无机化学反应机理精选(九篇)

第1篇：无机化学反应机理范文

1.1无机膜材料

无机膜材料多种多样，如金属膜及合金膜，它是以金属粉末(如Pd或Pd-Ag合金)为原料涂装成管式模件再通过烧结而成。玻璃膜则是某种由SiO2、B2O3、Na2O组成的均匀玻璃熔融物通过分相形成两相，然后在酸中浸制而成的。陶瓷膜有Al2O3膜、ZrO2膜，以其热稳定性最好著称。碳膜则是通过将非常精细的炭微粒产生分离层而形成的或通过将石墨膏挤制成管式膜，然后再使精细微粒沉积在这种对称结构上而制得的。固体氧化物膜是具有离子活度的电解质膜，它属于选择渗透性膜，其中YSZ、CSZ和MSZ在化学反应中得到了广泛的应用。

无机膜催化反应的关键是膜材料，其微观结构特点及渗透扩散性能决定了膜催化反应的性能，因此开发新的无机膜材料及研究无机膜的制备技术一直受到膜科学工作者极大的重视。

1.2无机膜的制备

1.2.1溶胶——凝胶法

以金属醇盐及其化合物为原料，在一定介质和催化剂存在的条件下，进行水解一缩聚反应，使溶液由溶胶变成凝，胶，再经干燥、热处理而得到合成材料。溶胶一凝胶法制备Al2O3膜、SiO2膜、TiO2膜、ZrO2膜的研究已屡见报道。

1.2.2化学提取法(刺蚀法)

将制膜固体原材料进行某种处理，使之产生相分离，然后用化学试剂(刻蚀剂)处理，使其中的某一相在刻蚀剂的作用下，溶解提取，即可形成具有多孔结构的无机膜。

1.2.3化学气相沉积法(CVD)

化学气相沉积法是在远高于热力学计算临界反应温度条件下，反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压，然后自动凝聚形成大量的晶核，这些晶核长大聚集成颗粒后，沉积吸附在基体材料上，即制得无机膜。

1.2.4喷雾热分解法(SP法)

喷雾热分解法是将金属盐溶液以雾状喷入高温气氛中，此时立即引起溶剂的蒸发和金属盐的热分解，随后因过饱和而析出固相粒子并吸附在载体上，沉积成金属膜或合金膜。

除了以上提到的制备方法外，制备无机膜的方法还有：分子筛炭膜法、原位合成法、水热晶化法、复合法、涂敷蒸气相法、电化学蒸发凝聚法、无电镀法、浮游催化法、金属有机化学沉积法、涂层法等等。

2无机分离膜的应用

2.1在固液分离中的应用

2.1.1化工生产工艺中的应用

无机膜优异的材料性能使得其应用范围十分的广泛，尤其是在石油与石油化工、化学工业等高温、高压、有机溶剂和强酸、强碱体系，表现出有机膜所不具备的功能。

无机膜在食品工业也有广泛的应用，先后用于牛奶、果酒、饮料、白酒、饮用水等的除菌过滤，效果显著，其特别之处在于可以采用蒸汽对整个设备进行消毒，使产品质量得到保证。采用孔径1-1.5μm的微滤膜脱除低脂牛奶中的细菌，效率达99.6％，该工艺生产的牛奶其低温保存期远长于未处理的6-8天。

2.1.2水处理中的应用

无机膜可以在苛刻的条件下进行长期稳定的分离操作，特别适合工业废水处理。目前无机膜主要用于含油废，水、化工及石化废水、造纸和纺织废水、生活污水及放射性废水的处理。陶瓷膜在水处理、纺织工业废碱液回收、硫酸法钛白粉废水处理、废油的高温超滤回收等领域中都已开始投入应用。

Bauer等人采用碳纤维复合微滤膜处理钛白生产中产生的工业废水，在操作压力为0.35MPa，速度4m/s，膜装填面积为292.8m2时，渗透通量达55m3/h，可有效的除去废液中的少量TiO2微粒。

2.2混合气体的净化及分离

2.2.1气体的净化处理

无机膜处理气体成功的例子很多。我国开发的XWT旋涡型金属陶瓷过滤除尘器，采用机械回转反吹方式清理，用于除尘、净化气体，回收粉体产品，效率在90％以上。Ce-ramem公司设计的一种新型陶瓷膜过滤器，对气体的降尘率达99.99％以上，采用反冲形式对膜进行再生，展现出良好的发展前景。

2.2.2气体的分离

分子筛炭膜可用于第三次采油的CO2浓缩，沼气中CO2的分离，CO2气田气的提纯，把炭膜分离与变压吸附结合起来处理含20％－50％H2及CI－C4烃类的炼厂尾气，可使产品H2纯度达到99.99％，回收率43％。无机膜还可用于电化学气体膜分离技术，用于荷电性气体如CO2、H2S、SO2的分离；在载人宇航系统中，用于脱除SO2、H2S气体；也是烟道气中在高温下脱除硫的新方法。以α-Al2O3管为支撑层，以γ-Al2O3为分离膜组成的膜分离装置可从含有饱和水蒸气或乙醇的空气中分离水蒸汽或乙醇气体。竖式圆筒形无机多孔膜装置可从含氢混合气体中分离提氢。

3无机膜催化反应器

膜技术除用于物质分离外，还可用于化学反应过程。膜反应器即膜分离一反应组合的膜，能够同时完成反应过程与产品的分离，可极大的提高生产效率、降低生产成本。因而该技术的研究近年来倍受重视，得到了迅猛的发展。在膜反应器中，膜催化反应器是其发展的一个重要方面，在化工等生产领域有着广泛的应用。

根据催化性与选择性的不同，可以将无机膜催化反应器的分类如下：

(1)IMPBR(InertMembranePackedBedReactor)。

膜无催化活性而有选择渗透性，催化剂填充在反应器中，反应在催化剂一侧进行。

(2)CMR(CatalyticMembraneReactor)。

膜不仅具有催化活性，而且具有选择渗透性。反应区在膜内。

(3)PBCMR(PackedBedCatalyticMembraneReactor)。

在CMR反应器中装载催化剂，以进一步增加膜反应器的催化活性。

(4)CNMR(CatalyticNonpermselectiveMembraneReac-tor)。

膜仅作为催化活性组分的载体，无选择渗透性。反应物或产物之一的渗透可通过调节物料速率和压力来控制。

(5)ISMR(InertSemi-permeableMembraneReactor)。

膜的半渗透性是基于离子或电子的传导，为反应透过而不是反应物分子单纯透过。一般固体氧化物电解质膜对氧是半渗透性的，但对别的气体分子则是不穿透的。它们可用于电化学反应器中，膜为电解质而电极为催化剂。

第2篇：无机化学反应机理范文

[关键词] 有机化学；绿色化学；无毒无害；有机溶剂

中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0229-01

随着社会的不断发展进步，我们的化工企业的数量也在日益增多，随之而来的还有严重的环境污染问题。我们不能否认化工企业的蓬勃发展对我们国家的国防、农业工业以及医学方面的发展都带来了积极的影响，但环境污染变得越来越严重也是有目共睹的。在这种形势下，就迫切要求我们对化工企业的生产发展做出重要改革，我们提出的改革主要是在化工企业的生产过程中应用绿色有机化学合成技术。

一、从含义和原理上对绿色有机化学合成技术做出初步了解

绿色有机化学的名称形式并不是单一的，我们也可以将其称之为无害有机化学、环境友好有机化学或者清洁有机化学。通俗来说，绿色有机化学合成的含义是指在进行化学合成反应的过程中，选用的选择性和转化率较高且无毒无害不对环境造成污染或造成极少污染的反应原料，通过新开发的合成反应过程和方法，将合成反应生成过程中的污染系数降到最低，且消耗最少的能源和资源就能够完成合成反应的具有前进意义的有机化学合成技术。通过应用绿色有机化学合成技术，我们企业生产过程中对环境造成的污染会降到最低程度，甚至有可能消失不见。

