導語：如何才能寫好一篇二氧化碳產生的原因，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

學習目標：

1.認識二氧化碳的主要物理性質和化學性質；

2學氧化碳的實驗制法；

3.認識化合反應和分解反應的特點 ；

4.了解二氧化碳在自然界碳循環中的作用，以及對人類生產生活的意義。

5.初步學會運用各種媒體獲取信息；初步學會用歸納，概括等方法對獲取的信息進行加工處理。

學習重點：

1． 認識二氧化碳的主要物理性質和化學性質；學氧化碳的實驗制法。

2． 從各種媒體中獲取信息，并對信息進行加工處理。

課堂學習：

第一課時：自然界中的二氧化碳及與人體的健康

教師提問：二氧化碳在空氣中的含量是？如果把這0.03%的二氧化碳從空氣中除去，行嗎？

師生交流：相互討論。

歸納引入：二氧化碳對自然界的生命活動如此重要，我們一定要充分認識二氧化碳。

教師引導：1、自然界的二氧化碳是如何產生的？

2、自然界的二氧化碳是如何消耗的？

學生討論

共同歸納：學生發言，補充、板書。

教師提問： 1、 產生二氧化碳的速度與消耗二氧化碳的速度相當嗎？

2、自然界的二氧化碳含量恒定嗎？

3、二氧化碳含量上升會帶來什么問題？

4、二氧化碳含量上升對人類也有好處嗎？

設問引入： 二氧化碳對人有毒嗎？

學生閱讀： 課本表2—5

學生交流：在教室里學習時，為什么要保持教室通風？

課后探究：如何檢測二氧化碳含量是否過高呢？我們下節課交流。

第二課時：二氧化碳的性質

直接引入：這節課，我們來學氧化碳的性質

教師提問： 通過預習，結合生活經驗，你已經知道了二氧化碳的那些性質？

問題匯總：（教師在黑板上列出同學們的回答）

教師提問： 同學們對其中的那些問題感興趣？

明確探究的問題

探究1：如何用實驗說明二氧化碳的密度比空氣的密度大？

擬備實驗：1、簡易天平測量法。2、氣球法（注意比較）。3、傾倒法。

探究2：如何知道二氧化碳溶于水？

擬備實驗：1、向裝滿二氧化碳的塑料汽水瓶中到入半瓶水，蓋緊、震蕩。

2、向裝滿二氧化碳的集氣瓶中到入半瓶水，蓋緊、震蕩、倒立。

探究3： 二氧化碳與石灰水的反應。

擬備實驗：如何簡易得到二氧化碳？向石灰水中吹二氧化碳。

探究4：能見到二氧化碳的固體干冰嗎？

擬備實驗：用液態二氧化碳滅火器制干冰。

探究5： 二氧化碳與水反應嗎？

擬備實驗：1、水與石蕊試液的反應。2、向石蕊試液中吹氣。3、向石蕊試液中加入溶有

二氧化碳的水。

質疑： 讓石蕊試液變紅的物質是什么呢？

提供信息：用一組酸分別與石蕊試液作用。

歸納： 酸讓石蕊變紅。

提供信息：二氧化碳不是酸，酸從何來？

學生閱讀，講解歸納。

學生實驗：加熱變紅的石蕊試液。

討論講解：石蕊試液又變色的原因。

整理歸納：二氧化碳的性質

介紹： 化合反應與分解反應。

學生舉例：說出你知道的化合反應與分解反應實例。

留疑： 教材46頁第5題。

第三課時：二氧化碳的實驗制法

復習引入：1、二氧化碳的物理性質。2、二氧化碳的化學性質。3、板演反應式。

教師提問：如何在實驗條件下得到二氧化碳？

演示實驗：碳酸鈣與稀鹽酸反應。

教師提問：如何才知道所得氣體就是二氧化碳呢？

演示實驗：用石灰水檢驗所得氣體。

講解板書：反應的文字表達式

學生交流；書中42頁與43頁產生氧氣的裝置有何不同？

集中討論：1、鐵架臺的作用是什么？2、反應容器的區別是什么/

3、用分液漏斗的好處是什么？4、如果用長頸漏斗代替分液漏斗，行嗎？

5、如何檢驗二氧化碳何時收集滿？

演示實驗：制取二氧化碳。

歸納整理：實驗室收集氣體的常見方法及一些注意事項。

篇2

[關鍵詞]二氧化碳 能源強度 產業結構

中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0146-01

引言

二氧化碳氣體的排放是全球關注的重大環境問題，他直接導致了全球氣候的變暖，嚴重影響著地球的環境，破壞生態平衡。為了應對全球變暖的問題，我國在2009年的常務委員會中結合當前我國二氧化碳的排放狀況，給出了未來的排放指標。指標要求在2020年的時候總排放量要比2009年下降40%。這就要求各地政府要充分做好優化二氧化碳排放的工作，實現二氧化碳的排放目標。根據調查顯示，我國在1952年到2011年間，制造企業的增長速度由原來的19%增加到40%上升了21個百分點。制造企業是我國最大的能源消耗企業，因此要想降低二氧化碳的排放就必須控制好我國制造業能源消耗量。根據2008年的ipcc的第5次評估報告顯示，我國的二氧化碳排放主要是由于化工燃料的燃燒，根據調查顯示，我國的化石燃料燃燒所產生的二氧化碳排放量達到全國總排放量的90%多。

一、 研究方法與數據來源

本篇文章是用“轉換份額分析”（Shift--shareAnalysis）的模式對制造業二氧化碳的排放數據進行分解。

根據以上的公式我們可以看出影響制造業二氧化碳排放指標變化的因素主要可以分為7個。（1）技術進步因素。它主要是反映了制造業個行業的能源消耗變化對制造業二氧化碳排放量的影響。這種影響主要是基于制造業的產品工藝的不同。所以制造業應該努力提高自己產品的生產工藝，開發研究新的產品，讓單位產品在能源消耗上發生變化，這樣就能做到節能減排的效果。（2）行業結構的變化。它主要是反應制造業各個行業的產品結構對二氧化碳排放強度的影響。這種影響主要是外部環境以及內部生產調整的影響。（3）能源結構效應。他主要是指制造業中由于生產使用的能源變化對二氧化碳排放的影響。（4）技術進步與行業結構相互影響的作用。是指由于技術的進步和產業結構的變動對二氧化碳排放強度的影響。（5）技術與能源結構的效應。我國制造產業的的技術不斷改進和能源結構的不斷調整對二氧化碳排放產生的影響。（6）行業結構與能源的相互效應。制造業行業結構的變動與能源變動的綜合變動對二氧化碳排放的影響。（7）技術進步，行業結構與能源結構的相互作用。主要是針對這三者的結合對制造業二氧化碳排放的影響。

二、制造業二氧化碳排放強度變動總體效應分析

在1999到2009年這十年之間，技術的進步是影響二氧化碳排放強度的最大影響因素。接著是行業結構的變動，能源消耗的減少等因素。通過歷年數據的分析我們不難看出各種因素影響對二氧化碳排放的影響比值，其實技術的進步使得二氧化碳的排放量減少了24%左右，行業結構的變動讓二氧化碳減少19%左右，能源消耗的減少使得二氧化的排放量減少了10%左右。由此可見技術的創新和生產工藝的改良對制造業二氧化碳的排放量影響最大。由于制造行業中一般都是以煤炭作為主要的能源，因而能源結構的{整對制造業二氧化碳的排放影響也是極為重要的。

三、行業數據分析

在制造業各個行業的數據分析中我們不難看出對制造業技術進步影響最大的是金屬的冶煉及鍛壓行業，技術進步與改良讓整個行業中的二氧化碳排放量減少了30%多。緊著是非金屬的礦物質制品和化學原料及化學制品企業，由于技術的改良和創新讓二氧化碳的排放量減少了20%多。其原因是這些行業的產品創新和技術工藝的水平發展比較快，使得能源的消耗大量減少。還有一些行業的技術進步比較緩慢。如通信設備，計算機，紡織業，皮毛加工制造業以及木材的加工制造業等等，這些產業的技術進步對能源的消耗影響不大。所以這些行業的技術進步對整個行業中的二氧化碳排放強度影響較小。

在行業結構效應中，對制造業影響最大的是石油化工，煉焦，以及核燃料的加工。他們平均讓二氧化碳的排放強度減少了42%。其次是化學原料及化工制品企業，他們的行業結構調整讓二氧化碳的排放強度減少了33%。這些行業的結構調整使得二氧化碳的排放強度減少。但是制作行業中別的產業的行業調整對二氧化碳強度的排放影響甚微。甚至有些行業的調整沒有讓二氧化碳的排放強度減少卻還在增加。比如黑色金屬的冶煉及壓延，交通運輸設備的制造企業，醫藥制造企業，專用設備的制造企業等。由于這些行業的產出比重增加的速度大大超過了能源消耗的下降速度，所以對制造業二氧化碳的排放強度沒有起到積極的影響。

結論

氣候變暖是如今世界最為關注的問題之一，減少二氧化碳的排放，縮短氣候變暖的程度已經變得刻不容緩。我國制造業是關系國民經濟發展的支柱產業。由于我國的各種原因導致很多高能耗，高污染的企業技術得不到改善。根據本文的研究發現經濟的增長和能源的消耗對制造企業的影響最大。

為了貫徹落實我國節能減排的政策，降低二氧化碳的排放強度，需要從二個方面入手，一方面要切實做好節能減排的具體措施。另一方面要密切關注整個制造行業的減排效果。在減排的手段方面要促進制造業的技術改進，讓企業在優化生產技術的同時節約能源的消耗，以實現減排的目的。具體產業的變動對二氧化碳的排放影響比較小，還存在著很大的改良空間。可以多促進綠色制造，新興制造業，大力開發可持續能源與再生能源。

參考文獻

[1]李晶. 產業政策對產業結構變遷、二氧化碳排放的影響[D].山東大學，2014.

