提高化学反应速率的方法范文篇1

【关键词】化学反应速率；影响因素

现我就结合我多年的教学谈点我个人的理解。

影响化学反应速率的因素可以分两方面来理解。内因和外因两方面。内因指的是参加化学反应物质本身的性质，而外因是指温度、压强、浓度、催化剂、光辐射、超声波等都属于外因。下来我具体谈一下这两方面是如何影响化学反应速率的。

内因既物质本身的性质。不同的化学物质由于化学性质存在差别，化学反应的快慢自然也就不同了。我们在学习碱金属的时候知道，锂、钠、钾、铷、铯、钫的化学性质有较大差异的。锂到钫活泼性在增强。如果用相同状态的金属钠和金属钾与相同的水反应时，它们的速率就不同。金属钾的反应速率要比金属钠的要快。这一事实就充分说明参加化学物质的性质对化学反应的速率的影响。既参加化学反应的物质性质越活泼，反应就越快。

外因是指温度、压强、浓度、催化剂等因素的影响。

温度越高化学反应越快，温度越低化学反应越慢。这适应所有的化学反应。那为什么温度越高化学反应就越快呢？我们知道温度升高，一方面参加反应的化学物质就能获得更多的能量，分子的运动速度提高，参加反应的物质分子间的碰撞频率就会提高，反应速率也就会提高。另一方面，参加反应的物质分子获得搞得能量后变成了活化分子，从而提高了活化分子的数目，那么分子间的有效碰撞就会增多，化学反应速率也会提高的。例如，我们吃的食物，夏天要比冬天时腐败变质的速率快一些。再比如说氢气和氧气在常温下，它们是不反应的，但点燃的条件下它们能剧烈的反应。这些都说明了温度高反应越快。

浓度增大，化学反应速率加快，浓度减小化学反应速率降低。那又是为什么呢？这是因为，当浓度增大时，此时活化分子的百分数并没有变化，但反应容器里的反应物分子数会增多，活化分子数也就增多。这样，化学反应的速率就会提高了。那反之，化学反应速率就降低。这样的例子很多，如我们看到用锅炉里的燃煤，用鼓风机鼓风后燃烧的比不鼓风时烧得更旺。这是因为鼓风后氧气的浓度增大了。还有我们在在做制氢气的实验时，浓度大的盐酸和锌反应放出氢气的速度要比浓度小的盐酸和锌放出氢气的速度快。这些例子都是在增大浓度时，使参加反应的反应物分子数增加，活化分子数增加，化学反应的速率就加快了。

压强对化学反应的影响是对有气体参加或生成的化学反应而言的。如果化学反应中没有气体参加或气体生成，那压强的改变对化学反应速率无影响。例如，把氧化钙固体放入水水中，反应生成氢氧化钙。对于这个反应改变压强，化学反应的速率是不会发生改变的。如果化学反应中有气体参加或生成，改变压强，化学反应速率又是怎么改变的呢？如果改变压强后反应容器内参加反应的各物质的浓度发生改变，化学反应的速率会改变；压强改变没有影响到参加反应的各物质的浓度，那么化学反应的速率就不变。例如，在一个密闭的反应容器中，氢气与碘蒸气反应生成碘化氢气体，如果使容器的体积变为原来的一半，其它条件不变，那化学反应的速率就会增大。这是在减小容器的体积时，容器内的压强增大，而各物质的浓度也增大，反应速率就加快。反之，压强减小，各物质的浓度减小，化学反应速率就降低。

催化剂能加快化学反应速率。因为催化剂可以降低反应的活化能。活化能降低后，本来不是活化分子的反应物分子，也能成为活化分子。活化分子数增多，反应物分子间有效碰撞的几率就会增加，化学反应速率就会加快。例如，用加热氯酸钾的方法来制氧气时，不加催化剂二氧化锰产生氧气的速度很慢，但加入催化剂二氧化锰后，化学反应的速率明显加快。