绿色化学的提出是为了解决应用传统化学过程中出现的问题，绿色化学是对传统化学思维的创新和升华，绿色化学的研究内容是从多个方面进行研究的，具体来说研究内容主要有合成反应的原料、合成反应的条件、反应的转化条件以及以开发绿色产品为目标，绿色化学反应一定要区别于传统化学反应，对环境不造成危害。绿色化学的理想状态是在有机化学合成反应过程中产生的产物是无毒无害的，通过对反应物、催化剂和反应介质的控制能够从根源上阻止污染物的产生。我们在进行绿色化学的时候要遵循以下几个原则：第一，所选择的反应原料一定要是无毒无害的；第二，反应一定要选取可再生资源来做原料；第三，要着重开发研究的催化剂是新型的；第四，介质研究不能单一，要设计不同的合成反应；第五，积极开发研究新型的转化方法；第六，所开发研究的化学产品一定要有利于人类的健康，更要对环境的安全有积极作用。

二、明确绿色有机化学合成技术的重要研究内容

我们要想将绿色有机化学合成技术很好地应用到化工企业中，就要求我们必须弄清楚绿色有机化学合成技术所要研究的主要内容，具体主要包括：第一，绿色有机化学合成是为了对我们目前的化学物开发研究，使其变得对人们的身体健康有益，并且对环境友好不造成威胁。第二，通过对我们化学合成反应的条件进行改变，使排放物能够回收利用，就算不能回收利用排放后也不能对环境造成任何威胁。第三，完善有机化学合成技术，变换基本的反应原料以及初始化合物，使有机化学合成反应变得更环保、更安全。

不得不说的是，绿色有机化学合成技术主要强调的就是“安全、环保”这两个概念，它不仅要求实验的反应终产物对我们人类的身体身心健康无害，还要求整个反应过程都不会对我们的环境造成任何危害。我们不能只考虑反应对人类健康和环境的直接影响，还必须要考虑到可能会造成影响的任何一个因素。

三、合理应用绿色有机化学合成技术，实现环境绿色化

1、选取无毒无害的原料来进行有机化学合成反应

我们要想应用绿色有机化学合成技术要考虑的第一个问题就是选择绿色的反应原料来进行反应，所谓的绿色反应原料就是指无毒无害，对人体无伤害的试剂。有机化学合成反应的类型和具体的工艺过程通常是由化学反应的原料决定的，我们在进行实验的时候，如果选用的反应原料自身是有毒的，就会给实验者以及环境造成极大地危害；相反，如果我们选用的反应原料本身不具有毒性，对环境和实验者造成的危害相对来说就会小一点。在我们国家的大部分化工企业中使用的矿物资源基本上都是不可再生的，造成了极大地浪费。所以，我们在选取反应原料的时候要去开发一些可以重复利用且可以再生地矿物资源。

举个例子来具体说一下，通常我们在合成芳香胺的时候选用的原料是氯代芳烃，但我们都知道氯代芳烃能够积累在身体中对人体产生巨大地伤害，Monsanto公司为了解决这个问题选用了芳烃来替代有毒的氯代芳烃，并且成功地将芳香胺给合成了出来，减少了有机化学合成反应对环境造成的污染。

2、开发研究新型的绿色催化剂来进行有机化学合成反应

大部分的有机化学合成反应常采用的催化剂是液体的酸和碱，虽然说这类催化剂价格比较便宜且容易得到，催化效率也相对高一些，但是这些催化剂存在的问题是不容我们忽视的，例如这些催化剂通常会对设备造成极大地腐蚀，并且对环境的污染较大，引发的副反应也较多，并且反应以后的试剂难以处理。为了改变传统的酸碱催化剂对我们的人类健康和环境造成危害的现状，开发研究新型无污染的绿色催化剂已经迫在眉睫。目前开发研究出来的较为成功的新型催化剂主要有分子筛催化剂、固体强酸催化剂、固体强碱催化剂、杂多酸催化剂以及相转移催化剂等等，这些新型的催化剂不仅催化能力比传统的酸碱催化剂高，并且不会腐蚀设备，更不会对环境造成造成危害。我们必须大力支持新型绿色催化剂的开发研究。

3、采用绿色溶剂做有机化学合成反应溶剂

在我们传统的有机化学合成实验过程中，我们经常采用的反应介质主要是有机溶剂，采用有机溶剂的原因是它们能够将有机化合物很好地溶解在反应试剂中。但我们不能忽视有机溶剂的缺点，有机溶剂大部分是有毒性的，并且使用以后很难再回收利用，容易对环境造成污染。相反的是，在进行有机合成反应我们可以不加溶剂采用水或者超临界流体做反应介质的方式，这样就可以减轻环境的负担，并且这种方式也不会对人体造成任何伤害。

具体来说，我们目前采用的无毒无害的绿色溶剂主要有：水溶剂、超临界和近临界流体溶剂和离子液体溶剂。我们自然界最丰富的溶剂就是水，它不仅无毒且对环境无污染，最重要的一点是廉价易得。采用有机溶剂做介质的时候，有的时候会发生爆炸的现象，非常不安全，采用水做介质就不会发生这种情况。

4、采用合适的方式实现绿色化的有机化学合成反应的产物

相比于无机化学合成的产物来说，有机化学合成的终产物对环境的污染是非常严重的，其中我们所熟悉的就是农药对环境造成的污染。我们应用绿色有机化学合成技术的最终目的就是为了减少污染物的排放，减少对环境的污染。可能在我们的生产工艺中还没有完善的条件完全使用绿色的反应原料，但为了减少污染物排放量，我们必须保证的是在有机化学合成反应的过程中要采用可循环再生的工艺。

四、结束语

当前，世界的环境污染问题越来越严重，无论是国家政府还是国家的每一位公民都开始为保护环境贡献出自己的一份力量。绿色有机化学合成设计已经开始慢慢地融入到我们生活的每一个方面，并且将会是未来全社会有机化学的发展大趋势。总而言之，我们国家正在倡导建设可持续发展社会，我们社会的每一位成员都必须深刻理解绿色有机化学合成技术的重要意义，改善我国的绿色有机化学合成技术，使其可以推动着我们的社会向着积极向上的方向发展。

参考文献

第3篇：无机化学反应机理范文

关键词:对比;类比;断键;成键;网络

中图分类号:G623文献标识码: 文章编号:1003-2851(2010)01-0161-02

有机化学部分与无机化学相比具有不同的特点,按无机学习的方法来学习有机化学,往往只达到事倍功半的效果。学好有机化学,要尝试采取不同的学习方法。

一、巧记忆突破概念难关

掌握概念是学好有机的前提

(一)望文生义法

同分异构体、同系物和无机中的同位素、同素异形体之间很容易混淆。找出重点字,利用望文生义法可以快速准确的记忆。

“同分异构体”中“分”指分子式,“构”指结构,即相同的分子式不同的结构的物质互为同分异构体。如:分子式为C4H10的

“同系物”中“系”指系列即同一系列的不同物质是互为同系物的前提条件,结构相似才属于同一的系列。物质要互为同系物必须满足――“结构相似”和”分子组成上相差几个CH2”这两个要求,这样的物质互为同系物。如; CH2=CH―CH3和CH3CH2CH=CHCH2CH3,分子中都含有一个C=C(结构相似)并且相差3个CH2原子团它们互为同系物;

