AgBr:感光材料;AgI:人工降雨;NaF:杀灭地下害虫

10. S:制硫酸,硫化橡胶,制黑火药,制农药石硫合剂,制硫磺软膏治疗皮肤病 11. P:白磷制高纯度磷酸,红磷制农药,制火柴,制烟幕弹 12. Si:制合金,制半导体。

13. SiO2:制光导纤维,石英玻璃,普通玻璃 14. Mg、Al制合金,铝导线,铝热剂

15. MgO、Al2O3:耐火材料,Al2O3用于制金属铝 16. 明矾:净水剂;

17. CuSO4:制波尔多液; PCl3:制敌百虫

18. 漂白剂:氯气、漂白粉(实质是HClO); SO2(或H2SO3);Na2O2;H2O2;O3 19. 消毒杀菌:氯气,漂白粉(水消毒);高锰酸钾(稀溶液皮肤消毒),酒精(皮肤,75%)碘酒;苯酚(粗品用于环境消毒,制洗剂,软膏用于皮肤消);甲醛(福尔马林环境消毒) 20. 石膏:医疗绷带,水泥硬化速度调节

21. 皓矾:医疗收敛剂,木材防腐剂,媒染剂,制颜料; 22. BaSO4:制其它钡盐;医疗“钡餐” 23. 制半导体:硒,硅,锗Ge,镓Ga 24. K、Na合金,原子能反应堆导热剂;锂制热核材料,铷、铯制光电管 25. 芒硝:医疗缓泻剂; 小苏打,治疗胃酸过多症 26. 磷酸钙:工业制磷酸,制过磷酸钙等磷肥; 27. 水玻璃:矿物胶用于建筑粘合剂,耐火材料

28. MgCl2制金属镁(电解),Al2O3制金属铝(电解),NaCl制金属钠(电解) 29. 果实催熟剂—乙烯,

30. 气焊、气割有氧炔焰,氢氧焰 31. 乙二醇用于内燃机抗冻

32. 甘油用于制硝化甘油,溶剂,润滑油

硝酸综述

(一)概述

1.硝酸是强酸,具有酸的通性;

2.浓、稀硝酸都有强的氧化性,浓度越大,氧化性越强。

3.硝酸属于挥发性酸,浓度越大,挥发性越强(98%以上为发烟硝酸), 4.硝酸不太稳定,光照或受热时会分解(长期放置时变黄色的原因); 5.硝酸有强烈的腐蚀性,不但腐蚀肌肤,也腐蚀橡胶等,(保管注意事项?) 6.实验室制硝酸可用浓硫酸与硝酸盐(NaNO3)反应; 工业制硝酸用氨的催化氧化法。 7.硝酸可与大多数金属反应,通常生成硝酸盐。

8.浓硝酸可氧化硫、磷、碳等非金属成高价的酸或相应的氧化物,本身还原为二氧化氮。 9.硝酸(混以浓硫酸)与苯的硝化反应

硝酸(混以浓硫酸)与甲苯的硝化反应(制TNT) 10.硝酸与乙醇的酯化反应。 *与甘油的酯化反应

(二)硝酸与金属反应的“特殊性”及规律

1.浓硝酸与铁、铝的钝化现象(原因及应用)(表现了浓硝酸的什么性质?) 2.浓、稀硝酸与活泼金属反应都不生成氢气(原因?)

3.浓、稀硝酸能与铜、银等不活泼金属反应(表现了硝酸的什么性质?试管中粘附的铜或银用什么来洗?) 4.与金属反应时硝酸的主要还原产物:

(1) 与铜、银等不活泼金属反应,浓硝酸生成NO2,而稀硝酸生成NO (2) *与锌、镁等活泼金属反应,还原产物比较复杂,其价态随金属活泼性增强和酸的浓度降低而降低,最低可得NH4+。

计算化学论文范文第3篇

授课班级:九(1) 课型:复习课 教者:张梁 教学目标

1、知识目标

(1)在理解化学式和化学方程式的基础上,使学生掌握有关化学式、反应物、生成物质量的计算;