影响化学反应速率的外因还有光辐射、电磁辐射、超声波等因素。高中阶段主要掌握温度、压强、浓度、催化剂对化学反应速率的影响。

提高化学反应速率的方法范文

关键词：微化工技术；过程强化；微反应器

中图分类号：TQ03

20世纪90年代初兴起了一种多学科交叉的科技前沿领域，这一领域就是微化工技术。微化工技术将化学化工原理和微机电系统结合，这种高新技术移植了微传感器制造技术和集成电路，涉及到的学科和技术十分广泛，包括化工、物理、化学、机械、控制学、电子和材料等。微化学工程研究的主要内容是几百毫秒和几百微米以内，并行分布系统和化工微设备设计、模拟、生成和应用过程中的特征和规律。微反应技术具有较强的传质和传热能力，能够大大提高能量和资源的利用率，提高单位体积的生产能力。因此，发展微化工技术具有重要意义。

1过程强化原理

化工过程中，本征反应动力学和传递速率各自控制或共同控制该过程中的化学反应。对于快速和瞬时反应，当该反应在传统设备中进行是，传递速率控制该反应，在微尺度反应系统中，由于传递速率提高了几个数量级，因此，反应速率也会得到大幅度的提高。对于慢反应而言，主要由本征反应动力学控制该过程，因此想要提高慢反应的反应速率，就必须提高本征反应速率，一般情况下，可以采用改变工艺操作条件和提高反应温度等方式来提高其反应速率。对于中速反应，由传递速率和本征反应动力学共同控制，可以采用提高慢反应速率的措施来强化该过程。目前，工业应用中的烃类硝化反应大部分都属于中慢速反应，可以采取提高反应温度和改变工艺条件两种方式加快这些反应的反应速度。综上所述，我们可以知道理论上任何反应都能够通过采取不同的措施进行强化。

2微化学工程与技术发展现状与趋势

20世纪50年代末，物理学家RichardFeynman指出，未来科学发展的方向是微型化。纵观半个多世纪的科学技术发展概况，我们可以看出微型化的确是科学技术发展的一个重要趋势，尤其是信息技术和微机电系统这两种技术，这两种技术已经应用到各个领域，对社会的发展产生了很大的影响。

20世纪80年代初，Tuckerman和Pease提出了“微通道散热器”概念，这一概念成功解决了大规模化和超大规模化集成电路散热困难问题。

1993年，DuPont公司应用微电子技术制造了首个芯片反应器，这反应器能够用来生产氰氢酸、异氰酸甲酯（MIC）等有毒物质。

3国内研究工作进展

2000年，我国开始研究微化工技术，到目前为止，也取得了不少成果。经过十多年的发展，我国已经形成了一套完整的研发体系，为微化工系统的设计和工程放大奠定了良好的基础。

3.1微型氢源系统

作为未来电动汽车、潜艇的最佳候选电源，质子交换膜燃料电池在很多领域都广阔的应用前景。但是，质子交换膜燃料电池离技术商业化还有一定的距离，这是因为质子交换膜燃料电池的发展受许多因素的限制，其中，氢源技术就是影响其技术商业化的重要因素之一。这是因为氢气的分配、输送和储存困难，无法满足不同规模燃料电池的需求。而通过重整富氢燃料，比如醇类和烃类等，移动或现场制氢为燃料电池提供氢气，通过这种方式制取或运输氢源具有易于输送、能量密度大和能量转换效率高等优势，是提供燃料电池氢源最现实的途径。

大连化学物理研究所研究出了给千瓦级质子交换膜燃料电池提供氢源的微型氢源系统，该系统集成了微换热、甲醇氧化和原料汽化等子系统。该系统目前已经有产品应用与高校的教学中，我们可以设想不久的将来，该系统完全有可能应用到实际应用中。