“同位素”落在“位”上,是指在周期表中处于同一的位置(同一元素)的不同原子,互为同位素。同一元素的不同原子必须满足质子数相同而中子数不同即质量数不同,如:1735Cl和1737Cl等;

“同素异形体”中“素”指元素,“形”指结构,顾名思义就是由相同的元素构成的不同的单质即为同素异形体。如金刚石和石墨、氧气和臭氧等;

“同”的概念理解之后,很容易区分出物质间的关系。如取代反应、加成反应、加聚反应等等概念也能利用望文生义法来理解。

(二)要点记忆法

对于刚接触有机的同学们来说,都想准确的掌握概念加以应用,我们可以找到概念内容中的要点,理解记忆。如:烃中只有C和H两种元素,烯烃中含有C=C,炔烃中含有,芳香烃含中有苯环,醇和酚中含有―OH,醛中含有―CHO,而羧酸中含有―COOH抓住有机物结构的特点(官能团),解决概念难关就容易多了。

(三)对比分析法

有的概念用上述方法不能达到目的,如:醇和酚的概念,结构都有―OH,但如何能分清醇和酚呢?我们可以采用对比法,先理解了酚的概念,―OH直接连在苯环上的物质属于酚类,与酚类对比,―OH只要不是直接连在苯环上的有机物,我们都可以认为它有醇的性质。

二、分析理解解决性质难关

(一)分类别,抓典型,类比推理掌握化学性质法

结构决定性质,把各种有机物按不同的结构特点――官能团分成几大类,每类物质中找到典型物质,理解和掌握其性质,其它物质的性质与之相似,进行类比推理。如:烷烃中抓住CH4,它在通常条件下比较稳定,不和强酸、强碱、强氧化剂发生反应,在特殊条件下(关照),CH4可以和Cl2发生取代反应,生成多种取代产物,与之结构相似的烷烃也具有这样的性质;烯烃和炔烃的典型是乙烯和乙炔,它们能使酸性高锰酸钾溶液褪色而发生氧化反应,能与Br2的CCl4溶液褪色而发生加成反应等等,其它烯烃、炔烃也应具有此类性质;醇的性质与乙醇相似,与金属钠反应放出H2,有些醇类可以被氧化,有些醇可以发生消去生成相应的不饱和的化合物;醛、酚、羧酸和酯类都可以利用这种方法,掌握一种典型物质的性质,运用准确的推理分析,相当于掌握了一类物质的性质。

(二)动画模拟化学键的断裂和形成过程,分析推理产物帮助记忆化学方程式法

判断物质能否发生化学反应,形象的实验现象帮助记忆比较容易,可以加深对物质化学性质的理解,有机反应可以分成不同的反应类型,重要的是抓住其反应机理。

取代反应中无论是卤代还是硝化等等都是其它原子代替有机物中的原子或原子团――代替(交换)的意思。

加成反应可以简单的理解是双键或三键断裂后,直接加进其它原子或原子团。如:与Br2的CCl4溶液发生加成反应通常条件下即可, CH2=CH―CH3 + Br2 ?坂CH2BrCHBrCH3;与HCl、H2O等发生加成反应往往需要催化剂等条件;

有些反应比较复杂,但任何反应都是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,我们可以借助通过动画模拟反应过程中旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程,分析反应的机理,推理产物。

1.氧化反应:

醇类的氧化反应:在铜或银做催化剂和加热的条件下,乙醇被氧化成乙醛

分析:乙醇被氧化的机理是与―OH相连的C上的C―H键和O―H断裂形成碳氧双键,而其余部分没有变化。

醇的化学性质主要是由它的官能团醇―OH决定的,但由于各种醇的结构又不完全相同,性质上必然会有细节上的不同。

试分析CH3CH2CH2OH被氧化的方程式:

通过分析如CH3CH2CH(CH3)OH能否被氧化

氧化过程中断键情况为

氧化产物是

不属于醛类。而CH3CH2C(CH3)2OH则不能被氧化。

小结:醇类被氧化的机理是与官能团“―OH”相连的C上的C―H键和O―H断裂形成碳氧双键,其余部分不变。若醇分子中与―OH相连碳上没有H,则该醇不能被氧化。

2.消去反应:

在浓硫酸加热170℃条件下,乙醇通过消去反应得到乙烯

分析:乙醇发生消去反应的机理是与羟基碳相邻的碳原子上的C―H键和C―O断裂,形成碳碳双键,其余部分不变。

通过分析CH3CH2CH2OH发生消去反应的机理,断键部位如图所示

则消去产物为 CH3CH=CH2;CH3CH2CH(CH3)OH在适当条件下发生消去反应,断键部位可能情况如图所示

则消去反应的产物为CH3CH=CHCH3 或CH3CH2CH=CH2;CH3CH2C(CH3)2OH在适当条件下发生消去反应,断键部位可能为

则消去反应的产物则为CH3CH2C(CH3)=CH2或CH3CH=C(CH3)2而则不能发生消去反应。

小结:醇发生消去反应的机理是与官能团“羟基”相邻的碳原子上的C―H键和C―O键断裂,形成碳碳双键,其余部分不变。若与―OH相邻的碳原子上没有H则不能发生消去反应。

抓基本概念、抓官能团、抓特殊条件、抓特殊现象、抓特殊产物,理解了各类反应中典型反应的机理,利用形象而生动的动化演示过程,理解并掌握同类有机物反应的情况,利用类推法得到产物。

三、寻找物质间联系,使知识结构化

有机化学虽然错综复杂,但往往有很明显的特点――官能团,把零散的基础知识系统化、结构化,找到知识点间的联系。如:在学习完烃的衍生物一章后,涉及到卤代烃、醇、醛、羧酸、酯等类物质和氧化反应、还原反应、消去反应、水解反应、酯化反应等反应类型,我们找到下图的网络就很容易发现他们的联系

第4篇：无机化学反应机理范文

关键词：高级氧化技术；水处理；湿化氧化；臭氧氧化

高级氧化法（Advanced Oxidation Process，简称AOPs）可将高浓度的有机废水直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，绝大部分有机物能在其作用下完全矿化或分解，具有很好的应用前景。

目前，高级氧化技术主要包括湿化氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法。

1 湿化氧化法

1.1 湿化氧化的基本原理

湿化氧化是在高温（150-350℃）、高压（0.5-20MPa）的条件环境下，在液相中用空气或氧气作为催化剂，氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法，最终产物是CO2和水。在高温高压下，水及作为氧化剂的氧的物理性质都发生了变化，在室温至100℃范围内，氧的溶解度随温度升高而降低，但在高温状态下，氧的这一性质发生了改变。当温度大于150℃时，氧的溶解度随温度升高而增大，且其溶解度大于室温状态下的溶解度。同时氧在水中的传质系数也随温度升高而增大。因为，氧的这一性质有助于高温下进行的氧化反应。

1.2 湿化氧化法的应用

Randall T.L.及Knopp P.V.等用湿化氧化法对多种农药废水进行试验，温度在204-316℃范围内，废水中的烃类有机物及其卤化物的分解率达到或超过了99%，甚至连一般化学氧化难以处理的卤化物如多氯联苯、DDT等通过湿化氧化，毒性也降低了99%，大大提高了处理出水的可生化性，使后续的生化处理得以顺利进行。侯纪蓉等应用湿式氧化法对乐果废水做预处理，在温度225-240℃、压力6.5-7.5MPa、停留时间1-1.2h的条件下，有机磷去除率为93%-95%，有机硫去除率为80%-88%，未经回收甲醇，COD去除率为40%-45%。

采用湿化氧化法处理含酚废水具有较好的应用前景：出水处理效果好，可生化性好，进水浓度不太高的可以处理后直接排放；若进水浓度极高可以辅以生化法。国内张秋波、唐受印等做了大量研究，结果如表1 。