[2]郭杰. 中國碳減排政策分析與評估方法及應用研究[D].中國科學技術大學，2011.

篇3

一、肺換氣

肺換氣是指肺泡中的氧氣進入肺泡壁毛細血管血液以及血液中的二氧化碳進入肺泡的過程。通過肺換氣，含氧量少而含二氧化碳多的靜脈血，轉變為含氧量多而含二氧化碳少的動脈血。

肺換氣是通過呼吸膜進行的，其動力是靠呼吸膜兩邊存在的氣體分壓差。氧從壓力高的肺泡向壓力低的血液運動，二氧化碳從壓力高的血液向壓力低的肺泡運動。氣體分子從壓力高處向壓力低處運動的過程，稱之為氣體擴散。

氣體擴散的速率與氣體分壓差、溫度、擴散面積（呼吸膜面積）和溶解速度成正比，與擴散距離（呼吸膜厚度）和分子量的平方根成反比。綜合考慮各因素，氧的擴散速率大約是二氧化碳的1/2，因此，臨床上缺氧現象比二氧化碳潴留更為常見。

另外，肺通氣與血液的比值也可以影響肺換氣的效率。就整個肺來說，通氣和血流比值，即每分鐘肺泡通氣量與每分鐘肺血流量的比值。正常人安靜狀態下，每分鐘肺泡通氣量為4.21升，心排出量約為51升，通氣/血流比值為0.84，此時，肺內氣體交換效率最高。通氣/血流比值增大或減小時，肺換氣的效率均下降。

二、組織換氣

組織換氣是指血液中的氧與組織細胞產生的二氧化碳，進行交換的過程，也稱為內呼吸。組織換氣的原理與肺換氣相同，氧和二氧化碳都是順著壓力差擴散的。在此過程中，組織細胞不斷地消耗氧，而產生二氧化碳。所以，在日常生活中，任何原因，只要會減少輸送氧氣的量，都可發生組織缺氧現象。

三、氣體在血液中的運輸

氧和二氧化碳在血液中均通過物理溶解和化學結合兩種形式運輸。進入血液中的氧和二氧化碳首先溶解在血漿中，提高了氣體分壓，再發生化學結合；反之，氧和二氧化碳從血液釋放時，也是溶解的先逸出，待氣體分壓下降后，呈化學結合氣體再解離、釋放出來。

血液中的氧和化學結合形式，主要是靠氧和血紅蛋白的結合。氧與血紅蛋白中的鐵元素的結合是可逆的。在肺內，由于氧分壓升高，氧與血紅蛋白結合形成氧合血紅蛋白，從而把氧運輸到組織中。在組織內由于血氧分壓降低，氧與血紅蛋白解離并擴散進入細胞內，供細胞代謝所需要。

篇4

二氧化碳成了環境難以承受之重

生活在當代，相信很多人對每年不期而至的極端氣候刻骨銘心，嚴寒與酷暑，颶風與海嘯，干旱與洪澇，這些自然災害破壞力驚人，造成的損失不可偌啤F涫嫡庖磺械淖錕禍首都與溫室效應有關。所謂溫室效應，是指大氣中的水汽、二氧化碳、氧化亞氮、甲烷以及臭氧等氣體，吸收和發射紅外輻射，造成地表升溫的效應。據研究，上述這些氣體對太陽短波輻射吸收很少，而對大氣長波輻射吸收很強，當空氣中溫室氣體的含量增加，就會改變大氣的熱量平衡，從而影響地氣系統的輻射平衡，導致大氣低層和地表的平均溫度上升，從而對全球氣候的變化造成直接影響。

在溫室氣體中，二氧化碳雖然占比約0.031%，在空氣成分中排名第三，但是卻對溫室效應貢獻了30%的力量。所以，研究和控制溫室效應，二氧化碳是首要目標。而化石燃料的燃燒和其他相關的人類活動，每年向大氣中排放二氧化碳300億噸，如果從工業革命開始算起，200多年間排放到大氣中的二氧化碳，已經累計高達3000億噸，濃度達到了80萬年來最高水平。根據全球氣溫監測數據可知，從20世紀50年代開始，約有50%以上的地表氣溫升高，而溫室氣體在1951年到2010年的60年中，為地表溫度上升貢獻了0.5℃～1.1℃。二氧化碳與溫室效應的密切相關度，讓這種氣體成了環境的不可承受之重。

要想應對溫室效應，必須將全球大氣中二氧化碳濃度的準確數據和未來變化情況了然于心，也就是說，最好有一幅全球二氧化碳濃度分布圖，才能對癥下藥。想法雖然很好，然而，要想繪制這張圖的難度卻超出了我們的想象。原因為何？那就是以前的監測手段比較落后，無法獲得全球大氣中二氧化碳濃度的全面而準確的數據。

世界各國的科學家為了獲取大氣中二氧化碳的濃度數據也是絞盡了腦汁，目前，通行的檢測方法一共有3種，分別是地基、空基和星載模式（衛星遙感模式）。

所謂“地基”檢測模式，就是在地面建立多個觀測站，觀測和記錄二氧化碳濃度。這種方法發端于1957年，由美國科學家查爾斯?基林在夏威夷的莫納羅亞山上，建立起全球首個大氣二氧化碳濃度監測站，開啟了全球二氧化碳監測的先河。如今這項工作是由美國國家海洋和大氣管理局的地球系統研究實驗室承擔，具體而言是由美國阿拉斯加州的巴羅天文臺、夏威夷的莫納羅亞天文臺、薩摩亞群島天文臺和南極洲上的天文臺共同承擔檢測大氣中不同氣體成分變化情況的任務，同時，還承擔全球氣體采樣網絡、提供大氣中二氧化碳空間變化情況的任務。目前，全球設置二氧化碳地面觀測點300多個，大部分位于美國和歐洲，對于美國和歐洲之外的廣袤地區，包括海洋和沙漠，因缺乏站點，無法做到有效監測。

而“空基”二氧化碳檢測方法，是利用飛機在科學家們指定的區域內進行觀測，精度可達0.1ppm～0.2ppm。如今的美國飛機參與了多個項目的空基測量，而日本的空基測量則是利用商用飛機飛往澳大利亞、夏威夷、歐洲、北美和亞洲等國的機會，在飛機上搭載探測儀器進行溫室氣體的測量。除了利用飛機之外，熱氣球也是在大氣底層中開展空基測量的好幫手。

然而，地基和空基測量方法都存在明顯的局限性。比如地基測量技術存在空間覆蓋度低、容易受到沙漠和高山等地形條件影響的問題，且地面觀測基站的維護成本較高，無法獲取大范圍的二氧化碳濃度信息。而空基測量技術只有依托飛機和熱氣球等交通工具才能實施，也很容易受到惡劣氣候的影響，同時飛機和熱氣球的航線也是固定的，使得二氧化碳測量范圍狹窄，只能獲取局部二氧化碳濃度數據，尚不能完成對全球大氣中溫室氣體的濃度測量，更遑論繪制全球二氧化碳濃度分布圖了。而此時，第三種辦法就派上用場了，那就是“星載（衛星遙感）檢測技術”。

二氧化碳星載檢測技術的先行者

星載檢測技術會脫穎而出，力壓群芳，究竟靠的是哪些壓倒性的優勢呢？

原來，星載檢測技術是通過衛星平臺，對地球大氣層中的二氧化碳進行濃度檢測，繪制全球二氧化碳的濃度圖，為科學家們研究氣候變化產生的影響提供數據支持。這個衛星平臺就是我們俗稱的“碳衛星”，即全球二氧化碳監測科學實驗衛星。它可以實時捕捉大氣的二氧化碳濃度，具有統一、連續、覆蓋范圍廠的優勢。

然而，星載檢測技術雖然很高端，能夠對全球大氣的變化進行監測，但是也注定了這種技術實現難度之大。難到何種程度？全球目前只有日本、美國和中國掌握了這項技術。其中，美國和日本是星載技術的開拓者，采用的技術均基于“日光反射式被動探測原理”，即利用衛星上的望遠鏡，收集穿越大氣層后由地表反射的太陽光，當反射光進入光學系統之后，對其二氧化碳的吸收光譜進行分析，進而得到全球二氧化碳的分布圖。