(2)通过有关化学计算,使学生从定量角度理解化学反应,并掌握解题格式。

2、能力目标

通过化学的计算,培养学生的审题能力、分析问题和解决问题的能力。

3、情感目标

通过有关化学的计算,培养学生学以致用、联系实际的学风,用化学知识去解决生活中的问题,同时认识到定性和定量之间的关系 教学重难点

1、重点:(1)计算化学式中元素的质量分数。(2)根据化学方程式生成物和反应物的互算。

2、难点:化合物中某一元素的质量 教学方法:总结法、练习法 教具:多媒体 课时:一课时 教学过程:

一、引入:

幻灯片展示生活中化肥袋标签和实验室药瓶的标签引起学生的思考,引出化学计算。让学生回答化学计算在生活中有哪些应用?学生思考并回答。 投影:老师总结化学计算的类型:有关化学式的计算(5分)、有关化学方程式的计算(8分)。并说明在中考中所占比例让学生做到心中有数。

二、复习有关化学的计算

1、有关化学式的计算 计算化合物的相对分子质量

教师活动;【例1】

(1) 水分子的相对分子质量计算?

(2)2Ca(OH)2分子的相对质量的计算?

学生活动:学生互相讨论思考后回答

教师活动:幻灯片展示计算相对分子质量注意事项:

1、正确书写化学式。

2、元素符号之间用 ___+__号,元素符号与数字之间用 ___×__号。

3、(原子团的相对原子质量总和)×原子团个数。

学生练习:

1、尿素[CO(NH2)2]的相对分子质量

教师活动:【例2】

(1)尿素[CO(NH2)2] 中各元素原子个数比? (2)尿素[CO(NH2)2] 中各元素的质量比? (3)计算尿素[CO(NH2)2],氮元素的质量分数是多少?

(4)50kg尿素[CO(NH2)2]中氮元素的质量是多少千克? 计算化合物中各元素的原子个数比

教师活动:(1)尿素[CO(NH2)2] 中各元素原子个数比?先让学生思考后再讲解,加强学生的理解。

学生活动:练习硝酸铵(NH4NO3) 中个元素的原子个数比? 计算化合物中各元素的质量比

教师活动:(2)尿素[CO(NH2)2] 中各元素的质量比?让学生来说出解题思路教师主要强调质量比指的是最简比。

学生活动:练习硝酸铵(NH4NO3) 中个元素的质量比? 计算化合物中某元素的质量分数

教师活动:讲解例题(3)计算尿素[CO(NH2)2],氮元素的质量分数的解题方法。

学生活动:练习碳酸钙中钙元素的质量分数? 计算化合物中某元素的质量

教师活动:提问化合物中某元素的质量的计算方法,再讲解例题(4)50kg尿素[CO(NH2)2]中氮元素的质量是多少千克? 学生活动练习:50gCaCO3中钙元素的质量? 2 、有关化学方程式的计算

教师活动:【例1】加热24.5g氯酸钾和6 g二氧化锰的混合物制氧气,到固体质量不再减少为止,生成氧气的质量为多少克?(试验后称的剩余固体物为20.9g)( )

A.12g B.9.6g C.9.4g D.9.8g 教师活动:本题有三种解题方法,可根据反应物来计算,也可根据生成物来计算,还可以根据质量守恒定律来计算,先让让学生来思考做题方法,教师再讲解,再强调根据化学方程式计算的依据及注意事项。

学生活动:小组讨论后回答问题(化学方程式表示参加反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和,遵守质量守恒定律。)

练习:

2、实验室利用碳酸钙与足量的稀盐酸反应制取二氧化碳,若要制取44.0g二氧化碳,至少需要碳酸钙多少克?

三、课堂小结:今天我们复习了化学式、化学方程式的计算,并针对这三种类型做了练习,化学式、化学方程式计算在中考中占到十三分左右,想要在中考中取得好成绩还需要我们平时多加练习。

四、布置作业:完成专题检测题

计算化学论文范文第4篇

对于同温同压下两种不同的理想气体的混合, 其熵变为:

其中R是气体普适常数, nB是B种物质的物质的量, xB是B种物质的摩尔分数。该公式本身没有问题, 但在有些文献中的推导过程让人费解, 没有设计可逆过程。就两种物质A和B的混合, 文献[1,2,3,4]的推导过程大致如下:

对于气体A来说, 相当于在等温下从体积VA膨胀到VA+VB, 其熵变为:

同理, 对于气体B的熵变为:

所以总的熵变为:

在推导 (2) 和 (3) 式时, 采用了理想气体可逆膨胀体系吸收的热量, 所以上述过程实际上是计算如图1所示的过程D的熵变。若A和B是同一种气体, 为什么就不能采用 (4) 式计算呢?