染料废水中所含的污染物有以苯、酚、奈、蒽、醌为母体的氨基物、硝基物、胺类、磺化物、卤化物等，这些物质多是极性物质，易溶于水，成分复杂，浓度高，毒性大，COD一般均为5000mg/L以上，升至高达7.5*10^4mg/l 。而今年来的新型染料均为抗氧化、抗生物降解性，处理难度日益增加，一般的物化法和生化法均难以胜任，出水无法满足排放要求。湿化氧化法能有效破除染料废水中的有毒成分，分解有机物，提高废水的可生化性。

2 臭氧氧化法

2.1 臭氧氧化的基本原理

臭氧是一种强氧化剂，在溶液中他可以和有机物以两种不同的方式进行反应：一、臭氧分子与有机物的直接反应；二、部分臭氧分子分解后产生的自由基与有机物的间接反应。在臭氧氧化过程中，臭氧与有机物之间主要是臭氧分子氧化有机物的直接反应。大量的研究结果证实臭氧是一种亲水试剂，在反应时它易于进攻有机物上电子云密度大的部位，与有机物发生亲电反应，所以臭氧化（直接反应）具有很强的选择性，它与有机物之间的反应活性与有机物上特定取代基有密切的关系。

臭氧与水中污染物的反应极为复杂，主要通过两条途径，即臭氧的直接反应和臭氧分解产生HO·的间接反应。两者比较，直接反应有选择性，速度慢；间接反应无选择性，HO·（Eθ=2.8V）电位高，反应能力强，速度快，可引发链反应，使许多有机物彻底降解。

直接反应：污染物+ O3产物或中间物

间接反应：污染物+HO·产物或中间物

臭氧在水中可以发生下列反应。

O3O+O2

O+H2O2HO

在碱性介质中，O3可与OH-反应，产生自由基的速度很快。

O3+OH-HO2·O2-

O3+HO2HO·2O2

2HO2O3+H2O

产生的HO·具有比O3更强的氧化能力，能使有机物发生反应。

HO·RHR·+H2O

R·+O2RO2·

RO2·+RHROOH·R·

ROOH+HO·CO2+H2O+其他氧化产物

通过以上反应，可将废水中大分子有机物氧化为易生物降解的小分子化合物。

2.2 臭氧氧化在水处理中的应用

臭氧能氧化许多有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等，目前在水处理中，采用COD和BOD作为测定这些有机物的指标。臭氧在氧化这些有机物的过程中，将生成一系列中间产物，这些中间产物的COD和BOD值比原反应物还高。为了降低COD和BOD，必须投加足够的臭氧，以使有机物彻底氧化，才能转化为无机物，因此，单纯采用臭氧来氧化有机物一般不如生化处理来得经济。但在有机物浓度较低的水处理中，例如废水的三级处理以及收到有机物污染水源的给水处理，采用臭氧氧化法不仅可以有效地去除水中有机物，且反应快，设备体积小。尤其水中含有酚类化合物时，臭氧处理能去除酚所产生的恶臭。

用臭氧氧化法处理染料废水方面的研究也很活跃。张彭义等制备了两种高活性的催化剂MnO2 Fe-Ni-Urea，对初始COD约为1500mg/L的废水投如臭氧0.82，COD去除率大于50%。离子色谱分析表明，吐氏酸的金属催化氧化产物为邻苯二甲酸等，中间产物为2-氨基-1，4苯醌等。吐氏酸经金属催化氧化后，可生化性大大提高。

3 电催化氧化法

3.1 电催化氧化的基本原理

电催化氧化方法处理淀粉废水中的有机污染物，就是使有机污染物在点击表面发生直接或间接氧化反应，最终生成水和CO2而从体系中除去。一般认为电催化氧化去除废水中有机污染物有下列两种方法：①有机物在阳极上直接被氧化降解；②电解过程中同时生成的氧化剂氧化作用使有机物发生氧化降解。利用电解过程产生的Cl2、NaClO和O3等氧化剂的作用降解废水中的有机污染物，或产生高价态的金属离子如Fe3+等，氧化降解废水中的有机污染物；利用阴极将水溶液中溶解氧被还原成H2O2对有机物产生氧化作用或者在Fe2+催化作用下H2O2生成Fenton试剂产生的氧化作用；利用具有催化性能的修饰电极在点解过程中产生的氧化性极强的HO·（电极电位+2.8V），使有机物氧化分解。

3.2 电催化氧化技术的应用

适合电催化氧化处理的无机污染物主要包括有毒有机盐，而高效的生化处理系统对这些无机物旺旺因其毒性等原因二不能有效发挥作用。电催化氧化是采用石墨和不锈钢做阳极，CN-能够在阳极直接被氧化或间接氧化，金属离子同时在阴极沉积。其优点在于能减少氧化剂的用量，避免产生进一步的污染物，且在很多应用中为同步回收溶解性金属离子提供了可能性。而且当CN-浓度较高（>1g/L）时，电催化氧化比化学法更经济，而且不会产生有害的氯化氰气体。

4 总结

高级氧化技术具有氧化能力强氧化过程无选择性和反应彻底等优点，应用于高浓度难降的农药废水处理中具有物理法和生化法无法比拟的优点显示出广阔的应用前景。如今，各种高级氧化技术经常联合使用，或者将高级氧化法与生物处理法联合使用，提高处理效果。

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第5篇：无机化学反应机理范文

【关键词】无机推断题 特点 类型 解题方法 思路分析

1.无机推断题的特点

无机推断题具有明显的化学学科特点，是现在每年高考理综卷的必考题型，是将基本概念、基本理论、元素单质及其重要化合物知识与化学实验及简单计算有机结合起来的综合题型。在高三复习中抓住无机推断题，不仅能进一步加深元素及其化合物的有关知识，还能培养分析推理、观察思维、获取信息及综合应用的能力。

2.无机推断题的类型

无机推断题包括两种题型：一种为文字推断题，另一种为框图推断题。

“无机文字推断题”属高考必考题型，其考查的知识覆盖面广，综合性强，涉及元素、化合物、物质结构，甚至包括化学计算、化学实验等知识的综合考查，命题方式灵活、形式多样。“无机框图推断题”作为一种高考的常见题型，它有明显的学科特点，不仅能考查学生对元素及其化合物主干知识的掌握情况，更能考查思维的敏捷性、发散性、严密性和分析推理能力及综合应用元素化合物知识的能力。这类题型的主要特点是：结构紧凑、文字表述少、包含信息多、综合性强、思维能力要求高。它是多年来考查元素化合物知识的热点题型，具有很高的区分度和很好的选拔功能，在历年的高考试卷中重现率较高。

3.无机推断题的解题方法与思路

解答此类题目的关键是抓住元素、化合物的特性，挖掘解题“题眼”，并以此为突破口解题。此类试题常见的解题方法为“审找析（推）验答”五步。即：（1）审：审清题意，题干问题框图，迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求。（2）找：找“题眼”，即找到解题的突破口，此步非常关键。（3）析（推）：从“题眼”出发，联系新信息及所学知识，大胆猜测，应用正、逆向思维、发散收敛思维、横向纵向思维等多种思维方式，进行综合分析、推理，初步得出结论。（4）验：验证确认，将结果放入原题检验，完全符合条件才算正确。（5）答：按题目的要求写出答案。

题型一：从特征颜色和状态寻找突破口。

〖TP1.TIF;%45%45,Y〗【例】 如下图，A、B、C、D、G是五种常见单质，其中A、G为气体。化合物R在常温下呈液态，F为黑色晶体，H为淡黄色粉末，图中部分生成物已略去。试回答下列问题：