美國的碳衛星OCO由美國加州理工大學噴氣推進實驗室負責研制，這是美國國家航空航天局（NASA）地球系統科學開發計劃的重要組成部分。這顆碳衛星號稱是測量大氣中的二氧化碳濃度空間分辨率最高、測量數據最精準的衛星，衛星的測量采樣率每天高達50萬～100萬次；視場分辨率為3平方千米，這里所說的“視場”，指的是衛星攝像頭能夠觀察到的最大范圍，視場越大，觀測范圍就越寬；衛星的二氧化碳光譜分辨率為20000，精度高達1ppm+2ppm。

美國發射碳衛星一波三折，2009年第一顆碳衛星OCO的發射，因為整流罩未能與第三級火箭分離，發射失敗，衛星墜毀，星載技術遭受巨大挫折。隨后，美國繼續研制了碳衛星OCO-2，一直拖延到2014年才發射成功，總造價高達4.68億美元。

相比之下，日本的第一顆碳衛星GOSAT發射就順利得多，這顆衛星是日本宇宙航空研究開發機構、日本環境部和日本國家環境研究院聯合研發而成的，搭載1臺傅里葉變換光譜儀，用于探測二氧化碳和甲烷濃度，還搭載1臺云（氣）溶膠探測儀，用于提高溫室氣體觀測精確度。它于2009年1月23日發射成功，至今服役7年時間，已經快要達到設計年限。

我國的TANSAT碳衛星后來居上

美日兩國發射的碳衛星為全球范圍內監測大氣中的二氧化碳濃度作出了開創性貢獻，這是毋庸置疑的。然而，不管是美國發射的OCO碳衛星，還是日本發射的GOSAT碳衛星，都存在技術上的不完美之處。就拿日本的GOSAT碳衛星而言，它每天的有效觀測點只有300多個，相當于在地球的幾十萬平方千米范圍內只有一個觀測點，并且最小只能探測到10千米范圍內大氣中二氧化碳的平均值，測量精度和范圍都不是太高。

鑒于美日兩國碳衛星技術的不完美，我國的科學家們對自主研發的TANSAT碳衛星進行了20多項關鍵技術攻關，克服了重重困難，終于讓衛星的技術水平上了一個臺階。2016年12月22日，在酒泉衛星發射中心，TANSAT碳衛星被成功發射。

我國發射的碳衛星的全稱叫“全球二氧化碳監測科學試驗衛星”，質量為620千克，在距地700千米的太陽同步軌道上運行，裝有高光譜二氧化碳探測儀和多譜段云（氣）溶膠探測儀，用來獲取全球包括我國重點地區大氣中二氧化碳濃度分布圖，測量精度為1ppm～4ppm，達到了國際先進水平。

與日本的碳衛星相比，我國碳衛星的掃描寬度是20千米，是日本衛星的兩倍，同時有效采樣點數也比日本衛星高出10倍以上。碳衛星上專門搭載一臺多譜段云（氣）溶膠探測儀，這是美國的碳衛星沒有的，這臺儀器非常重要，可以在觀測二氧化碳的同時，對大氣中的氣溶膠進行聯合觀測，主要是為了解決二氧化碳監測的噪音干擾問題。

TANSAT碳衛星的關鍵技術

我國的TANSAT碳衛星研發開始于2011年，其研發的核心動力，是為了打破國外的技術壟斷，掌握更多的話語權，同時為應對全球氣溫變暖獻計獻策，最終做到資源共享，為全人類的福祉作出貢獻。2011年，國家啟動實施863計劃“十二五”重大項目“全球二氧化碳監測科學試驗衛星與應用示范”研究，由中科院國家空間科學中心負責工程總體組織實施，中科院微小衛星創新研究院負責衛星系統，中科院長春光學精密機械與物理研究所研制有效d荷，中國氣象局國家衛星氣象中心負責地面數據接收處理與二氧化碳反演驗證系統的研制、建設和運行。

我國TANSAT碳衛星裝載的高光譜二氧化碳探測儀有2000多個通道，光譜解析度極高。它的工作原理是，大氣在太陽光照射下，二氧化碳分子會呈現光譜吸收特性，碳衛星通過精細測量二氧化碳的光譜吸收線，就可以反演出大氣二氧化碳濃度。衛星每隔16天可完成一次地球二氧化碳測繪，從而能測量地面2平方千米范圍內的二氧化碳濃度。

當碳衛星采集到原始數據后，通過設置在地面的應用系統，對衛星觀測資料進行接收、匯集和加工處理。碳衛星觀測完成的全球大氣二氧化碳濃度的原始數據，將被傳送匯集至中國氣象局國家衛星氣象中心，研究人員再將數據進行定位、光譜定標和輻射定標處理，產生高精度的高光譜分辨率輻射信號。隨后，結合地面監測站的歷史數據，再對信號進行反演，最終得到精度在]ppm～4ppm的全球二氧化碳濃度數據。

由于碳衛星的技術難度高，我國的科學家們幾經周折，才攻克了最關鍵的200毫米×200毫米的大面積衍射光柵技術和光譜儀器的定標技術。其中大面積衍射光柵技術由中科院長春光機所研制成功，觀測精度達到了原子級別，可以對二氧化碳的吸收光譜進行細分，能夠探測2.06微米、1.6微米、0.76微米三個大氣吸收光譜通道，最高分辨率達到0.04納米，如此高的分辨率也創造了國內光譜儀器的最高紀錄。

另外，TANSAT碳衛星畢竟在真空中運行，時間一長，搭載的測量設備就會因為部件老化和溫度不斷變化等原因，影響到測量儀器的精度，此時，必須采用定標技術對測量儀器進行精調，才能保障衛星的正常工作。而光學遙感定標技術，也是光譜儀器最終實現精度的關鍵技術，這種定標系統就猶如一桿秤的刻度，刻度越精準，測量精度越高。

篇5

本單元是繼空氣、氧氣和水以后，學習的又一個元素及其化合物知識單元，其學習是在學生具備了一定的化學基本概念和基本技能之后深入、細致的研究具體物質，內容緊密聯系社會和高新科技，可以沖淡學生在學習物質構成以及元素符號、化學式、化學方程式等化學用語中產生的枯燥感。加之本單元的實驗貼近學生生活實際、重視學科間的聯系、注重探究能力培養，可以有效地恢復學生在第四、第五單元學習中受到影響的學習化學的興趣。學習碳及其氧化物的性質以及它們之間的衍變關系，為以后學習燃料及其利用、酸和堿、鹽和化肥等單元的內容打下一定基礎。

本單元的重點在碳及碳的氧化物的性質；實驗室中制取二氧化碳的裝置；引導學生以發展的觀點看待碳的單質；培養學生關注社會和環境的責任感。難點在于探究實驗室中制取二氧化碳的裝置。為了突破重點和難點在我的實際教學中我著手從以下的幾點出發：

1.引導學生弄清物質的結構與性質、性質與制法、性質與用途之間的關系。讓學生知道其實在此之前我們已經初步認識了這四者的關系如在學習氧氣和氫氣的制取時就是從性質出發引出它們的制法和收集方法；性質與用途之間我們最先認識氧氣具有助燃性和氧化性因此在實驗和實際生活中可用氧氣來幫助其他物質燃燒也知道物質生銹和腐爛都是氧氣惹的禍等。學習第六單元可充分利用教材中的圖片，讓學生比較不同碳單質的結構與性質的關系，樹立結構決定性質的觀念。在實驗室制取二氧化碳的研究與實踐中讓學生從反應物的狀態、反應條件等方面比較、選擇氣體發生裝置，從氣體密度、溶解性等方面比較、選擇氣體收集裝置，列表比較、分析二氧化碳和氧氣、氫氣制取實驗及相關性質，使學生認識物質性質決定制法。通過不同碳單質的性質與用途，二氧化碳、一氧化碳性質與用途的討論、歸納，使學生理解物質性質決定用途。

2.為了讓學生很好的掌握實驗室制取二氧化碳這部分知識我組織好實驗室制取二氧化碳的活動與探究。這種探究與質量守恒定律的探究有所不同，是由實驗室具體條件設備出發，圍繞藥品、原理、裝置、收集、檢驗這一主線來進行的探究，藥品可增加Na2CO3和HCl，學生通過直觀的實驗現象分析出選擇石灰石和稀鹽酸的原因，同時為后面滅火機反應原理的學習埋下伏筆。探究學習中要堅持創設探究情境、提出探究問題、營造探究氛圍、親歷探究過程、啟迪探究思維、體現探究價值的設計思路，使學生通過探究學習體驗科學研究的方法和途徑，培養學生的科學態度和科學思維品質。