2 通过可逆过程计算混合熵

如图1所示, 设计了两步可逆过程, 原因就知道了。第一步 (过程D) 是将左右两边的气体各自等温可逆膨胀到VA+VB, 第二步 (过程E) 是气体混合, 混合后的体积为VA+VB。当A、B是不同的气体时:对于过程E, 文献[5]中设计了如图2的绝热可逆过程, 在混合过程中A半透膜与活塞是连接在一起的, 由于活塞上所受到的压力与A半透膜上所受到的压力大小相等, 方向相反, 因而移动时不需要作功, W=0, ΔU=0, 故QR=0, ΔS=0, 即状态 (2) 与状态 (3) 的熵相同, 所以过程D与过程F的熵变相同;当A、B相同时:虽然采用经典统计理论把同一种粒子看作是可分辨的, 状态 (3) 与状态 (1) 的混乱度不同, 但若采用全同粒子统计理论, 状态 (3) 与状态 (1) 的混乱度是相同的, 其熵变为0, 这就是著名的吉布斯佯谬。事实上, 对于气体A、B相同的情况, 也可以分为过程D与过程E两个步骤, 此时过程E可设计为的两步可逆过程, 第一步, 在等温下移动隔板, 是左右两边的压力相等, 此过程的熵为

第二步是图3所示的等温可逆过程, 可移动的半透膜与活塞仍然连接在一起, 此时半透膜两边的压力相同, 方向相反, 故移动活塞需要作功。其熵变为

而过程D的熵变为

由 (5) - (7) 式可知, 过程D和过程E的熵变, 大小相等, 符号相反, 故总的熵变为0。

3 由化学势推导理想气体混合熵变

混合理想气体中B物质的化学势为6:

μθB (T) 是指温度为T, 压力为pθ时B物质的化学势, pB是B物质的分压。在图1中, 将隔板换为可以移动的只允许B物质通过的半透膜。这时, 由于B物质在右边的化学势大于左边的化学势, B物质将右边扩散到左边, 从而推动半透膜右移, 是一个自发过程。假设在整个过程中保持左右两边的总压力都为p, 则B物质右边的压力pB, R=p, 左边的分压为, 当有微量dnB从右边扩散到左边, Gibbs自由能改变为

又因为

当B物质全不从右边扩散到左边时, 整个过程的Gibbs自由能改变为

上式采用分步积分法, 并注意

(7) 式积分整理后得

根据熵与Gibbs自由能的关系, 可得整个过程的熵变

(13) 式就是计算理想气体混合熵的公式。

对与两边的气体相同时, 我们同样可以可逆移动半透膜 (保持两边压力相同) , 此时由于两边的化学势相同, 物质穿过半透膜的Gibbs自由能为0, 故整个过程的熵变为0。

摘要:在一般的物理化学教科书中, 没有设计可逆过程, 而直接给出了理想气体混合熵计算公式, 本文首先通过可逆过程推导出此公式。然后通过化学势的概念, 采用开放系统, 计算混合过程的Gibbs自由能变, 推导出理想气体混合熵计算公式, 整个推导过程物理概念清晰。同时指明了为什么此公式不适用于两边都是相同的气体。

关键词:理想气体,化学势,混合熵,Gibbs自由能

参考文献

[1] 傅献彩, 沈文霞, 姚天扬, 侯文华.物理化学.第五版.北京:高等教育出版社, 2005年:149-150.

[2] 蒋如铭.物理化学.第一版.上海:华东师范大学出版社, 1990年3月:87-88.

[3] 天津大学物理化学教研室编.物理化学上册.第三版.天津:高等教育出版社, 1991年:163-164.

[4] 邵之三, 邹荣乐, 左其瑞.物理化学.第一版.安徽:中国科技大学出版社, 1992年:71-72.