（1）H的电子式为〖CD#5〗。

（2）写出反应①的化学方程式：〖CD#5〗。

（3）C与T溶液反应的化学方程式为〖CD#5〗。

解析：由题意可知，A、G为常见气体单质，且它们能相互化合生成R（液态），则R为H2O；A、G分别为H2和O2中的一种，再结合“G+B（单质）H（淡黄色粉末）”可推知A、B、G、H依次为H2、Na、O2、Na2O2,T为NaOH。由D（单质）分别能与G（O2）、R（H2O）反应都可生成F（黑色晶体）可知，D为Fe，F为Fe3O4。由C（单质）+G（O2） M，且M能与T（NaOH）反应可知，M必为酸性氧化物或两性氧化物。再结合F（Fe3O4）与C生成M（C的氧化物）的反应可知该反应为铝热反应，故可推知C、M、N依次为Al、Al2O3、NaAlO2。

答案〖XC2.TIF;%38%38〗

相关知识：具有特征颜色和状态的常见物质

1.（淡）黄（棕）色固体：Na2O2、S、FeCl3、CuCl2；黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫（黑）色固体：KMnO4、I2;(紫)红色固体：Cu；绿色固体：Cu2(OH)2CO3。

2.有色气体：NO2(红棕色)、F2（浅黄绿色）、Cl2(黄绿色)；无色刺激性气体：SO2、NH3、HX（X为F、Cl、Br、I）;无色无味气体：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。

3.常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。

4.易升华的物质：I2。

5.溶液中的有色离子：Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO ［紫（红）色］。

6.Br2在水中显黄（橙）色，在有机溶剂中显橙（红）色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫（红）色。

7.有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；②（浅）黄色沉淀：AgBr、AgI、S;③红褐色沉淀：Fe(OH)3；④蓝色沉淀：Cu(OH)2。

题型二：从特征反应现象寻找突破口

【例2】 有如图所示的反应（可加热），其中A、B、C、D为中学化学中常见的单质或化合物，请按要求填空。

〖TP3.TIF;%35%35,Y〗（1）若A为黑色固态单质，C为无色有刺激性气味的气体，则该反应的化学方程式为〖CD#5〗。

（2）若A为红色金属单质，该反应在常温下剧烈发生且产生有色气体，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为〖CD#5〗。

（3）若A为黑色粉末，C为有色气态单质，则产生1 mol C时被氧化的B的物质的量为〖CD#5〗。

（4）若A为白色乳状物，且其溶解度随温度的升高而降低，D可作干燥剂，则该反应在工业上可以制备〖CD#5〗。

解析（1）A为黑色固态单质，则A为碳，碳一般与强氧化性酸反应，A与B反应产生无色有刺激性气味的气体C，此外还生成水，所以生成的气体C是SO2，B是浓硫酸，D是CO2。

（2）A为红色金属单质，则A是铜，反应在常温下剧烈发生且产生有色气体，所以B是浓硝酸。反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，氧化剂是硝酸，还原剂是铜，4 mol硝酸参加反应，有2 mol被还原成NO2，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。

（3）黑色粉末A能够与B反应得到有色气体单质，联想到实验室制取氯气的反应，可知A是MnO2，B是浓盐酸，C是氯气，D是MnCl2。反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O，产生1 mol氯气时被氧化的盐酸是2 mol。

（4）A为白色乳状物，且其溶解度随温度的升高而减小，则A是Ca(OH)2，D可作干燥剂，则该反应为工业上制备漂白粉的原理，即2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

答案：

（1）C+2H2SO4（浓）〖FY(=〗〖FY)〗 CO2+2SO2+2H2O

（2）2∶1

（3）2 mol

（4）漂白粉（漂粉精）

相关知识：常见的特征反应现象

1.燃烧：H2+Cl2(苍白色火焰)，C2H2（C6H6）+O2（明亮火焰，大量黑烟），Al+O2(耀眼白光)，Mg+O2(白色固体生成)，其他焰色反应。

2.淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。

3.使湿润红色石蕊试纸变蓝的是NH3，使品红溶液褪色的是Cl2、SO2。

4.在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。

5.Fe3+遇OH-生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN-显红色。

6.Fe2+遇OH-生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe2+遇SCN-无明显变化，在通入Cl2后溶液显红色。

7.与碱反应产生气体的溶液一般含NH3。

8.受热分解、冷凝又化合成原物质的是NH4Cl。

9.遇水既生成白色沉淀，又生成气体的固体：CaC2、Al4C3、Al2S3、Mg3N2。

第6篇：无机化学反应机理范文

【关键词】无机及分析化学；电化学；吉布斯函数

1 无机及分析化学在工科教学中的地位

无机及分析化学是材料、化工、环境、制药等专业的基础课，为学生今后的专业课学习提供一定的理论基础，因此，该课程发挥着日益重要的作用。无机及分析化学该课程知识点多，概念及基本理论很多，但是该课程的分配学时不很多，因此该课程的教学不可能很细致深入，为了在较短暂时间内，把这门课程的教学工作完成得更出色，有必要研究该课程的基本体系，这样在教学中，围绕一根红线进行教学，这根红线贯穿于整个教材的始终。

2 无机及分析化学主要包含的内容

无机及分析化学该门课程，主要内容包括：化学热力学、溶液及其性质、分子轨道理论、沉淀滴定、酸碱滴定、氧化还原滴定和配位滴定，上述内容中绝大多数基本公式的推导来源于吉布斯函数。

3 吉布斯函数在无机化学和分析化学中的应用实例

我们在首先掌握吉布斯函数最起初公式，Gr=Gθr+RT1nJ= RT1nJKθ， 因此我们根据这个最初公式，可以判断一个化学平衡移动的方向，可以判断反应进行的方向，也可以判断沉淀是否可以发生，判断沉淀或配合物之间的转化反应。尤其在电化学应用领域，需要指出的是，氧化还原反应可以看成电子的得到与失去，我们可以近似理解为电子在恒定电压下，克服电场力做功，因此，一个电子在稳定电场中运行所作的功大小为qU，q为一个电子的电量为1.6×10-19库仑，发生1摩尔电子电量所作的功为1.6×10-19×1.02×1023，这个数值为96500库仑，我们称之为法拉第常数，用F表示，在电化学领域，U为电位高的正极与电位低的负极之间的电位差值，此功为非体积功，为负功，所以在电化学领域，我们可以得到一个经典公式Gr=-nF（E+-E-） ，Gθr=-nF（Eθ+ -Eθ-），我们根据上面公式，很容易得到：（E+-E-） =（Eθ+ -Eθ-）-RTnF1nJ，因此我们在计算一个电池反应时，如果不知道方向，完全可以假设一个方向，进行计算，如果J小于1，实际反应与假设是相反的，如果J大于1，实际反应与假设是相反的。这样就避免了许多教材中电化学计算公式的混乱。通过这种追根求源的推导，可以让学生很轻松学习电化学知识，这一块是许多学生学习感到很棘手的，许多老师也不能完全理解教科书上的公式。

第7篇：无机化学反应机理范文

关键词： 有机化学 常见考点 学习理念

随着知识的积累，学生学科素养及学科能力的日益提高，时光把我们送到了有机化学的大门口。面对截然不同于无机化学的新知识，很多同学感到茫然不知所措，其实大可不必害怕，我们应该想到的是：现在是同一起跑线，只要我努力，就会成功。当然真正地面对有机化学，是高二的选修，经过接触高一必修2上简单的有机知识，学生已经有了一定的基础，相对来说，接受起来比较轻松。为了使学生更深层次地掌握有机化学，我们要合理设计教学，指导学生学习方法，使学生得到最大限度的提高。