3.2微混合技学术

很多的化工过程都是强放热快速反应过程，这些过程主要由传质和传热过程控制，微混合技术具有快速高效混合特性，采用这种特性，能够强化和微型化这些过程。大连化学物理研究所研究了单微通道内的传质、混合和流动等，多通道的多尺度结构和流体均布技术的设计，微混合系统的制造、封装和集成等。2007年9月研制出的微混合系统已经成功的投入到工业生产中，进行试运行。微混合系统具有混合、换热效果好、操作稳定等优势，同时其运行的噪音也非常小，还具有无振动等优点，这些优势都是传统工艺无法比拟的。该系统的成功应用，必将推动微化工技术在工业中的广泛应用。

3.3芳烃硝化反应

由于化学工业中的许多反应都是强放热过程，因此爆炸危险普遍存在，而且我国的装备和技术都比较落后，导致化学生产过程中安全性较差。

由于有机物硝化是一种快速强放热反应，因此，如果有机物硝化产生的热量不能够及时移出反应体系，则很容易引起爆炸，带来危险。以往硝化反应一般都在带冷却夹套的搅拌斧式反应器中进行，这种反应器的换热面积小，传热速率低，只能通过降低反应速率来避免因热量积累导致的危险，因此，传统硝化反应的反应时间长。

中国科学院大连化学物理研究所利用微反应器所具有的高效传热、传质能力，进行二硝基氯苯和二硝基甲苯的合成实验，硝化反应时间仅小于5s，可实现该反应过程强化和微型化。

3.4纳米材料合成

清华大学化学工程联合国家重点实验室借鉴膜乳化技术，按多个微通道串并原理，设计了膜分散式微结构混合器，开展了均相及非均相（液-液、气-液）体系的微尺度混合与分散、微尺度传质及微反应过程的应用基础研究。2005年成功开发了万吨级的膜分散微结构反应器制备单分散纳米碳酸钙的工业装置。

4结论

由于微化工技术的研究初期主要在高校和科研机构的实验室研究，产业界虽有关注但介入不多，因此对微化工系统的放大和集成技术的研究机会少，大大减缓了微反应技术的实用化进程。经过10多年的研发与宣传推广工作，目前微化工技术已处于应用前夜。国内开展微化工技术的研究时间短，若能在研究初期就与产业界合作，可以加速微化工技术的产业化进程，在过程放大和系统集成方面积累经验，形成具有自主知识产权的专利技术。

总而言之，新时期化学工业面临着前所未有的机遇和挑战，微化工技术的发展和应用将会降低能耗，提高化工设备性能，节约体积，将会给化工技术和设备制造领域带来很大的改变，还会对人们的生活带来很大的影响。

参考文献

[1]李金鹰，王勋章，赵英翠，陆书来，刘长清.微化工技术的研究与应用[J].化工科技.2011（01）

[2]骆广生，王凯，吕阳成，徐建鸿，邵华伟.微反应器研究最新进展[J].现代化工.2009（05）

提高化学反应速率的方法范文

关键词：自主知识构建化学反应速率有效课堂

“有效课堂”是当前中小学教学研究中非常注重的研究内容，其概念包含极其丰富的内涵。笔者认为，教学的“有效”其根本在于“课堂”教学，由此，联想到了一直以来都在思考的一些问题：为什么学生总是“课堂上一听都懂，课后一做（题）就不会”？为什么我们（老师和学生）都感觉现在的高考化学试题越来越难做？为什么“老师教的累，学生学得苦”？老师和学生能不能都少做些无用功？……这些问题的解决还是要在课堂上下足工夫，做好教学设计，把课堂教学做扎实，也许“活力”或“有效”可能在不经意间就有了。很多老师在日常教学中，教学流程一般都是这样设计的：备课前先做课后作业题集（或历届高考题）中的习题，然后，根据习题集（或历届高考题）中反映的知识内容和难度确定教学目标，从而再行选择教学流程……而对于许多有经验的老教师，甚至这个环节也基本省略了，几乎完全是依赖教学经验在设计教学。这种依据教学经验和考试题进行教学设计的现象，恐怕也是许多老师备课时比较普遍的现象。