[5] 钟云霄.热力学与统计物理.第一版.北京:科学出版社, 1988年:37-38.

计算化学论文范文第5篇

1化学化工科学有关数据库方面的发生以及发展

对数据库的应用是保证化学化工科学能够与计算机技术有效结合的基础, 就目前的情况看, 我国化学化工领域对于数据库的应用价值已经十分认可, 同时也将较为专业的数据库具体应用在了实践当中。数据库的应用针对不同的研究分为不同的类型, 每一种类型都各有其优势与适用范围, 对其特点的了解有利于将其正确运用。目前, 稀土数据库以及化工材料等数据库均被应用在了化学化工领域当中, 并为其发展提供了重要的价值, 但其中仍存在很多问题需要被解决。

首先, 创新性需要得到保证。

创新是一个民族的灵魂, 同时也是整个化学化工领域发展的一个主要动力。就目前的情况看, 我国这一领域在创新程度方面还需要被加强。对数据库的应用不应仅仅局限于对数据的存储和使用, 同时还要学会主动的去对数据进行收集, 这对于数据库的完善具有重要价值, 除此之外, 主动地收集数据还能够发现其中的规律, 对于化学化工领域的进一步发展具有重要价值。

其次, 需要建立虚拟实验室。

对虚拟实验室的建立在国外已经开始, 并取得了一定的进展, 我国化学化工领域同样需要建立虚拟实验室, 这对于化学化工实验的完成具有重要的价值。需要注意的是, 对虚拟实验室的建立需要有关专家进行深入的研究, 由于没有相应的经验作为借鉴, 必须要投入足够的时间以及精力在其中, 才能保护其建立效果。总的来说, 虚拟实验室的建立能够有效的保证高水平数据库的建立。对于化学化学学科与计算机技术的结合具有重要价值。

2有关多尺度过程模拟方面的发展以及存在的问题

目前, 模拟系统以及软件已经被应用在了具体领域当中, 通过对这一设施的应用, 可以极大程度的节省控制所需要的人力资源, 对于工作效率的保证具有重要价值, 但其中仍存在着诸多问题, 主要体现环境保护方面, 在社会对于可持续发展理念重视程度不断提高的大环境下, 化学化工学科与计算机技术的结合也需要适应这一趋势。具体而言, 针对问题的存在要实施一下策略:

首先, 对多尺度过程模拟手段的应用需要与可持续发展理念相结合。在对这一模拟手段进行应用的过程中, 必须要注重节能以及环保两种理念, 具体而言, 针对会对环境造成破坏的化学化工实验, 可以首先利用计算机对其进行模拟, 考察其实验的必要性以及可能得出的结果, 继而再在需要时进行真正的实验, 这是坚持可持续发展理念的主要表现, 同时也是化学化工学科与计算机技术相结合的基础。

其次, 对农业以及其他领域的药物的研究会对环境自然环境产生很大程度的破坏, 同时由于实验的结果无法保证, 因此, 其对环境的破坏作用也有十分严重的可能, 想要使上述问题能够被有效解决, 将化学化工学科与计算机技术结合在一起十分必要。通过对计算机模拟技术的应用, 对药物的研究可以通过模拟的手段进行, 这就避免了对环境的破坏, 同时, 由于模拟过程具有精细性以及准确性, 因此其结果也一定能够得到保证, 甚至会比真正的实验所得到的结果更加准确。由此可见, 对多尺度过程模拟手段的应用对于化学化工领域与计算机技术的有效结合具有重要价值, 因此必须得到有关领域足够的重视。

3结语

总之, 化学化工学科与计算机技术的结合已经成为了当今时代发展的一个主要趋势, 想要保证两者的结合效果, 做出相应的分析与研究十分必要。总的来说, 近些年来, 我国化学化工学科在数据库方面已经得到了很大程度的发展, 同时也实现了对海量信息的获取与利用, 除此之外, 在有关多尺度过程模拟方面的发展也值得被肯定, 但其中存在的问题也是不容忽视的, 对此, 必须提出相应的措施对其进行解决, 这是保证其能够得到长远发展的一个必要手段。

摘要:文章主要论述的是有关化学化工学科与计算机技术结合的有关问题, 具体而言, 主要从化学化工科学有关数据库方面的发生以及发展和有关多尺度过程模拟方面的发展以及存在的问题两方面对主题进行了阐述。希望通过文章的论述, 能够为化学化工学科提供具有参考价值的意见, 从而使其信息化水平能够得到进一步的提高。

关键词:化学化工,学科,计算机技术,结合

参考文献

[1] 许志宏.化学化工学科与计算机技术的结合与发展[J].计算机与应用化学, 2008 (09) .

