时间：2023-05-31 08:55:49
一、学情不同，选择的教学切入点不同
1. 氧气
氧气是学生开始学习化学以来，最先接触并且需要系统学习的一种物质。学习之前，学生只有小学科学中学到的一些与氧气有关的知识，了解的并不深入，仅仅停留在知道的层面：学生对氧气的感性认识缺乏，学习氧气的性质，特别是物理性质学习之前，就显得较为抽象，更不用说对化学性质的感性认识。这样，学生学习起来困难比较大，入门较困难，因此教师应从认识物质的物理性质的顺序切入。
2. 二氧化碳
对于二氧化碳来说，学生的感性知识比学习氧气要多，不但小学科学已经有所接触和学习，而且生物课也学习过它的某些知识，日常接触也多一些。在化学课上，学生已经系统地学习了氧气的有关知识，包括氧气在自然界的存在、性质、制法和用途等知识，对系统地学习另外一种常见的物质的性质，困难应该小得多，因此教师应从类比探究物理性质的知识切入。
二、课标要求不同，确立的教学目标不同
1. 氧气性质的教学
氧气性质的教学，侧重于学习方法的传授，即学习一种物质性质方法的传授。例如学习物质的物理性质时，教师侧重于教学生怎样学习一种物质的物理性质的方法，并教会学生从物质的颜色、状态、气味、溶解性、熔点、沸点、密度等方面学习物质的物理性质。学习化学性质时，教师先教学生怎样观察实验，再演示实验，然后学生分组实验，最后归纳总结化学性质。所以，氧气性质的教学，除知识与技能外，更侧重于方法的学习。
2. 二氧化碳性质的教学
二氧化碳性质的教学，除知识与技能外，则更侧重于方法的应用和掌握。例如在二氧化碳性质的教学中，通过探究实验学习物理和化学性质，学生自己分析概括总结。
三、目标不同，选择的教学方法不同
1. 氧气的教学
导入上教师尽可能地采用设问、实验或影视资料引入课题，造成悬念，激发学生的求知欲望。讲课上尽量采用直观教学法，帮助学生学习氧气的性质。学习氧气的化学性质时，可结合生动的先演示和再分组实验的方法，帮助学生学习氧气的化学性质。归纳上在教师的指导下，经过归纳、分析、总结，得出氧气的性质。
2. 二氧化碳的教学
在学生认识了氧气的基础上，除保持教学方法的直观性外，教学上尽可能让学生运用学习氧气性质的方法自己探究、自己观察、自己分析、自己总结二氧化碳的性质。例如通过学生的探究实验，学氧化碳的溶解性及与水作用；分析概括二氧化碳的性质，并联系已学习的反应实例归纳分解反应和化合反应的特点。
四、方法不同，设计的师生互动不同
1. 氧气
教学基本思路：（1）创设情境：人类的呼吸离不开氧气，你对它了解多少呢？（2）观看影像资料或图片：了解自然界中的氧气和氧气的三态变化。（3）探究活动：木炭、铁丝、蜡烛在空气和氧气中能否燃烧？燃烧现象有什么不同？说明了什么？（4）归纳总结：学生在教师的指导下，分析总结得出氧气的物理性质和化学性质。
2. 二氧化碳
教学基本思路：（1）创设情境：同学们，在生物课里我们了解到了自然界里的二氧化碳总在不断地消耗、生成，你知道二氧化碳消耗、生成的某些变化吗？（2）学生阅读归纳小结：二氧化碳在自然界碳循环中的地位和作用，对自然界和人的影响。（3）交流讨论：日常生活中见到或听到的有关二氧化碳的知识。（4）实验探究：二氧化碳的溶解性及与水的作用。（5）指导学生分析概括：概括二氧化碳的性质，并联系已学的反应实例归纳分解反应和化合反应的特点。
在氧气性质的系统学习中，主要是帮助学生将氧气的性质进行较为全面的总结、深化和拓展，让学生理解氧气是一种比较活泼的物质。而对于二氧化碳的化学性质，学生了解得就比较少了。学生对于二氧化碳化学性质的认识可能停留于使澄清石灰水变浑浊的实验，但学生对于原理却不明白。因此，二氧化碳化学性质的教学，需要我们从生产、生活以及实验中的一些现象入手，从理论上作出解释，并完善二氧化碳气体的化学性质。由于两种气体的性质差异较大，教师可以在二氧化碳的教学中做一些联系和对比，使学生的学习得到巩固。
五、内容不同，教学侧重点不同
1. 氧气教学注重学法指导