一、把握命题方向，紧抓高考命脉

从近几年的高考命题来看，不仅最后的选做题中有一道有机推断题，在选择题中也会有一道有机题。从命题涉及的知识来看，烃类物质的命题热点主要表现于：①新情景题中取代反应、加成反应的应用；②几种烃类代表物的结构和性质；③有机物分子的空间结构分析；④利用燃烧规律对有机物的分子组成和结构式进行推断；⑤烃的命名原则、基本反应类型的概念和规律；⑥基本实验的拓展创新。烃的衍生物主要侧重于：①各类含氧官能团的名称和性质；②各种反应类型，如：取代、加成、消去和氧化反应；③卤代烃的性质及其在有机合成中的作用；④典型有机化学方程式的书写及有机物结构的推断；⑤有机合成路线的设计。因此学生在学习过程中，应该紧抓这种命题的走向，有的放矢，让自己的学习更有针对性，在有机化学学习中建立和整合知识体系。

二、认清学习重点，做到有的放矢

学习有机化学，只有知道学习的重点是什么，才可能做到心中有数，将自己学习的重心放在需要突破的地方。在学习有机化学时，我们要把握住结构决定性质这一真理，认真领会有机物的结构和性质的关系，把握各类烃的代表物（甲烷、乙烯、乙炔、苯）的结构和制备方法；掌握各类物质官能团（双键、三键、苯环、醛基、羧基等）的性质；通过一种典型代表物的性质，掌握一类物质的性质，真正掌握各种官能团的性质。对于几种典型的有机化学反应类型，要掌握牢固，如银镜反应、酯化反应、醇和卤代烃的消去反应等，这些都是在有机合成中非常重要的化学反应，我们必须理解其实质，并能在学习过程中逐步掌握高聚物的生成途径和单体的推断，从反应实质上真正理解有机化学物的结构和性质。

三、加强知识对比，归纳总结规律

对知识进行对比学习，既能巩固理解，又能加强记忆，如学习同系物、同分异构体的概念时，可将五同（同位素、同素异形体、同系物、同分异构体、同种元素的不同微粒）进行对比学习；还可以对比各类烃代表物CH4、C2H4、C2H2的结构、性质、制法。又如在学习反应类型时，可将取代反应与加成反应对比，对醇的氧化反应和消去反应、卤代烃的消去反应和水解反应、卤代烃的消去反应和醇的消去反应进行对比等。这样的对比学习，可以加深学生的记忆和理解，便于学生形成知识体系。学习有机化学不仅要学会对比，还要注意在学习过程中总结规律，如有机物燃烧时的耗氧规律和体积变化规律、同分异构体的书写规律、确定高分子化合物单体的规律……总结各种规律，形成自己的知识体系，对以后的解题大有帮助，既可节省解题时间，又可增强解题的准确性，进而提高学生的解题能力。

四、加强习题训练，形成运用技巧

学习有机化学，必须正确对待常见概念：明确基和根的区别；掌握官能团的概念；理解几种反应的实质是解题的关键。例如取代反应可用“上一下一”四个字概括，说明上去一个原子或原子团，同时下来一个原子或者原子团；加成反应可以用“断一加二”形容，指断开一个键，则加两个原子或者原子团。全面掌握了这些基本概念，并将其运用到解题中，可以节约解题时间，形成运用技巧，逐步形成和提高自己的解题能力。

化学作为一门理科，因其知识点多、碎，而被人称为理科中的文科，因此需要记忆的东西很多。但作为以实验为基础的理科，必须重视实验技能的提高，掌握各类实验习题的解析方法，并在学习过程中通过解题巩固基础知识。当然，做题不是说跳进题海，而是要有针对性地选题，按照高考命题重点、自己的薄弱知识进行有意识的对应练习，在习题解析中回忆知识，巩固记忆，达到对基础知识的掌握。在做题过程中要注意总结、归纳，对各类习题的解析方法形成系统性的认知。

学习的关键是兴趣的培养，我们在有机化学中会碰到很多有趣的事情：如：按无机化学规则叫化合反应的东西在这里改名为“加成反应”；从化学式来看，本来都是CmHn一种物质，偏偏说它是双胞胎或者多胞胎，还美其名曰“同分异构体”，所有的这一切都是我们以前所不曾认识的新奇的知识。感兴趣了吗？想探求有机化学的神秘吗？那让我们一起走进有机的殿堂，共同认识有机化学、学习有机化学、掌握有机化学吧。

参考文献：

[1]张秀锋.有机化学高考命题走向分析.天利38套红皮书，2011.04.21.

第8篇：无机化学反应机理范文

问题教学法是一种以具有一定深度和广度的问题为教学主线，由教师精心提出问题或由学生困惑产生问题，并在教师的指导下学生自主解决问题的教学方法，它是一种以问题为中心，学生为主体，教师为主导的教学方法［1～3］。无机及分析化学课程是在传统的无机化学和分析化学基本原理基础上，把二者有机的结合，形成的一门理论和实践性较强、应用比较广泛的课程，是我校轻化工程、高分子、生物工程、食品工程等专业的面向大一学生开设的第一门化学基础课。由于各省高考对化学学科的要求不同，导致各省学生的化学基础不尽相同，导致了学生学习无机及分析化学起点参差不齐。面对这种情况，要通过什么样的教学方法将无机及分析化学基本理论及相关知识传授给学生，从而有效地培养学生积极认真的学习态度，提高学生分析问题、解决问题的能力呢?这是作为一名无机及分析化学的主讲教师急需解决的问题。我在无机及分析化学教学中尝试了问题教学法，取得了初步成效。

2问题教学法在无机及分析化学教学的优势

从客观上讲，学生学习无机及分析化学基础、理解能力的差异以及高中与大学的教学方式的不同可能会导致学生在学习初期对本课程的学习积极性不高，学习兴趣不浓，甚至部分学生产生厌学情绪。如何提高学生的学习兴趣，激发其求知欲，就是无机及分析化学教师首先要解决的问题。只有产生了强烈的兴趣，才会有学习动力。而问题教学法通过创设情境提出问题，能极大地引起学生探究问题答案的兴趣，从而积极思考，加强与教师的互动，较大程度上提高教学效果。其次，问题教学法不需要教师过多考虑学生对教学内容的适应程度，学生可以按照自己的接受能力去发掘，在教师与学生的互动中得到提示。再有，高校的教学不像高中教学那样面临巨大的升学压力，教学中教师有相对较多的自。高校工科的教学更加强调的是理论与实际相结合，理论教学本着实用、够用的原则，不用过于系统化，这也为问题教学法创造了一定的前提条件。

3问题教学法在无机及分析化学教学中的应用

探索了问题教学法在无机及分析化学教学中的应用，下面主要从设问、问题探究、交流讨论和反思4个方面进行阐述说明。

3．1设问

提出问题的方式不拘一格。①根据教学目的和教学内容对问题进行设计，然后提出问题。而且对于某些问题的解决是不能一步实现的，要对问题进行具体分解细化，通过分解细化后的小问题的解决实现最终问题的解决。例如:展示一份久置于空气中的NaOH固体试样。它可能变成了什么呢?即混合碱分析的问题，其包括混合碱组成的判断、合适滴定方法的选择、指示剂的选择原则等。要解决混合碱分析的问题，这些细化的小问题必须先解决。②在课堂上联系生产、生活实际设置问题，学生会感到具体、亲切。这样有助于利用学生已有的生活经验思索解决问题的方法。同时也有利于培养学生勤观察、思考的良好学习品质。例如在学习氧化反应时，可以预先展示生锈铁块等日常生活常见到的现象。从而激发学生思考:为什么这些物质放置在空气中就会发生变化，教师从问题引入了课堂要讲的内容，学生自然就会紧跟老师的思维，层层深入，课堂教学效果就会明显。