篇6

教學目標

知識目標

使學生了解在實驗室中制取氣體的方法和設計思路的基礎上，研討二氧化碳的實驗室制法；

通過討論，掌握實驗室制取二氧化碳的藥品和反應原理；

通過實驗探究，學會設計實驗室制取二氧化碳的裝置；

能力目標

通過實驗室制取二氧化碳的藥品和裝置的探究，逐步提高學生的探究能力；

通過小組合作，培養學生合作能力、表達能力；

通過探究實驗室制取二氧化碳的裝置，培養學生實驗室制取氣體裝置的設計思路；

通過篩選二氧化碳的實驗室制法，發展觀察能力并提高學生分析和解決實際問題的能力。

情感目標

在探究中，使學生體驗合作、發現的樂趣；

在設計實驗裝置過程中，培養學生創新精神、實踐能力，以及嚴謹求實的科學態度。

教學建議

課堂引入指導

方法一：引導學生復習到目前為止學生已經掌握的可以得到二氧化碳氣的方法，逐一篩選出適合實驗室制備二氧化碳的方法，讓學生在教師的帶領下學會選擇，學會判斷，從中真正體現學生是學習的主體，實驗學生的主動學習。

方法二：從實驗室制氣的要求入手，講清楚原則，讓學生自己總結，思考到底實驗室中用什么方法來制備二氧化碳。

方法三：單刀直入先講實驗室中制二氧化碳的原理，讓學生思考，實驗室選擇這種方法的依據是什么？通過對比突出該方法的優越性，總結出實驗室制氣的原則。

知識講解指導

注意講解時的條理性，使學生明白實驗室制二氧化碳的原理、裝置；檢驗方法；讓部分學生清楚選擇該方法的原因和實驗室制氣方法選擇的依據。

注意理論與實驗的結合，避免過于枯燥或過于淺顯，缺乏理論高度。

聯系實際，講二氧化碳滅火器的原理，適用范圍，必要時也可講解常用滅火器的使用方法。

關于二氧化碳的實驗室制法的教材分析

本節課在全書乃至整個化學學習過程中，所占有的地位十分重要。它是培養學生在實驗室中制取某種氣體時，藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法等思路的最佳素材。上好此節課對學生今后學習元素化合物知識、化學基本實驗及實驗探究能力都有深遠的影響。

本節知識的學習比較容易，學生在前面學習元素化合物的基礎上經過討論便可解決。本節學習的重點是能力訓練。學生在前面學習的氧氣、氫氣的實驗室制法，具備了一些氣體制備的實踐經驗，各項實驗技術也已經具備，此時，在課堂教學中體現學生主體，讓學生真正參與到教學過程中來正是時機。教師提出探究問題、引發學生思考；通過小組合作，設計方案、表達交流、實施方案、總結表達等環節完成整個探究。

關于二氧化碳的實驗室制法的教學建議

為了完成對學生探究能力的培養，設計2課時完成此節教學；

本節是典型的探究學習模式。其中有兩個探究：制備藥品的探究（快、易）、制取裝置的探究（重點、慢）。

講授過程指導

二氧化碳的實驗室制法可結合實驗六二氧化碳的制取和性質進行邊講邊實驗。

注意運用討論法，充分調動學生積極性。可適當與氧氣、氮氣的實驗室制法進行對比；結合裝置講解制二氧化碳裝置與制氫裝置的區別與聯系（均是固液反應不需加熱制氣）；結合二氧化碳氣的性質，講解二氧化碳氣的檢驗和驗滿方法。

課程結束指導

復習實驗室制二氧化碳原理、裝置及驗滿方法。

布置學生進行家庭實驗，用醋酸和雞蛋殼或水垢制二氧化碳。

布置作業，注意計算和裝置圖兩方面的內容。

教學設計方案一

教學過程：

【引言】

二氧化碳是一種有廣泛用途的氣體，實驗室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前為止，你知道多少種能夠制得二氧化碳的方法。

（學生討論，并列舉學過的可以得到二氧化碳的方法。教師在黑板上逐一記錄）

1.堿式碳酸銅熱分解

2.蠟燭燃燒

3.木炭燃燒

4.石墨等碳單質在氧氣中燃燒

5.木炭還原氧化銅

6.碳在高溫下還原氧化鐵

7.碳酸受熱分解

8.人或動物的呼吸

9.高溫煅燒石灰石……

引導學生討論作為實驗室制法的條件是：

1.制取應簡便迅速；

2.所制得的氣體純度高，符合演示實驗的需要；

3.操作簡單、安全，易于實現。

學生評價每一種制得二氧化碳的方法是否可以作為二氧化碳的實驗室制法。

【板書】第四節二氧化碳的實驗室制法

【小結】以上方法都不能作為二氧化碳的實驗室制法。

【講解】經過不斷研究改進，實驗室中常用石灰石或大理石與鹽酸反應來制備二氧化碳。

【板書】一反應原理

1.試劑石灰石或大理石鹽酸

【講解】碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩定，分解生成二氧化碳和水，故最終產物為氯化鈣、水和二氧化碳。

【板書】2.原理：

CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2

【提問】可不可以用稀硫酸與石灰石或大理石來制取二氧化碳？

【演示】在兩個表面皿中分別放有大小一樣的石灰石各一塊，一支試管中加入稀鹽酸、一支試管中加入稀硫酸。（讓學生觀察到開始都有二氧化碳生成，隨后加入硫酸的試管，反應速率越來越慢，最后停止。）

【結論】不能用硫酸與石灰石或大理石來制取二氧化碳。

【講解】為了收集到二氧化碳需要什么樣的裝置來制備二氧化碳呢？反應條件反應物的狀態等對實驗裝置有較大的影響。碳酸鈣是塊狀固體，鹽酸是液體，且反應進行時不需要加熱，根據這些特點，我們可以選擇什么樣的反應裝置呢？（必要時教師可以講解制氧氣、氫氣的裝置特點）

【板書】二、反應裝置：

（學生回答、教師歸納）

【講解】因為實驗室制取二氧化碳和實驗室制取氫氣的反應藥品狀態，反應條件類似，故可以采用相似的裝置來制取。用投影顯示制氫氣和制二氧化碳的裝置圖

【討論】

1.長頸漏斗是否可用普通漏斗代替？

2.錐形瓶可否用其他儀器來代替？

3.根據二氧化碳的性質，可以采用什么方法收集二氧化碳？

4.如何檢驗二氧化碳是否收集滿？

（學生討論、回答，然后教師實驗演示、講解）

【演示】用普通漏斗代替長頸漏斗，結果沒有在集氣瓶中收集到二氧化碳。

【講解】

1．因為普通漏斗頸太短，產生的二氧化碳氣會從漏斗處逸出。長頸漏斗下端管口在液面下被液體封住，氣體不會從長頸漏斗處逸出。

2．錐形瓶可以用廣口瓶、大試管等玻璃儀器代替。

3．氣體收集方法主要取決于氣體的密度和氣體在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空氣重，所以常采用集氣瓶口向上排氣法收集。

4．可以根據二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒的性質，可以將燃著的木條放在集氣瓶口，如火焰熄滅，則說明二氧化碳已收集滿。

【板書】三收集方法：向上排氣法

驗滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，火焰熄滅，已經收集滿。

【板書】四、實驗室制取二氧化碳

【演示】制取并驗證二氧化碳氣體。

【提問】怎樣證明生成的氣體是二氧化碳？

（將氣體通入澄清石灰水中變渾濁）

【講解】上一節學過二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，可以用來滅火，如液態二氧化碳滅火器。還有其它一些二氧化碳型滅火器。

【錄像】各種二氧化碳型滅火器介紹

【演示】滅火器原理實驗。

常用二氧化碳滅火器主要有：

（1）泡沫滅火器（2）干粉滅火器（3）液態二氧化碳滅火器

【小結】通過已學習過的氧氣、氫氣、二氧化碳的實驗室制取，歸納出氣體實驗室制取的設計思路及方法，必須明確制取氣體的順序是：

1.了解實驗室制取氣體所需藥品及相應的化學反應方程式。

篇7

【關鍵詞】二氧化碳；驅油機理；影響因素

1 背景及意義

目前世界上大部分油田采用注水開發，面臨著需要進一步提高采收率和水資源缺乏的問題，對此，國外近年來大力開展二氧化碳驅油[1-4]提高采收率技術的研發和應用。這項技術不僅能滿足油田開發的需求，還可以解決二氧化碳的封存問題，保護大氣環境。該技術不僅僅適用于常規油藏，還適用于低滲、特低滲透油藏，可以明顯提高原油采收率。

將二氧化碳注入能量衰竭的油層，可提高油氣田采收率，已成為世界許多國家石油開采業的共識。二氧化碳純度在90%以上即可用于提高采油率。二氧化碳在地層內溶于水后，可使水的黏度增加20%～30%。二氧化碳溶于油后，使原油體積膨脹，黏度降低30%～80%，油水界面張力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集殘余油。

2 二氧化碳的驅油方式

二氧化碳的特性眾所周知，利用其特性可以有多種有效的驅油方式。

2.1 CO2混相驅

混相驅油是在地層高退條件下，油中的輕質烴類分子被CO2提取到氣相中來，形成富含烴類的氣相和溶解了CO2的原油的液相兩種狀態。當壓力達到足夠高時，CO2把原油中的輕質和中間組分提取后，原油溶解瀝青、石蠟的能力下降，這些重質成分將會從原油中析出，殘留在原地，原油粘度大幅度下降，從而達到混相驅的目的。混相驅油效率很高，條件允許時，可以使排驅劑所到之處的原油百分之百的采出。