[1] 赵国燕;王晓瑾;黄亮;张文岗.高校化学类本科专业计算机应用能力培养途径的研究与探索[J].安阳工学院学报, 2012 (04) .

计算化学论文范文第6篇

摘 要:目前,化学学科发展迅速,对其他学科和社会的支撑和推动作用日益凸显,但却处于被冷落、被边缘化的境地。本文从教学、教材、考试等方面,分析了化学学科吸引力不强、学生学习兴趣不高的原因,明确提出化学教育要重视实验教学。

关键词:化学学科;化学教育

当今化学学科的发展已经实现了由定性到定量、由宏观到微观、从静态到动态、从简单实验描述到理论解释的顺利过渡。目前,除了研究传统的新反应、新方法、新物质的合成之外,化学工作者的研究兴趣得到了充分的拓展,研究内容实现了跨跃,并且各种新的仪器发展使得化学工作者的研究手段日益多样。化学学科在人类的日常生活和社会活动中占据了越来越重要的位置。在疾病控制、能源问题解决、环境治理,乃至孕育新生产力的发明创造和发展,加强国防、增强国内安全的新材料、新技术等方面,化学正在发挥着关键作用。化学对生物和新材料等学科或领域发展的支撑和推动作用日益凸显,化学与生物、环境、能源等学科的关系从未像今天这么密切过。

然而进入新世纪以来,化学学科却面临着学科声誉不佳、吸引力不强、后继相对乏人的窘境。人们总是将化学与化学灾难、环境污染、恐怖威胁等负面因素联想在一起,这使得化学成为了新世纪的怪物,导致化学逐渐被冷落、被边缘化了。有些省份的高考也干脆撤销了化学科目的考试,在过去二年中化学科目考试也从各高校的自主招生考试中取消了。这样长期发展下去,势必会造成化学学科的人才队伍匮乏,学科发展难以为继。尽管造成这种局面的原因是多方面的,但化学工作者不会也不去宣传自己的学科、不重视化学教育、不为化学学科的发展大声疾呼、不注意培养后来者也是主要的原因。由于篇幅的关系,在这里仅对目前化学教育存在的问题提出自己的一些观点。

化学学科的魅力在于其生动有趣、引人入胜以及复杂多变。化学现象的复杂多变十分贴近我们日常的生活,具有很强烈的实在感和现实感。通过实验,我们可以将微观和宏观世界之间巧妙结合,使得物质结构和化学变化可以用简明扼要的、有严格语法规则的化学语言和具体而且富有想象力的符号来描述和组合。通过发挥科学的想象力,将已知与未知的世界联系在一起,从而将物质的基本性质和反应的主要特点,可以或多或少地做到“尽收眼底”。如果在日常的化学教育中对具体的化学物质不进行介绍,也不进行实地观察或进行实验,化学学科就会成为一种也许只对考试有用的符号游戏,使学生失去了对化学体系的实体感,也就体会不到学习化学的兴趣。目前,许多中学和大学的化学教材中只局限于验证对某个问题所做的解释或理论,而忽视了对化学体系的全面观察和分析,给学生的印象也许是知识的堆砌过程。化学教育如果只停留在对表面现象做一般性的描述阶段,还不能认为是在学习化学(指化学学科),更不能成为学习化学的一种方法,甚至是一种效率很低的方法。这将无法启动学生的探究欲和创新欲。而后者却是科学教育的主要功能之一,也是造就未来人才的关键。