3．2问题探究

学生带着问题，利用图书馆、网络资源等多种途径，进行有针对性的查阅，展开具体的探究，此时学生的积极性较高，求知的欲望较强，所以在实践中，教师应多给学生时间和空间，在学习过程中要不断培养学生的发现问题、提出问题、解决问题的习惯和能力。例如:通过学生的学习、思考和探究，学生都知道混合碱的组成是什么。可能是NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3等，如何进行定性判断和定量分析。(可采用双指示剂法或氯化钡法)。总结出了双指示剂法定分析混合碱组成的分析过程和相关结论。

3．3交流讨论

首先，在教师的指导和启发下，学生在课堂上进行交流。在这个过程中，教师的态度会对学生学习过程、工作和生活态度等产生较大的影响，其次，在这个过程中，教师及时正确的启发、引导、点拨也是非常必要的。在讨论解决问题的过程中，学生还会遇到各种各样的问题，需要教师的参与。通过启发学生积极思维，为学生指明思维的正确方向;再通过学生自己的努力，一般可以顺利解决问题。如当讲氧化还原反应这一章节中，讲完氧化数、氧化还原电对、电极电势、能斯特方程等氧化还原反应的核心问题时，让学生自己讨论和总结氧化还原反应这章概念、原理之间的内在联系以及氧化还原反应电池电动势E与化学反应一般原理中判断化学反应方向ΔG之间的相互联系等。再次，通过学生之间及师生之间的对类似混合碱分析的讨论和交流，也会提出各种各样的新问题，如:由混合碱分析的全过程扩展联想到对定量分析过程的概括，为分析其它实际样品提供了参考。在这样情景下学习，学生的合作与交流、探究与创新精神就可以充分发挥出来，这样更有利于学生的发展，对教师的要求就更高了，所以教师要充分扮演好自己的角色，只有不断学习，才能使自己不断发展。

3．4反思

通过反思，教师可对整个教学过程进行反省，找出不足，然后努力改进从而不断提高自己，使自己不断发展，同时学生必须对学习过程进行反思，总结自己学习中的得与失。例如:“在未知溶液中加人BaCl2溶液，生成白色沉淀，则可以判定未知溶液中一定含有SO42－离子吗?”学生往往作出肯定的回答，而实际上如果溶液中含有SO32－、CO32－等都能产生白色沉淀。我在想学生为什么会出错呢?我经过认真反思知道学生之所以出错是因为学生对离子间反应本质及溶解平衡等知识认识不清所致。为此，我设计如下实验:在盛有Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3溶液的3支试管中，加人滴BaCl2溶液，让学生观察现象，然后在3支试管中分别滴人同量的盐酸，再观察发生的现象。学生这回彻底明白了。通过反思教师找出自己教学的需要改进之处，学生找出自己学习不足之处，这无论对教师和学生都是大有裨益的。

4开展问题教学法的效果与体会

第9篇：无机化学反应机理范文

关键词：有机化学；药物合成反应；药物化学；药学化学课程一体化

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）45-0073-03

“课程一体化”（Curriculum Integrated），也称为“课程整合”，最初是在基础教育中针对分科课程提出来的[1]。课程整合是一种多学科课程组织模式，它强调学科之间的关联性、统一性和内在联系。有机化学、药物合成反应、药物化学，属于药物合成系列课程，是本校药学专业的三门理论和实践相结合的必修课，涵盖了常用药物及药物中间体的结构、合成、物理化学性质和构效关系，是理论教学和实验教学的有机结合。这三门课程的理论和实验是药学化学课程一体化教学模式下的系列精品课程，它们的课程目标、课程内容、课程教学方法以及课程评价相对独立，但又相互衔接，由易到难，循序渐进，它们之间的顺利过渡和升华给任教老师很大的挑战，因此，探索和优化药物合成系列课程理论与实践教学新模式是药学化学课程一体化教学模式下的重要任务，也直接关系到教学质量的提高和学校“应用型”药学专业人才的培养。

一、药物合成系列课程一体化教学现状

上世纪中期，西方高校就发现了教学资源需要整合的问题，正如美国卡内基教学促进基金会主席博耶指出：“知识被分割得支离破碎，系科的划分过于狭窄，是大学课程的主要弊端”[2]，并且展开了一系列的整合教学资源，实施一体化教学的有效方案。对于药学相关课程，一体化改革相对较晚。如2009年，芬兰Helsinki大学药学院整合药学相关的培养目标、课程、教学大纲和教学方法，以及实习基地等，将教师、工作人员、学生联合起来，实施全方位一体化教学，整体服务于培养目标，取得良好的整合效果[3]。长期以来，我国高校也开展了一系列一体化教学改革，如南京大学将无机化学和分析化学两门课程整合成《大学化学》；华东师范大学将无机化学、有机化学和高分子化学整合成《现代化学基础》。目前，我国药学专业基础课与专业课衔接过渡及一体化的改革方案才刚刚开始[4-6]。

药学专业是学校的重点专业，专业设置和培养方案都经过专家的多次论证，其中有机化学、药物合成反应、药物化学循序渐进。一年级下学期开设有机化学课程，主要引到学生对有机化合物的认识与有机反应的初步了解，并通过有机化学实验培养学生最基本的实验操作和有机合成过程[7]。药物合成反应理论和实验是学生在完成化学基础课基础上，综合掌握药物合成反应的反应类型、反应机理、反应实例，并能综合运用化学相关基础理论和基本技能设计药物中间体的合成路线和实验方法，目的是进一步巩固理论知识、规范实验操作、初步培养学生的动手能力和解决实验中问题的能力[8]，本课程开设在二年级上学期。前两者的进一步应用是药物化学，这是有机化学和药物合成反应的升华课程，是药学专业学生学习药学知识的必修课，只有掌握了药物的结构、物理化学性质、合成、构效关系，才能进一步深入学习药学其他相关课程[9，10]。

二、药物合成系列课程存在的问题

有机化学、药物合成反应、药物化学是药学专业的主干学科，内容从有机化合物的命名、结构、基本化学反应，过渡到化学反应类型、机理，再过渡到常用药物及药物中间体的物理化学性质和构效关系。各课程依序开课，基本反映了各学科形成的顺序和从经验到理论的发展过程，但随着科技的迅猛发展，新知识和教学内容不断增加和更新，原有的分支学科之间的界限渐趋模糊，且随着教学学时的日趋紧张，特别是实践教学局限性较大，原来的教学模式已明显不适应素质教育的要求。总体来看，该系列课程存在以下问题：

1.课程内部理论性较强，且枯燥乏味。药物合成系列课程理论性较强、信息量较大且枯燥乏味。特别是有机反应的反应机理，类型较多且难度较大。教师“唱独角戏”的传统教学模式显示出较多的教学问题，即使教师花费再多的时间讲授有机反应类型、反应原理和区别，学生反映依旧茫然，普遍觉得晦涩难懂，影响学习兴趣。针对这些问题，有的学校进行了各种形式的教学改革，如基于典型药物为专题的讨论型教学模式[11]、多媒体辅助的综合型教学模式[12]、基于学生反应机理思维的理论型教学模式[13]、多媒体辅助的实验型教学模式[14]等。本校药物合成系列课程采取的是多媒体辅助的理论和实验相结合的综合性教学模式，但依旧存在相应的问题。