CO2混相驅對開采下面幾類油藏具有更重要的意義。

（1）水驅效果差的低滲透油藏；

（2）水驅完全枯竭的砂巖油藏；

（3）接近開采經濟極限的深層、輕質油藏；

（4）利用CO2重力穩定混相驅開采多鹽丘油藏。

2.2 CO2非混相驅

CO2非混相驅的主要采油機理是降低原油的粘度，使原油體積膨脹，減小界面張力，對原油中輕烴汽化和油提。當地層及其中流體的性質決定油藏不能采用混相驅時，利用CO2非混相驅的開采機理，也能達到提高原油采收率的目的，主要應用包括：

（1）可用CO2來恢復枯竭油藏的壓力。雖然與水相比，恢復壓力所用的時間要長得多，但由于油藏中存在的游離氣相將分散CO2，使之接觸到比混相驅更多的地下原油，從而使波及效率增大。特別是對于低滲透油藏，在不能以經濟速度注水或驅替溶劑段塞來提高油藏的壓力時，采用注CO2，就可能辦到，因為低滲透性油層對注入CO2這類低粘度流體的阻力很小。

（2）重力穩定非混相驅替。用于開采高傾角、垂向滲透率高的油藏。

（3）重油CO2驅，可以改善重油的流度，從面改善水驅效率。

（4）應用CO2驅開采高粘度原油。

2.3 單井非混相CO2“吞吐”開采技術

這種單井開采方案通常適用那些在經濟上不可能打許多井的小油藏，強烈水驅的塊狀油藏也可使用。該方法的一般過程是把大量的CO2注入到生產井底，然后關井幾個星期，讓CO2滲入到油層，然后，重新開井生產。采油機理主要是原油體積膨脹、粘度降低以及烴抽提和相對滲透率效應；在傾斜油層中，盡管油井打在不太有利的位置，利用這種技術回采傾斜油層頂部的殘余油也是可能的。

CO2吞吐增產措施相對來說具有投資低、返本快的特點，有獲得廣泛應用的可能性。

3 二氧化碳驅油因素分析

二氧化碳是怎樣驅油的呢？將二氧化碳從地下采出來，然后再注入油層，它與油層“親密接觸”后，就產生四種作用。一是降低原油黏度。二是能使原油體積膨脹10%至40%。這樣能讓一部分不流動的殘余油動起來，抽油機就能讓原油“走出”地面了。三是可降低油水界面張力，把黏在巖壁上的原油洗下來，從而提高了采收率。四是能解堵及改善油水黏度比。這樣就減弱了“水竄”，減少了無效循環，進而提高了水驅效果。

同事，影響CO2驅油效果的因素很多，主要分為儲層參數、地層流體性質以及注氣方式三大類。其中，儲層參數主要包括油藏的非均質性、油層厚度、滲透率性等，流體性質主要包括原油粘度及原油密度等。

3.1 儲層特征影響因素分析

3.1.1 滲透率、平面非均質性影響

低滲透率可提供充分的混相條件，減少重力分離，滲透率太高容易導致早期氣竄，從而造成較低的驅油效率。隨著非均質性的增強，采收率變小。因為非均質油藏中，注入的CO2優先進入高滲透層，導致當低滲透層中的原油尚未被完全驅掃時，CO2已從高滲透層突入到生產井中，產生粘性指，從而使驅油效率降低。因此，儲層巖石的非均質性越小越好。

3.1.2 垂向橫向滲透率比值Kv/Kh的影響

隨著Kv/Kh的增大，采收率有所下降。隨著縱橫向滲透率比值的增大，浮力的作用加劇，層間矛盾更加突出。

3.2 流體性質影響因素分析

3.2.1 浮力、重力影響因素

在油藏中由于密度差引起溶劑超覆原油而產生流動。二氧化碳氣體在驅替前緣向油藏上部移動，在上部與油形成混相，驅替效率較高。在油藏下部，驅替效率明顯比上部低。

隨著原油密度的增大，其采收率減小，變小的主要原因為由于油氣密度差越大，浮力作用越明顯，二氧化碳氣體越容易沿著油層的頂部流動，氣體突破的時間就越短，大大降低了二氧化碳氣體的體積波及系數，導致采收率下降。

3.2.2 擴散、彌散作用

混相流體的混合作用有分子擴散、微觀對流彌散、宏觀彌散三種機理。隨著橫向擴散系數的增大，其采收率也在增大，變大的主要原因為考慮了擴散的影響，二氧化碳氣體分子擴散作用、對流彌散作用延遲二氧化碳的突破時間。使二氧化碳向周圍遷移，減緩了二氧化碳向生產井的推進，提高了波及系數，因而可獲得較高的采收率；在不考慮分子擴散作用情況下，二氧化碳向生產井推進較快，波及效率較低，從而使二氧化碳較早突破，生產井二氧化碳的含量很快上升，所獲得的采收率偏低。

4 總結

隨著工業和人類生活過程中產生的溫室氣體CO2排放量日益增加，人類生存的環境面臨著越來越嚴重的威脅。將CO2氣體注入油藏不僅可以提高原油采收率，解決能源不足問題，而且還能解決CO2的排放問題。本文著重介紹了CO2驅油機理，CO2驅油方式及影響因素分析。隨著技術的發展和應用范圍的擴大，二氧化碳將成為我國改善油田開發效果、提高原油采收率的重要資源。

【參考文獻】

[1]陳志超，李剛，尚小東，伊艷梅.CO2驅提高采收率國內外發展應用情況[J].內蒙古石油化工，2009，34（9）：256-268.

[2]蘇玉亮，編.油藏驅替機理[M].北京：石油工業出版社，2009.

篇8

關鍵詞：初中化學；智慧教育；教學案例

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）21-0057-04

初中化學學科智慧教育內涵及要求

初中化學是一門實驗類探究學科，強調基于問題的認識活動，學生尋求信息和理解事物的一般過程具有過程性和實踐性等特點。可如今，初中化學教師在教學中更多關注的是化學知識概念、公式的傳授和記憶，很少精心設計認識活動的過程和方法，完全忽視了學生的智慧培養，與課程強調的教育理念背道而馳。在學習過程中，學生逐漸喪失了學習興趣，只知道運用原理概念做題，缺乏情境問題分析能力，無法找到解決問題的相應策略，變成了機械的知識“接收器”。

為培養學生的探究及創新能力，讓初中化學教育“智慧”起來，我們需要對初中化學課堂提出新的要求：首先，教師要擁有智慧教育理念，改變傳統的價值取向，不能一味地注重分數，要更多關注學生智慧能力的培養。其次，教師要從學生角度出發，創建智慧的學習資源，構建智慧的學習環境，培養學生的化學思維，而化學思維能力的培養雖然要以學科知識學習為基礎，但又要與學科知識點有本質區別，即需要長時間、過程性、實踐性的訓練，教師要花費時間去設計認識活動和方法，準備探究實驗，培養化學思維。最后，在智慧教育的課堂上，教師要把課堂還給學生，充分發揮學生的主體地位，鼓勵學生大膽質疑，自主創設情境解決問題，提高學生將化學知識轉化成解決問題的能力，實現真正意義上的智慧學習。

信息技術支撐下的智慧學習環境

初中化學智慧教育離不開智慧的學習環境，而智慧學習環境的構建則需要信息技術產品的有效支撐。交互式電子白板、信息化教學平臺、電子書包等都是新興的資源工具，筆者提供的教學案例主要是在電子書包和微視頻環境下促成的智慧教育教學。

電子書包即利用信息化設備進行教學的便攜式終端，擁有豐富而又有針對性的學習資源，能夠為學生提供更多的學習機會，凸顯學生的主體地位。電子書包能夠提供答疑檢測，在實驗探究過程中，教師可以及時了解學生的化學實驗探究進程，并有針對性地給予指導和幫助，同時，它所提供的協作交流功能能夠真正滿足學生討論學習的需求，激發學生的交流協作興趣，提高他們的化學學習效率。

微課以視頻化的形式傳遞知識，能夠激發學生的學習興趣，滿足其個性化需求。本案例中，教師在課前將二氧化碳制取的微課視頻提供給學生，學生可以獨立觀看視頻，激發其自主探究思考，并完成課前新知預習。

案例設計

《二氧化碳制取的研究》教學設計

1.教學內容分析

本節課是人教版初中化學第六單元第二課的內容，是本單元的核心知識，是培養學生在實驗室中制取某種氣體時藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法等思路的最佳素材，對今后學習元素化合物知識、化學基本實驗及實驗探究能力培養都有深遠的影響。通過對制取二氧化碳裝置的探究，學生能夠歸納延伸出實驗室制取氣體的思路和方法，為今后研究其他氣體的制法提供了科學依據。另外，“二氧化碳的制取和性質”是新版教材內容標準中規定必須安排和組織學生完成的基本化學實驗之一，因此本節課的學習對今后學生進行分組實驗提供了有力保證。