现行的化学教材普遍存在大量的化学计算以及各种简单元素、单质以及化合物简单性质的教学内容。实际上,书中相关pH、溶度积、缓冲容量及其他一些复杂的化学平衡体系的计算,算出来的结果和实验测定结果相差悬殊,但是我们却连篇累牍在化学教材中加以介绍,并作为重点进行考试。而在实际研究工作中,化学工作者绝大部分的时间用于化学合成、结构测定和光谱解析、研究新化合物的状态和性能等方面。除去做必要的量子化学计算外,利用光谱计算某些组分的含量和推导反应动力学方程,以及常规的分子量、化学式量和产率计算等才是日常做的计算工作。至于复杂体系的化学平衡状态,理论计算也许在书写论文时会有人加上一笔,但在实际工作中,人们更相信用适当的实验方法所测得的结果,而不只是计算的结果。

因此,在教学过程中,如果我们教育工作者不能把物质的化学运动与物理运动的学科差别把握好,并且不能以此来激发学生学习化学的兴趣和动力,以及不能摆脱高考为便于评分而偏爱各种各样的计算的影响,只能在教育过程中以数学计算来代替真正的科学理性,那么,化学学科的衰落以及失去其应有的魅力就可以理解了。

分子的化学结构在化学学科和化学教育中占有重要地位,它不仅代表了从化学式到化学结构式的发展过程,而且正是这个过程使得化学工作者对于化学物质认识得以飞跃。对于初学者来说,化学结构使得分子由原来的“可以意会,不可言传”的微观粒子变得生动具体。但是,近年来的化学教材喜欢介绍以量子力学原理为基础(以一系列近似为前提)而推衍出来的一些结构理论和图形(又加上一系列近似),而这些对在大学学习化学专业的学生或有志于涉足化学领域的人才能准确理解的内容吓住了许多初学者,使得他们望而却步。不能否认,这些理论代表了近50年来化学结构理论成果,也是未来化学发展的重要方向,但是对于初学者和非化学爱好者而言,却难免有“阳春白雪”之嫌。很多中学生在学习电子云的概念后,常常反映有一种如同坠入万里云雾中的感觉,只能通过强行记忆来学习这些知识。因此,如何编写教材并介绍哪些化学知识内容,成为我们化学学科是否能吸引更多学生加入的重中之重。我们必须加以重视。

此外,目前在各类化学教材、教学和考试中,“精心设计,布满陷阱”的各种习题,可谓五花八门。我们不去讨论这些题目是否符合化学规律,其答案是否合乎实际,至少对于学生加深对化学的理解和要求起到了分散注意力和提高学习兴趣的负面作用,使学生认为化学知识的获得更多依赖于背诵和强行记忆。应该明确,基础化学教育应强调化学学科是一门实验科学,学习化学时可能要用到不同程度的计算和记忆,但是不可能只有通过计算和记忆来学习化学,而是由化学学科的性质和它的发展现状所决定的。

化学教育的课程体系应该是由课程理念、课程目标、课程结构、课程内容、课程标准、课程评价等组成的。要解决当今化学教育面临的学科吸引力不强、学科内容陈旧、学科教育不利于创新人才培养等问题,我们必须在课程体系设计,特别是课程理念、课程标准、课程结构以及课程内容等方面下工夫。考虑到化学学科的重要性、化学学科对自然科学中众多实验学科的支撑作用,以及国外在化学教育方面已有的成功实践,我认为对于像化学这样一门仍然以实验为主的科学,尤其是对于基础教育阶段的学生来说,应更多地从实验科学的角度去理解化学学科,建立起对化学学科的兴趣。在化学教学中,如何体现出化学是一门实验科学?如果化学课程中的所有内容,至少是主要内容,都由学生亲手通过化学实验做一遍,不仅学时不允许,即使对于化学系的学生,也是不必要的。主要通过教师的组织和引导,使学生在有限的时间内受到前辈教育家和科学家们从人类几千年文化中精心挑选、精心组织过的文化遗产和科学技术的教育与熏陶,从而迅速地成长。

基础教育阶段的化学教材应以更加贴近生活为特征,更着重于使人们理解化学的作用。化学不仅使人们能够更全面的认识客观世界,提高与改善人类和自然界之间的关系,使之更为和谐,而且是人类社会实现可持续发展目标的基础之一。化学基础知识及有关的科学思维与工作方法,将有利于某些创新理念的提出和实现。

[责任编辑:夏鲁惠]

上一篇:金融扶贫论文范文下一篇:生物技术专业论文范文