氧气性质的教学是学生认识身边化学物质的第一种物质，是学生学习元素化合物起始阶段，教师在教学时应通过大量的实验、图片、生活已有的经验、生活实例等感性、直观的素材，让学生在体验中学习，培养学生学习元素化合知识的科学方法，架构认识元素化合物知识的基本框架。同时在实验中，教师要培养学生养成良好的实验习惯、规范的实验操作、认真分析实验现象、正确得出实验结论等实验基本技能，为后来学习探究二氧化碳性质打下坚实的基础。
2. 二氧化碳教学关注实验探究
二氧化碳教学是建立在氧气的教学基础上，是学生学习元素化合物知识再认识的过程。氧气化学性质探究教学上侧重于根据氧气能够跟许多物质发生化学反应的实验事实，推断出氧气是一种化学性质比较活泼的气体。而在二氧化碳化学性质探究教学上，则侧重让学生立足于科学严谨的探究实验过程和实验现象，在实验过程中对现象变化和差异进行对比和分析，推断出二氧化碳的相应的化学性质，从而为今后进一步学习探究酸、碱、盐、氧化物等物质起到承上启下的作用。
关键词 初中化学；课堂教学；二氧化碳；有效性
初中化学是学生进入化学殿堂的第一扇门，是培养学生热爱化学的重要阶段。在教学中，不但要激发学生兴趣，还要引导学生探究、合作、交流，让学生真正的在课堂上找到探索的快乐，体验成功的喜悦，从而建立高效课堂。“二氧化碳性质”是初中化学教学的重点，开发设计出现象明显、简单易操作、趣味性强新实验，实现学生的主体性，课堂的高效性。
一、丰富理念，明确目标
教师不是为了完成教学内容而去上课，而是为了培养学生能力而去上课。在教学中，教师“怎么教”要与学生“怎样学”有机的结合在一起，使两者之间相辅相成，做到教师教的“有效”，学生学得“轻松”，教师在制定教学目标时，要结合自己的教学风格和学生的认知水平，通过教学的双边关系，确定三维目标。例如在学习“二氧化碳的性质”时，结合二氧化碳的物理性质和化学性质，将课堂设计为了探究性为主的课堂。
1.知识与技能
（1）通过趣味实验，掌握二氧化碳的物理性质和化学性质
（2）二氧化碳在自然界的存在和用途
2.过程与方法
激发兴趣—观察现象—分析—猜想—设计实验—操作验证；交流—归纳；理解—运用。
3.情感态度与价值观
(1)了解生活中处处有化学，化学就在我们身边。
(2)通过开展探究活动，培养学生严谨的科学态度及科学方法。
(3)通过探究二氧化碳和水反应的事实．培养学生如何进行对比实验的设计与思路。
通过这样的设计，教师做到了“心中有数”，在学生的即时生成中，就可以有方向性的进行引导，使课堂教学看似随意，却很精心。既保护了学生的积极性、主体性，又顺利的完成了教学任务。
二、优化课堂，快乐学习
1.创建情境，激发兴趣
欢快轻松的课堂情境，会使学生积极的进入思索状态。课堂情境的创设，能够顺利的抓住学生的心，顺利的导入课堂的内容，在学生心中建立一个“？”，激发学生在接下来的探究中找到答案，从而进入求知状态。例如在“二氧化碳的性质”这节课的导入时，就采用了简单明了的投影方式。
[投影展示]学校的元旦晚会，班里的“小歌星”在舞台上演出，周围云雾缭绕，仿佛仙境一般。
学生看到自己班里的同学这么美丽的演出，都很兴奋，于是趁机提出问题。
[老师提问]咱们班的“小歌星”成仙了，怎么会有“仙气”升腾？
学生在纷纷表示那是干冰造的，主要成分是二氧化碳。
[老师导入]大家说的很好，这就是我们今天的“主角”，今天我们就来探究二氧化碳的性质。
通过这样的导入，使学生对二氧化碳产生了“好感”，觉得很神奇，都想指导这到底是怎么回事，激发了学生心中的那个“为什么”，是下面的探究就变得积极顺畅了。
2.螺旋上升，合作探究
学习就像登山一样，谁都不会一步登上山顶，都要借助阶梯一步步的上升，学生的思维也是一样的。在学生的探究过程中，教师要适当的为学生建立一定的梯度，不能太简单面，学生认为没有挑战性而失去兴趣；又不能太难，学生会觉得解决不了而丧失信心，要采取“跳一跳，摘桃子”的方法，让学生享受攀登知识高峰的乐趣。例如在学习“二氧化碳的性质”中探究二氧化碳与水反应的实验时，就利用了对比的方法来建立台阶。
[演示实验]向盛有二氧化碳的塑料瓶中注入一定量的水，摇晃震荡，观察现象？
学生看到瓶子逐渐的变瘪了，很是兴奋，纷纷提出这是为什么呀？学生经过讨论总结出二氧化碳溶于水，根据这个性质，顺势的过渡到汽水—碳酸饮料。
[探究实验]二氧化碳和水反应生成什么？
学生纷纷开始进行猜想，组织学生进行交流讨论，对二氧化碳与水的反应进行猜想，设计实验验证。