2.教學對象分析

學生已經在第二單元學習過氧氣的實驗室制法，具備一定的“氣體的制備與收集”的實踐經驗。初步掌握了“根據藥品選擇發生裝置，根據氣體的相關性質選擇收集裝置”的實驗技能與方法，懂得氣體的收集方法與物理性質有關，因此本節課應注重知識的梳理與整合，為制取二氧化碳裝置的探究指明方向。

3.教學目標制定

知識與技能目標：掌握實驗室制取二氧化碳的反應原理；掌握實驗室制取二氧化碳的收集方法和檢驗方法；了解實驗室制取氣體的發生裝置和收集裝置的確定依據；能設計并組裝實驗室制取二氧化碳的裝置。

過程與方法目標：通過對實驗室制取二氧化碳的探究，逐步分析出制取二氧化碳的理想藥品及實驗裝置，培養創新的意識；通過對實驗室制取氧氣的思路和方法的復習，初步確定實驗室制取氣體的一般思路和方法；通過對實驗室制取二氧化碳的探究過程的體驗、反思，培養多角度、多層次地觀察和分析問題的能力。

情感態度與價值觀目標：通過實驗、問題的討論，培養求實、創新、合作的科學品質；通過教師與學生、學生與學生之間的合作、研究性學習，體驗探究成功的樂趣，激發求知欲，形成持續不斷的學習興趣。

4.教學重難點

重點：實驗室制取二氧化碳的反應原理、實驗裝置的確定及氣體制取的一般思路和方法。

難點：實驗室制取二氧化碳的實驗裝置探究。

5.教學方法及整合點

教學方法：利用信息技術的仿真功能模擬不同物質制取二氧化碳的反應現象及反應原理；再現學習過的實驗過程；模擬演示實驗過程中錯誤操作帶來的不良后果，直觀再現實驗情境，幫助學生溫習氧氣制取時的注意事項；構建虛擬實驗環境，提供多種實驗器材，學生可根據實驗方案靈活設計并組裝實驗裝置，幫助學生完成探究活動。

整合點：不易理解、微觀現象無法展現；實驗現象觀察困難，實驗步驟不易規范；課時影響，無法或沒有必要重新再做氧氣實驗室制取實驗；部分學校受實驗條件影響，難以保證每位學生人手一套齊全的實驗器材。

6.教學模式

翻轉課堂教學模式的運用，弱化了教師的主導地位，充分地調動了學生的主動性，培養學生自主學習意識的同時大大提高了課堂教學效率。

7.教學環境

在多媒體教室借助網絡，利用平臺和電子書包將課前學習和課堂學習貫穿起來，極大地調動了學生學習的主動性。

8.教學過程

課前：

①教師以微課的形式將生石灰刷墻的相關視頻放到電子書包平臺上，創設情境，引入新知，讓學生思考“為什么用生石灰刷完墻會變白變硬”。

設計意圖：通過視頻引入新知，從學生身邊熟悉的滅火器入手，使化學與生活密切聯系，讓學生感知身邊的化學物質二氧化碳。

②教師以微課的形式將判斷實驗室制取氧氣的思路和方法的視頻放到電子書包平臺上，溫故思新，講授新知。

整合點：課時影響，無法或沒有必要重新做氧氣實驗室制取實驗；知識零散，缺乏系統整合。

設計意圖：通過觀看電子書包中氧氣制取的虛擬實驗動畫，回顧知識點，同時引導學生思考實驗室制取氧氣時反應物的確定、發生裝置及收集裝置的選擇、檢驗方法等步驟，使學生初步了解氣體制取的一般思路和方法，進而進行本實驗的探究活動。

課上：

①導入新課，明確學習目標。教師解釋生石灰刷完墻會變白變硬的原因，并設疑。

師：請同學們思考在學過的化學反應中，哪些能生成二氧化碳？你能根據實驗室制取氣體的要求選擇適宜的反應嗎？

生：C+O2點燃CO2

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2

CaCO3高溫CaO+CO2

CuO+C高溫2Cu+CO2

教師點撥：實驗室通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應制取二氧化碳，即反應物為固液常溫混合。

設疑：在實驗室中應如何安全方便地制取二氧化碳呢？能否用碳酸鈉粉末代替大理石或石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳呢？能否用稀硫酸或濃鹽酸代替稀鹽酸和大理石或石灰石反應制取二氧化碳呢？

②模擬實驗。利用化學平臺演示虛擬實驗，四組對比（如圖1）。

學生觀察對比四個試管中氣泡產生的快慢。試管Ⅰ產生氣泡速率很快；試管Ⅱ產生氣泡速率適中；試管Ⅲ產生氣泡速率緩慢微弱并漸止；試管Ⅳ有白霧現象。

整合點：教材中直接給出實驗室制取二氧化碳所用的藥品，但當學生接觸到其他能產生二氧化碳的藥品時可能會混淆。該實驗對反應藥品的探究在常規實驗下存在做不好、做不了、現象不明顯等問題。而教師可以利用電子書包中平臺演示虛擬實驗的功能，將不能做的實驗模擬出來，使學生直觀了解到濃硫酸不能作為反應物的原因。

設計意圖：通過對比實驗，引導學生歸納在選擇藥品制取二氧化碳時應注意的事項，從而樹立其從多角度、多層次觀察分析、解決問題的意識。

③學生討論。用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應制取二氧化碳，制得的氣體是否較純？反應條件是否容易滿足？反應速率是否適中？并論述原由。

設計意圖：啟發學生思維，通過電子書包討論區發散思維、實時交流，提高學生的學習興趣和理解能力，調動學習積極性。

④實驗裝置的確定。教師引導學生思考問題：實驗室制取氧氣的實驗裝置由哪幾部分組成？如何選擇實驗的發生裝置及收集裝置？確定氣體發生裝置和收集裝置時應考慮哪些因素？氧氣的檢驗方法是什么？學生思考后，教師講解實驗室中制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分，列出確定氣體發生裝置和收集裝置時應考慮的因素（如圖2），并引導學生完成表格（如右上表）。

最后教師總結，因為二氧化碳可溶于水，所以不能采用排水法收集。由于二氧化碳密度比空氣大，所以可采用向上排空氣法收集。

設計意圖：比較氧氣和二氧化碳的相關性質，使學生了解制備氧氣與二氧化碳的發生裝置和收集裝置的異同。

⑤牛刀小試。學生可在實驗器材中選擇設計二氧化碳的實驗裝置，放入“器材購物車”中（如圖3），組裝好后匯報交流。

整合點：利用電子書包中信息化構建工具軟件，對裝置進行反復比較，構建出實驗裝置的幾種可能，如有操作不當可保護學生安全，啟發培養學生自主探究，在營造討論的氣氛的同時，充分培養了學生的創造思維能力。

設計意圖：此環節是本節的重點，教師對學生設計中的突破性想法要及時鼓勵，同時還要把握好探究的度，既不能對學生的創造思維置之不理，又不能操之過甚偏離了主題。引進日用品做化學儀器培養了學生對化學的親近感。

⑥反饋學習。教師引導學生結合圖4裝置回答氣體的實驗室制法有關問題：

題1：寫出圖中帶有標號儀器的名稱：a試管；b長頸漏斗；c集氣瓶。

題2：實驗室制取氣體時，選用A、D裝置可制取并收集氧氣；選用B、E裝置可制取并收集氫氣。

題3：實驗室制取二氧化碳，應選擇的發生裝置是B，收集裝置是D，選用該收集裝置的理由是二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水。

題4：實驗室制取二氧化碳常選用的藥品是：石灰石或大理石和稀鹽酸，選擇上述藥品的理由是反應速率適中，便于收集，寫出實驗室制取二氧化碳的化學方程式CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2。

題5：汽車尾氣中一氧化氮是一種大氣污染物，它是一種無色氣體，難溶于水，密度比空氣略大（接近），在空氣中能與氧氣迅速反應生成紅棕色的二氧化氮氣體。根據以上信息，判斷實驗室中制取一氧化氮采用的收集裝置是C。

整合點：電子書包對學生答題進行統計，顯示答題情況，學生互動分析。教師對學生進行個性化指導。

設計意圖：通過檢測，了解學生對二氧化碳制取相關知識的掌握情況，針對存在的問題，教師給予點撥指導。

篇9

二氧化碳（CO2）是大氣中的主要溫室氣體，現在通常被認為是導致全球氣候變暖、洪水、嚴重的熱帶風暴、沙漠化和熱帶地區擴大等生態問題的重要因素之一。

大氣中的二氧化碳主要是由燃燒煤和化石燃料產生的，這讓石油化工的生產運營不得不面臨嚴峻的生態環保考驗。

封存二氧化碳

目前降低二氧化碳的方法包括能源的合理使用，使用煤和石化燃料的替代品，通過熱帶雨林或農場等陸地封存，以及海洋處置、礦物封存、地質封存等。其中，減少二氧化碳排放最有效的方式是節能，其次是使用新能源，如天然氣、風能、太陽能和核能等，減少化石能源的使用，此外還應發展二氧化碳收集、封存及再利用等技術。