2.理论和实验教学时差较大，脱节较严重。本校药物合成系列课程理论和实验同时进行，但是理论和实验教学时间不吻合。如药物合成反应实验，开学第二周就开展综合性实验（抗癫痫药物苯妥英钠的合成），实验12学时，每次3学时，总共4周。第一步，以苯甲醛为原料，经安息香缩合反应，得到二苯乙醇酮；第二步，经硝酸氧化生成二苯乙二酮；第三步，在碱性醇液中与脲缩合、重排得到苯妥英，第四步，氢氧化钠重结晶得到苯妥英钠。实验安排能有效培养学生的实验动手能力，但是实验需要以苯妥英钠的物理化学性质和构效关系为铺垫，而此部分在下一学期的药物化学课程中的才能涉及。另外，实验路线设计中安息香缩合反应、氧化反应、重排反应，这几步关键的有机化学原理均在实验完成后的理论教学中才能学到，理论和实验脱节，严重影响教学质量和教学进程。

3.课程内容繁多而学时偏少。本校药物合成系列课程采用人民卫生出版社或化学工业出版社教材，实验教学选用王春华主编的适合医学院校特色的《药学化学实验I、II》。教材内容多，学时少，教师在授课过程中无法针对重要的化学原理进行深入分析，部分教师授课只讲结论，不讲过程，教学内容无法加深拓展，学生只能囫囵吞枣，死记硬背，不但增加了学生后期学习的困难，而且使得学生缺乏必要的创新能力和发展潜力。实验教学涉及药物合成中的大量实验操作，如常用玻璃仪器的使用、常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、回流、过滤、抽滤、重结晶、干燥、尾气吸收、pH值调节等基本操作，同时还需要学会很多常用仪器的使用，如集热式测力搅拌器、电热套、水泵、油泵、熔点测定仪、旋转蒸发仪等。实验教学内容较多，然而学时较少，学生只能在较短的时间内学会基本的实验操作，有的甚至很难熟练掌握，严重影响学生实验动手能力的培养。

4.课程之间重复颇多，且衔接不够。有机化学、药物合成反应、药物化学，各自为政，均强调自身的完整性、综合性，势必导致部分教学内容的重叠。特别是有机化学和药物合成反应重复的知识较多，使得学生无法将各课程的核心知识点串联起来，导致学生缺乏对专业知识与技能的整体认识，综合运用知识的能力较差。在总学时一定的情况下，这些课程内容的重复讲授，势必造成各门课程的有效学时减少，教学效率下降，教学资源浪费。另外，各课程间衔接不够，课程间隔的时间较长，特别是经过寒暑假之后，很多基本的知识已经遗忘，当用到的时候，需要重新温习前面的内容，导致教学计划的混乱和有效学时的减少。

三、药物合成系列课程理论与实验教学策略

1.建立连续授课的教学团队，探索符合新时代大学生的新型教学模式。打破传统的教研室模式，由相同的授课教师连续承担系列课程理论和实验教学，并组建药物合成系列课程群管理小组，小组由组长和各授课教师组成，对教学团队教师的引进、培养、调配等方面进行统一规划和管理。尽量保证让每个教师实现有机化学―药物合成反应―药物化学连续授课，做到“药物性质与合成原理―条件控制与分离提纯―构效关系与临床应用”的一体化教学流程，这样更有利于不同年级间课程教学内容和教学目标的总体把握与有序过渡。采用传、帮、带等方式帮助青年教师提高自身教学技能，掌握一体化教学的方法、要求和步骤，进行共同备课、说课、共同制定教学方案。发挥青年教师的发散性思维模式，每年举办青年教师技能比赛，互相学习新的授课模式和新的教学技能，将枯燥乏味的有机合成原理形象化、生动化，激发学生的学习兴趣，探索符合新时代大学生的新型教学模式。

2.整合课程内容和教学资源，构建课程基本流程。根据课程目标，对药物合成系列课程的教学内容进行优化整合，注重有机化合物的结构、性质与应用的连贯性和系统性，体现药学专业特色、追踪药学科技前沿、强化学生综合能力培养，压缩重复性内容，节约教学资源，建立新的药物合成课程体系，以促进各课程之间的有效衔接。按照“药物性质与合成原理―条件控制与分离提纯―构效关系与临床应用”的基本流程而构建以能力培养为核心的课程体系。整合后的课程体系以有机化学为理论主线，以药物结构为先导，阐明有机化合物和临床药物的结构、性质、制备、修饰、分离提纯、构-效关系与临床应用。内容选择上，根据系列课程的总体教学任务和单一课程的教学任务，将有机化学与药物合成反应中的有机反应、物质结构进行整合，减少重复性内容；有机化学与药物合成反应、药物合成反应与药物化学做好衔接过渡。

3.多媒体课件、视频和板书结合，使理论、实验教学多姿多彩。与传统教学模式相比，多媒体课件可以节约时间，扩大教学容量，但也失去了传统教学下教师与学生思维同步的优点，特别是对于有机化学和药物合成反应这种化学结构式较多的课程，板书化学结构式和反应机理，能够引导学生与老师思维同步，增加了学生与教师的交流机会，提高了教师教学和学生的学习效率。同时，多媒体课件又可以形象化、立体化、模拟化的展示复杂的有机化合物结构，节约板书时间。如果能用视频或3D动画展示某些有机化合物的立体构型、反应机理，使抽象难懂的反应变得形象而清楚易懂，不仅可激发学生的学习热情，而且也有助于对药物合成反应实验理论知识的理解和记忆。实验教学依旧如此，多媒体技术可以展示实验装置的安装过程、药物合成反应的实验现象、原料及药品的形态等，并且实验之余，还可以展示一些化工和制药企业的生产过程，引导学生从理论走向实践。本校药学院实验教学多媒体设备还比较缺乏，特别是药物合成系列课程的实验室依旧没有多媒体设备。希望学校及相关部门能够加大投入力度，完善教学资源，以满足药物合成系列课程基本的教学工作。

4.理论实验教学一体化，相互促进。理论实验一体化教学模式实质上是“教、学、做”一体化，即在理论教学中穿插实验内容，在实验过程中应用理论知识。做到以实验来辅助理论知识的学习和理解，通过理论知识的学习反过来指导实验操作，达到“1+1>2”的教学效果。实验内容需根据课时安排和理论教学进度进行适当调整，避免理论和实验教学脱节的问题，保证实验内容节点与理论教学内容节点吻合，提高理论与实践教学的互相促进。以培养“应用型”专业人才为宗旨，整合实验教学资源，以“需用为准、够用为度”的原则精选实验内容，尽力减少验证性实验，增加综合性和设计性实验，由浅入深、由单一到综合、逐级增加实验难度和复杂性，使学生能够在掌握基本操作和基本知识的基础上，逐渐提高动手能力和自主设计能力，有计划、有步骤的帮助学生培养创新能力。

5.完善一体化评价体系，发挥评价的导向作用。积极探索形成性评价与终结性评价相结合的评价方式[15]，充分发挥评价的导向作用，以引导学生端正学习态度，促进学生知识、能力、素质协调发展。形成性评价侧重于学生学习过程的评价，终结性评价则侧重于学生学习效果的评价。形成性评价分为教师评价、学生自我评价和学生相互评价等，终结性评价理论笔试为主，两者互相补充、相辅相成。

总之，药学化学课程一体化教学模式的建立旨在对化学、药学专业课程统筹安排，注重全面系统地使各学科理论和实验教学资源得以共享，避免重复教育，减少浪费。有机化学、药物合成反应、药物化学是药物合成系列课程，是本校药学化学课程一体化教学模式下的精品课程，相对独立，但又相互衔接，由易到难，循序渐进。目前教学秩序规范，但依旧存在较多问题。当前，药物合成系列课程需要从教学团队、教学内容、教学资源上入手，建立一体化评价体系，促进理论实验教学一体化，为药学化学相关课程的优化整合提供理论和实践经验。

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