实验1：取两只试管，分别盛放少量的稀硫酸、稀盐酸，在两支试管中各滴入几滴紫色石蕊试液，观察现象并总结。
实验2：取一只试管，在里面盛放少量瘪瓶子中的溶液，滴入几滴紫色石蕊试液，观察现象并总结。
实验3：取一只用干燥的、喷有紫色石蕊试液的纸花放入广口瓶中，向里面通入干燥的二氧化碳气体，观察现象并总结。
学生在动手操作的过程中，受到实验现象的刺激，组织学生进行小组讨论、推理、得出结论，逐渐的清晰了二氧化碳与水反应的产物。
[学生总结]二氧化碳与干燥的紫色石蕊试纸做成的花无变化，说明二氧化碳与紫色石蕊不反应，另外两个实验都能使紫色的石蕊试液鲜红色，说明二氧化碳与水反应生成了酸，应该是碳酸。
通过这样的实验探究，学生逐步的理解了二氧化碳与水反应的产物，建立了干燥二氧化碳与石蕊的实验、酸与产物分别与石蕊试液反应之间的对比，使学生的思考降低了难度，掌握了化学中对比的方法，同时思维也得到了锻炼。
三、多元评价，张扬个性
学生不是课堂的接受者，而是课堂的主人。教师要时时的激励这个主人的“主动性”，用鼓励的语言激励学生的思维，使学生能够正确的对待自己的错误和不足，找到解决问题的症结所在，肯定学生在思考过程中取得的成绩，既要学生品尝到成功的喜悦；又要帮助学生树立面对失败的勇气，激励学生善于探索、勇于探索。
[老师]在实验设计时你的思维很严密，同样也要用在实验上科学的操作
学生受到鼓励，毫不犹豫的重新做了一次。通过这样的鼓励，无疑加深了学生对知识的印象，建立了学生不怕失败的精神，张扬了学生的个性，培养了学生的学科素养。
一、物理性质
1.密度不同
相同条件下，二氧化碳的密度比空气的大，而一氧化碳的密度比空气的略小。标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L，一氧化碳的密度为1.250g/L。
2.溶解性不同
二氧化碳能溶于水，而一氧化碳难溶于水。通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，而1体积的水仅能溶解约0.02体积的一氧化碳。
二、化学性质
1.可燃性不同
二氧化碳不能燃烧，而一氧化碳能燃烧。正因为二氧化碳不能燃烧，一般情况下，也不支持燃烧，且密度比空气的大，所以二氧化碳可用作灭火剂。一氧化碳燃烧时会放出大量的热，因此一氧化碳可用作燃料。
2.还原性不同
一氧化碳具有还原性，而二氧化碳没有还原性。在加热的条件下，一氧化碳能“夺走”氧化铜中的氧，将氧化铜还原成铜，化学方程式为：
3.氧化性不同
二氧化碳具有氧化性，而一氧化碳没有氧化性。当二氧化碳遇到炽热的碳时，会发生如下的化学反应：
在该反应中，二氧化碳表现出了氧化性，是该反应的氧化剂。
4.毒性不同
一氧化碳有剧毒。这是因为一氧化碳吸进肺里很容易与血液里的血红蛋白结合，使血红蛋白不能很好地与氧气结合，导致人因缺氧而头痛甚至死亡。二氧化碳没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中二氧化碳的体积分数大于或等于10%时，会使人因窒息而死亡。
5.能否与水反应情况不同
二氧化碳能与水反应生成碳酸，而一氧化碳不能与水反应。将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液会变成红色，这是由于二氧化碳与水反应生成了碳酸。该反应的化学方程式为：
CO2＋H2O=H2CO3
6.能否与氢氧化钙反应情况不同
二氧化碳能使澄清的石灰水[Ca（OH）2]变浑浊，而一氧化碳不能使澄清的石灰水变浑浊。当向澄清的石灰水中通入二氧化碳时，石灰水会变浑浊，这是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成了白色的碳酸钙。该反应的化学方程式为：
CO2＋Ca（OH）2=CaCO3＋H2O
可借助这一性质检验二氧化碳气体。
三、例题解析
例用化学方法鉴别CO2和CO这两种无色气体。
解析：本题是一道结论开放型的题目，可利用CO2和CO这两种气体具有的不同化学性质加以鉴别，具体有以下几种方法：