二氧化碳地質封存是將二氧化碳注入地下并長期封存于1000~3000米深的地層中，用地層的孔隙空間儲存二氧化碳，還可分為咸水層封存、枯竭油田和氣田封存。全球都可能存在適合二氧化碳封存的沉積盆地，包括沿海地區。

二氧化碳從封存的地點泄漏到大氣中，有可能引發顯著的氣候變化。因此要求封存用的地層之上必須有透水層作為蓋層，以封存注入的二氧化碳，防止泄漏。但二氧化碳同樣不可以泄漏到地層深處，否則也會給人類、生態系統和地下水造成災害。此外，對地質封存二氧化碳效果進行的測試發現，注入地層深處的二氧化碳對貯藏帶的礦物質有一定影響。

利用二氧化碳

對全球變暖而言，二氧化碳是場災難；但對石油開采而言，二氧化碳或許就是一個利器。

在油田開采最初，一部分石油在巨大的壓力下，可以自己噴射出來，但是慢慢的，有些巖層孔隙中的石油就失去了自噴能力。后來科學家們相繼發明了注水驅油、化學驅油、蒸汽驅油等采油技術。而在這其中，利用二氧化碳開采石油，不僅能把孔隙中的石油開采出來，同時還能把二氧化碳埋存在地下，可以說是一舉兩得。

這歸結于二氧化碳的化學特性。二氧化碳是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當它大量溶解于原油中時，可以使原油體積膨脹、黏度下降（黏度降低30%~ 80%），還可以降低油水間的界面張力、改變原油密度，有助于在儲層形成較有利的原油流動條件，有利于原油中輕質餾分的汽化和抽取。

純度在90%以上的二氧化碳即可用于提高采油率。在石油采鉆業中，通常的做法是用鉆孔機將二氧化碳注入地層，二氧化碳在地層內溶于石油。一般可提高原油采收率7%~ 15%，延長油井生產壽命15~20年。所用二氧化碳可從工業設施如發電廠、化肥廠、水泥廠、化工廠、煉油廠、天然氣加工廠等排放物中回收，既可實現溫室氣體的減排，又可達到增產油氣的目的。

與其他驅油技術相比，二氧化碳驅油具有適用范圍大、驅油成本低、采收率提高顯著等優點。據國際能源機構評估，全世界適合二氧化碳驅油開發的資源約為3000一6000億桶。

目前，世界上大部分油田仍采用注水開發，面臨著需要進一步提高采收率和水資源缺乏的問題。近年來，國內外大力開展的二氧化碳驅油提高采收率（EOR）技術的研發和應用，不僅能滿足油田開發的需求，還可以解決二氧化碳的封存問題，保護大氣環境。

挑剔的二氧化碳

開采和封存石油時，用的二氧化碳并不是氣體，而是一種介于氣體和液體之間的狀態，這樣可以封存盡可能多的二氧化碳。但因為有的油田因條件所限，可能會使用二氧化碳和水交替注入的方式采油。

二氧化碳驅提高石油采收率方法適用于油田開發晚期，通過co，一EOR技術（混相驅），原油采收率比注水方法約提高30%-40%；對于重質油藏，非混相驅技術一次開采采收率可達原始地質儲量的20%以上。根據油田地質和沉積類型的不同以及認識程度的差異，其增產幅度可以提高到25%一100%。我國低滲透和稠油資源非常豐富，在這些油藏中利用二氧化碳提高采收率的潛力巨大

由于經濟和技術原因，不是所有的儲層都適合于co。-EOR混相驅油，具體油田進行二氧化碳驅提高石油采收率需要與當地條件進行緊密結合。

二氧化碳驅提高石油采收率實施的儲層地質條件為：儲層的深度范圍在1000-3000米范圍內；致密和高滲透率儲層；原油黏度為低或中等級別；儲層為砂巖或碳酸鹽巖。目前，較成功的CO2-EOR技術是在距地面800米或更深的地方，地熱梯度為25一35℃/km，壓力梯度為10.5MPa/km，分離的二氧化碳將處于超臨界狀態，它的深度變化范圍為440-740kg/m3。

前景廣闊的ccus

近年來，我國在ccs（CarbonCapture and Storage，碳捕獲與封存）的研究上做了很多的工作，包括“973計劃”、“863計劃”在內的國家重大課題都對ccs的研究進行了立項，并取得了重大進展。一些企業還在實踐上進行了嘗試。2008年7月16日中國首個燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產，并成功捕集出純度為9999%的二氧化碳。

ccus（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕獲、利用與封存）技術是ccs技術新的發展趨勢，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中，可以循環再利用，而不是簡單地封存。與ccs相比，ccus將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。

二氧化碳的資源化利用技術有合成高純一氧化碳、煙絲膨化、超臨界二氧化碳萃取、食品保鮮和儲存、焊接保護氣、滅火器、合成可降解塑料、培養海藻、油田驅油等。其中合成可降解塑料和油田驅油技術產業化應用前景廣闊。勝利油田電廠已啟動ccus的示范項目。

勝利油田勝利發電廠是燃煤電廠，每年排放二氧化碳415萬噸。從1998年底開始，勝利油田便展開二氧化碳捕集研究。2010年，“勝利燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集純化工程”正式開工建設。2012年，大規模燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集、驅油及封存技術開發及應用示范項目啟動。在實際應用中，二氧化碳被注入地下后，約有50%-60%被永久封存于地下，剩余的40%-50%則隨著油田伴生氣返回地面，通過原油伴生氣二氧化碳捕集純化，可將伴生氣中的二氧化碳回收，就地回注驅油，進一步降低了二氧化碳驅油成本。而電廠煙氣捕集所得的二氧化碳在注入地下后，可有效實現碳封存。

沉積盆地是可以封存二氧化碳的地質構造，國內適宜進行石油勘探的沉積盆地總面積約為550 x 10-4平方公里。東部火力發電廠較為集中，油氣田為數甚多，是國內實施二氧化碳地質封存的有利條件。可以預測，隨著技術的發展和應用范圍的擴大，二氧化碳將成為中國改善油田開發效果、提高原油采收率的重要資源。

2014年l2月，美國《油氣雜志》最新的煉油廠調查報告。報告指出，2014年全球煉油產能低于2013年，這是自2012年達到歷史新高以來全球產能的連續第二年的下降。

《油氣雜志》的調查數據顯示，2014年全球煉油總產能稍低于8800萬桶／天，煉油廠數減少七座，能力減少7萬桶／天，主要集中存西歐美和北美。

在2014年的調查中，只有一座新煉油廠在2014年投產。它就是印度石油股份有限公司（IOC）在印度東北部海岸帕拉迪布（Paradip）其拖延已久的30萬桶／天全轉化型煉油廠，該廠2014年8月投入調試，12月投入開工準備，將于2015年3月下旬或4月初正式投產，配置處理重質和高含硫原油，生產歐S標準的燃料。

篇10

【關鍵詞】碳捕集和封存 二氧化碳 溫室效應 發展現狀

隨著工業化進程的加快，各種因素導致大氣中的二氧化碳含量大幅度增加，引起溫室效應。如何減少碳排放量成為當今科學研究的一個重要課題。碳捕集和封存（Carbon Capture and Storage，以下簡稱CCS）就是基于目前的時代背景產生的，用來解決碳排放量問題的一項技術。盡管CCS技術能有效地封存過多的二氧化碳，對于緩解溫室效應具有很好的前景，但是由于各種經濟、政策以及其他的一些原因，CCS技術目前乃至將來幾十年都面臨著巨大的挑戰。

1 推廣CCS技術的必要性

二氧化碳對于人類的生活和生產至關重要。它能夠阻擋太陽的熱量逸散進太空，使地球溫度基本恒定，讓動植物得以生存。然而近幾年來，人類的工業化進程顯著地提高了大氣中二氧化碳中的含量。從碳排放的角度來看，工業生產如煉油、制鋼、發電等，每天都向大氣層釋放出大量的二氧化碳。人們在日常生活中的碳排量也是罪魁禍首之一。小汽車、船舶、航天飛機以及家用設備等排放出的二氧化碳也顯著增加。從碳吸收的角度來看，全球植被面積有減無增，地球吸收和調節大氣中二氧化碳含量的能力也有所下降。種種因素都導致全球大氣層中二氧化碳含量持續攀升，從而引發溫室效應。溫室效應將使大氣升溫，大氣和海洋循環發生改變，影響人們的正常生活[1]。

據統計，在2010年碳排放量達到了歷史性的最高值。國際能源機構IEA（International Energy Agency）最近報告說按照這種趨勢下去，到2100年的時候全球溫度將升高超過3.5℃[2]。解決或者說緩和這個問題的方法大概可以分為兩種：一是找到清潔的能源，二是讓生產出的二氧化碳更少地進入大氣層中。