以下是苏教版高中化学选修4《化学反应原理》“化学反应速率的表示方法”学习内容的课堂教学与反思，本节课例是基于对“有效课堂”的认识而实施的教学实践案例，其设计理念核心思想在于：引导学生主动参与到学习过程中，积极主动构建知识体系，而不是被动地接受知识，让学生真正成为学习者。

1.教学设计思想

化学反应速率概念的建立及相关计算方法是本节课的教学重点，但对于学生来讲，这两个知识点的学习掌握并不难。基于“自主知识构建”的教学理念，本节课的教学重点侧重于充分利用好教材资源，围绕科学探究要素，重视过程与方法，促使学生掌握科学方法，提高化学科学素养。

2.教学目标

2.1了解化学反应速率的概念；

2.2能定量表示化学反应速率，能利用速率计算公式正确分析实验数据；

2.3了解化学反应速率的测定方法，通过实验测定某些化学反应的速率。

3.教学设计片断

[教师活动]讲解：刚才大家计算的是在10min内的平均反应速率。当时间间隔Δt非常小时，可求得化学反应在某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以由物质的浓度随时间的变化曲线通过数学方法得到。

[教师活动]转引：对于同一反应来讲，反应速率既可以用单位时间内反应物浓度的减少表示，又可以用单位时间内生成物浓度的增加表示。那么，用不同物质浓度的变化表示反应速率之间存在什么关系呢？请大家在完成课本第33页“交流与讨论”的基础上加以总结。

[教师活动]请完成学案上的课堂巩固练习（练习题略）。

[教师活动]讲解：要测定化学反应速率，必须测定某一时刻物质的浓度，但物质的浓度并不易测定，一般要通过间接手段才能测定。请大家阅读课本第34页相关内容并完成“活动与探究”，学习测定反应速率的实验方法。

[学生活动]通过探究活动，学习通过测定气体体积的变化测定化学反应速率的方法。

[教师活动]总结：除了通过测定气体的变化测定化学反应速率之外，通过比色法测定化学反应的速率也是一种常用的方法，比色分析一般在分光光度计中进行。

还有一些测定化学反应速率的方法，请大家课后查阅相关资料，列举两种其他的测定化学反应速率的方法。

4.教学反思

本节课传统的教学流程主要是强化化学反应速率概念及注意事项的教学，在此基础上通过相当数量的典型习题重点训练学生对于化学反应速率的计算。实践证明，就考试要求本身及知识点的完成和“落实”而言，这种教学设计更加简洁、更直接，操作上也更便捷，学生课后对于化学反应速率这一类习题的掌握还是比较理想的。然而这个教学设计及教学过程缺少了学生的学习过程与积极参与知识体系构建的过程，忽视了教给学生科学的学习方法、提高学生的化学科学素养，课堂气氛沉闷，学生感觉“没意思”，对概念的理解及对知识的掌握基本都是通过反复的习题强化训练实现的。

基于对新教材及课改精神的理解，依据本节课教学设计思想及教学目标，本节课的重点在于重视引导学生主动参与到学习过程中，自主构建知识，而不是被动地“记录”知识。例如对于“化学反应速率是该化学反应在某个时间段内的平均速率，在不同的时间内，化学反应的速率可能不同”及“用不同物质浓度的变化来表示的化学速率之比，等于化学方程式中化学计量数之比”的理解，并不是知识的直接呈现，而是学生在教师的引导下经过实验及数据的数学分析获得的。学生在这个学习过程中，不仅有效地掌握了这些重要知识，而且体验了对于一个化学反应快慢的定量分析过程，并学习了对实验数据的数学分析方法。因此，应当引导学生主动地参与到学习过程中，积极自主构建知识体系，而不是被动接受知识，“自主知识构建”才是“有效课堂”的核心精神。

参考文献：