1.将两种气体分别通入到澄清的石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳；否则，是一氧化碳。
2.将通有两种气体的导管分别靠近酒精灯的火焰，能燃烧的气体是一氧化碳；否则，是二氧化碳。
3.将两种气体分别通入到紫色石蕊试液中，若紫色石蕊试液变成红色，则该气体是二氧化碳；否则，是一氧化碳。
4.将两种气体分别通过灼热的氧化铜，若黑色氧化铜逐渐转变成红色，则该气体是一氧化碳；否则，是二氧化碳。
课题
人教版九年级化学 第六单元 课题3 二氧化碳和一氧化碳
科目
化学
教学对象
九年级学生
课时
第一课时
作者
董林峰
单位
南雄市第二中学
一、教学内容分析
1、本课题主要介绍二氧化碳和一氧化碳的性质。关于二氧化碳，教材首先通过实验分别介绍二氧化碳的密度、不支持燃烧、溶解性。然后联系学生已有的知识，介绍二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的原因。其中，二氧化碳与水、石灰石的反应是本课题的教学难点。
2、本课题属于元素及其化合物知识的讲授，二氧化碳与第二单元的氧气是九年级化学必须掌握的重要气体。第六单元在整个初中化学中占有承上启下的地位，碳的化合物中最熟悉的就是二氧化碳，所以二氧化碳这一节是本单元的重点与核心，教材首先安排二氧化碳有关知识的学习，由此来带动其他含碳元素的化合物知识的学习。
二、学情分析
1、二氧化碳是学生继氧气之后要学习的又一重要气体。该气体与日常生活联系非常紧密，学生在前面的学习中就有所接触，但对二氧化碳的性质和用途未必有科学的了解和认识。由于学生在学习氧气时已经形成了一定的学习方法，教材中关于二氧化碳的知识，学生大都能通过预习来掌握。然而学生习惯于接受式学习，科学探究意识较缺乏，看问题多停留于表面，缺乏深思的习惯。
2、学生易错点分析：对二氧化碳使石蕊溶液变红色的原因认识易出现错误，当看到二氧化碳通入石蕊试液中，石蕊试液变红，他们就会得出二氧化碳能使石蕊试液变红的错误结论。教学中要使学生认识到：二氧化碳通入水中，一部分溶解，另一部分与水反应生成碳酸，是碳酸使紫色石蕊溶液变红色，而不是二氧化碳。
三、教学目标
1．知识与技能
（1）认识二氧化碳，掌握其重要的化学性质，了解其物理性质和主要用途。
（2）懂得设计实验来验证物质性质的方法。
（3）学会对实验中出现的现象进行分析并得出结论的方法。
2．过程与方法
（1）通过观察演示实验的现象，培养学生分析和解决问题的能力。
（2）通过让学生自己设计实验去验证二氧化碳的性质，培养学生的实验设计能力。
（3）经过亲自动手实验，让学生懂得二氧化碳可以与水反应生成碳酸。
3．情感、态度与价值观
（1）通过对二氧化碳的密度以及水溶性进行实验设计，培养学生的问题意识以及思维的严密性。
（2）通过用浸过石蕊溶液的小花来进行实验探究，让学生亲自参与到知识的形成。
四、教学重点和难点
教学重点：1．二氧化碳的密度和水溶性 2．二氧化碳与水反应生成碳酸以及碳酸的不稳定性
教学难点：二氧化碳与水、澄清石灰水的反应
五、教学过程
教学环节
教师活动
预设学生行为
设计意图
导入新课
学习二氧化碳的物理性质
探究二氧化碳的密度和溶解性
提出问题
设计实验
介绍石蕊试剂
分组探究实验
二氧化碳与水反应的原理
课堂练习
布置作业
引入：同学们在前面已经陆续的接触、学习过二氧化碳这种物质，你能归纳出它的性质么？
投影并归纳二氧化碳的有关性质
讲解：二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式。
提问：你们知道的二氧化碳的性质中，哪些是已经做过实验亲自验证并非常确定的，哪些只是由
别人告诉你的？
演示实验：
实验1.用二氧化碳倾倒阶梯上的蜡烛
实验2.在装满二氧化碳的软塑料瓶内倒入少量水
实验前让学生对实验现象进行猜想；实验后提问：你们看到了什么？这说明了二氧化碳具有什么性质。
提问：根据上述两个实验的设计意图，你们还能设计一些其他的实验来证明二氧化碳的密度比空气大且可溶于水么？
让学生思考一会儿后再投影出一些提示
让学生讲述自己小组的实验设计，并引导其他学生去评价这些设计。