對于前者，相比于目前大量、廉價而且易于獲得的化石燃料，清潔能源的市場占有率仍舊十分有限，化石燃料的主導地位在未來幾十年不會有太大的變化。按照全球碳捕集與封存研究所（Global CCS Institute）提供的數據，全球能源需求在未來20年將增長40%，石油、天然氣等化石燃料的燃燒將繼續向大氣排放出大量的二氧化碳，溫室效應將愈發嚴重。

對于后者，許多地區和國家已經采取了一些地方政策來減少工業中的碳排放，有的是自愿性、義務性的，也有的是通過商業貿易的形式來執行。近年來人們推出了新的思路，那就是CCS技術。它是一種將工業生產中的二氧化碳捕獲、集中起來，再通過管道或者其他設備運移到一個適合封存的地質場所，把二氧化碳長期儲存起來的一項新技術。盡管二氧化碳早在幾十年前就因為各種原因被注入地下（如石油工業中通過向儲層注入二氧化碳來提高原油的采收率等），長期地將二氧化碳封存起來還是一個新概念。據估計，到2050年，在工業生產中CCS每年可以減少40億噸的二氧化碳，約為2050年所需減少的二氧化碳的9%，數量相當可觀。但是為實現這個目標，20%到40%的生產設備需要配有CCS技術[3]。由此我們可以預見CCS技術必須得到充分的重視和推廣。

2 CCS技術的基本原理

一般來說，CCS技術主要包括三個環節：捕集，運輸和儲存。具體來說，首先是將動力工廠或者各種來源的二氧化碳通過某種方法捕獲起來，然后將其壓縮、運輸到某個地點，注入地下，利于該處的上覆巖層來封隔二氧化碳，阻止二氧化碳向上逸散。隨后，再利用一些監測設備以確保二氧化碳被安全、永久地封存起來。在一個適宜的地質場所，如較深的咸水層、報廢的油氣藏或者是不再開采的煤層等，二氧化碳可以被安全封存達百萬年之久[4]。據美國能源部估計，大概有36000億噸的二氧化碳可以被儲存在地下（指美國和加拿大境內）。相比于世界上每年排放大約130億噸的二氧化碳，CCS技術對于減少二氧化碳具有很廣闊的應用前景。

在捕集二氧化碳的環節中，常用的三種方式有燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集。捕集方式的選擇按照不同的生產過程而定。例如對于水泥廠排放的二氧化碳常采用燃燒后捕集，而對于鋼鐵生產過程排放的二氧化碳則采用富氧燃燒捕集。由于實際操作中捕集到的二氧化碳往往不純，其中或多或少地含有其他氣體，所以捕集二氧化碳之后還需要對它進行進一步的分離處理。可采用某些溶劑來吸收雜質或者是用半透膜等方法進行氣體的分離。

在二氧化碳運輸環節，首先將二氧化碳壓縮成液態，然后通過卡車或者火車來將其運輸到目的地。由于二氧化碳的運輸量巨大，考慮到運輸的安全性和經濟性，現在普遍采用管道來運輸。

最后一個環節是將二氧化碳注入到一個多孔的地下巖層中，深度往往在800米甚至更深。在這個深度，二氧化碳受到高溫高壓的作用以濃稠狀的液態形式存在，密度相當于水的50%到80%之間。在這種較低的密度條件下，由于浮力的作用二氧化碳將向上運移，驅替地層原始孔隙中的液體。這也就是注入二氧化碳以提高石油采收率的基本原理。

3 推廣CCS技術的挑戰

CCS技術能否實施很大程度上基于整個項目周期的風險評估，包括從選址、設計、建造，到監測、報告、報廢等。風險評估時一個很重要的因素就是解決法律和經濟上的責任，解決這些責任如何被合理地分配給各個群體。這種風險性和不確定性包括商業層面、法律層面、以及技術層面等。理解這些風險是制定決策的前提條件。

商業層面上，一個企業或者說國家在推廣CCS技術時，如果能有效地發揮市場運行的機制，把二氧化碳作為一種商品來進行銷售和購買，吸引投資和回饋收益，則可以激活和調動人們科學研發的積極性，提高CCS技術在人們心中的認可程度等。如果一種商品只有買進，而不見具體的產出，或者產出極小，那么它也就失去了作為一種商品對于投資者的吸引力，勉強推廣CCS技術的企業也會面臨很大的風險。

法律層面上，合理和具體的法律法規是規避高風險（如推廣CCS技術）的基礎。模棱兩可的建議和號召無法吸引投資者真正行動起來自主研發CCS技術，而只有明文條款如國家支持、政府補貼等，才能給有心運行CCS技術的企業以物質和精神上的保障。

技術層面上，由于二氧化碳大部分是從工廠的廢氣中收集來的，各種雜質摻混，使得分離和捕集二氧化碳的成本十分高昂。而且由于捕集來的二氧化碳需要長期地封存在地下，它的安全性也需要技術上的保障。

所以現有的挑戰是嚴峻的。我國CCS科技研發方面，“十一五”期間在973、863、支撐計劃的部署以及相關國際科技合作項目的支持下，國內有關高校、研究院所、企業圍繞CCUS開展了基礎理論研究、技術研發和一些中小規模工程示范[5]。但在目前的條件下，較高的成本使其在國內外的應用受到了限制[6]。就現有碳捕獲技術而言，捕獲一噸二氧化碳最高成本400英鎊（642.4美元），成本過高，不適用于大規模商業生產。據路透社報道，全球碳捕集與封存研究所在其本年度關于全球碳捕集與封存部署情況的報告中警告說，根據目前的投資水平和監管不確定性來看，從現有的16個項目激增至130個項目的目標是不可能實現的。該研究所預計，其年度報告中確定的59個項目中，屆時可能只有51個能投入運行，而有些項目則不太可能實施[7]。推廣CCS技術還有很長的路要走。

4 推廣CCS技術的一些建議

如果沒有行之有效的措施，到2050年二氧化碳的排放總量將翻倍甚至更多。即使CCS技術對于減少碳排放具有極大的潛力，但如果沒有政府和相關機構對CCS技術的認可和支持，CCS技術也不可能得到充分發展[8]。目前我國科技部了CCS發展技術路線圖，但主要還是從技術研發角度，還沒有考慮到政策支持、資金支持、公眾參與等措施。

所以針對目前存在的問題，現有以下幾點建議：

其一，政府可以通過減免稅收等手段確保應用CCS的工程項目有足夠的資金。許多生產單元如生物工程、煉油廠、水泥廠等在采用CCS 技術之前，往往綜合考慮各種經濟因素，如果資金不足，就算這種技術如何減排、如何保護環境，也不可能付諸于生產實踐中。

其二，政府應鼓勵科研人員更加重視CCS技術的研發，使這項技術更加成熟可行。技術的成熟一方面可以捕獲更多的二氧化碳，另一方面還可以節約成本，是CCS長足發展的基礎。同時，如果將天然氣加工廠、煤氣廠等捕獲的二氧化碳用于油藏之中的話，還可以作為提高原油采收率的原料之一，實現廢物的二次利用。

其三，政府對于CCS技術的宣傳還應加大。目前CCS的應用所引起的重視還不夠，盡管CCS的應用前景已經得到了廣泛認證，人們對CCS技術的研究仍集中于動力單元。如果人們想達到預期的減排目標，CCS應當被用于更多的領域、更多的國家和地區；應當讓更多的人意識到CCS技術的廣闊前景，使得有關企業更快地掌握和實施CCS技術，推動CCS的廣泛發展。許多示范工程已經具備一定的競爭力，并開始執行HSE標準（Health， Safety and Environment）。這些示范工程可能對建立合理的節能標準以及增加社會的認可度有一定的幫助。

5 結語

總的來說，CCS技術的發展有賴于各項技術的協同進步，有賴于企業和政府對其的肯定和支持。在技術方面，通過改進技術從而降低捕集、運輸和封存的費用，例如深入研究各種物理、化學的吸附效率，減少捕集成本。在政策和環境方面，用支持性的法律法規吸引更多的企業來研發和運用CCS技術。只有這樣，已推行CCS技術的企業才能獲得充足的資金來長期投資、不斷研究，未推行的企業也會逐漸投身于CCS技術的推廣中來，從而有效地降低大氣中二氧化碳含量，遏制溫室效應的加劇。

參考文獻

[1] IPCC， 2005： IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz， B.， O. Davidson， H. C. de Coninck， M. Loos， and L. A. Meyer （eds.）]. Cambridge University Press， Cambridge， United Kingdom and New York， NY， USA， 442 pp

[2] Carbon Capture and Storage： Bring Carbon Capture and Storage to Market. SBC Energy Institute， 2012： http：/// sbcinstitute.aspx

[3] Technology roadmap-Carbon capture and storage in industrial applications. OECD/ International Energy Agency and United Nations Industrial Development Organization， 2011.

[4] Global CCS Institute website： http：//

[5] 彭斯震. 國內外碳捕集、利用與封存（CCUS）項目開展及相關政策發展[J]. 低碳世界，2013，（1）