讲解：今天老师还补充一个二氧化碳的性质就是二氧化碳能够与水反应。但它们的生成物到底是什么，由你们去进行实验探究。
投影并讲解：石蕊是一种植物的色素，能在酸性、中性及碱性环境下显现出三种不同的颜色
讲解：二氧化碳与水反应生成碳酸的化学方程式。以及碳酸分解的化学方程式。
投影：根据本课的有关知识点设计与生活密切相关的习题来进行知识的巩固和运用
布置作业：家庭小实验：用家里的一些物品制造并收集二氧化碳气体并对自己设计的实验进行实施，把实验的结果与老师和同学们一起分享。
学生思考、回答：二氧化碳是无色、无味的气体，密度比空气大，可溶于水、不能燃烧也不能支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊。
学生抄写、记忆
学生回答：二氧化碳的密度及水溶性是在实验室制备二氧化碳时从老师口中获知。
学生观察实验现象并思考回答：
实验1说明二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧也不能支持燃烧；实验2说明二氧化碳可溶解于水。
学生分小组讨论并进行实验设计。
学生：讲述自己的设计和准备如何实施，并对实验现象进行猜想。
学生分组实验：把浸过石蕊试液的4朵小花分别进行实验对比：（1）喷醋酸（2）喷水（3）直接放入盛有二氧化碳的集气瓶（4）喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶（5）把（4）中的小花放在酒精灯火焰上烘烤。
分析有关实验现象并获知：二氧化碳与水反应生成了酸性物质。该酸性物质不稳定，受热很容易分解。
学生抄写、记忆
学生思考、讨论
注意从学生已有的知识出发，避免了重复与罗嗦，使教学更有针对性，重点更为突出。
对需要重点掌握的知识点进行强调。
培养学生的问题意识，不要“人云亦云”，要敢于创新。
这两个实验要收集到的二氧化碳气体较多，耗时较长且实验的成功率较低，所以宜由老师演示能起到较好的示范作用。
培养学生的实验设计能力，通过小组的合作，互相启迪、互相补充、并完善自己的设计。
通过让学生讲述自己的设计提高学生的表述能力，并使学生初步学会评价和改进实验设计；通过赞美学生的设计让学生感受成功的喜悦，激发学生的学习兴趣。
通过学生亲自动手进行实验探究，让学生亲自参与到知识的形成过程中，并学会根据实析、得出结论，从而获得成功的喜悦和对化学学习的持续兴趣。
使学生能把学到的知识与实际生活联系在一起，懂得运用有关的化学知识去解决生活中的一些简单的实际问题。
让学生多动手、多思考，他们就会有更多的心得和体会，对化学的学习也就更有兴趣。
六、板书设计
第六单元课题3 二氧化碳和一氧化碳
一、 二氧化碳的物理性质
1、 无色无气味的气体；2、密度比空气大；3、可溶于水
二、 二氧化碳的化学性质
1、 二氧化碳不能燃烧，一般也不支持燃烧
2、 二氧化碳能与水反应
紫色石蕊溶液遇到酸性溶液会变红色
3、 二氧化碳能与石灰水反应
七、教学活动评价设计
一、分组实验评价（采用组间相互评价；分优秀、良好、合格、不合格四个等级。） 第一组第二组第三组第四组第五组第六组组员合作情况操作规范情况现象及分析情况 二、学习参与度评价（采用教师评价；主要以鼓励为主） 三、课堂练习评价（采用小组内同学相互评价；分A、B、C三个等级）
八、教学反思
Abstract: Carbon dioxide capture and
storage is a decisive scheme to reply the global climate change. There are three ways to capture carbon dioxide: Post-combustion, Pre-combustion, and Oxy-fuel combustion. Geological storage, ocean storage and mineral carbonation are main styles.
前言
化石燃料占当今全球能源使用量的75-80%,人类二氧化碳总排放量的3/4来源于化石燃料的使用。如果不采取特殊的措施将我们对气候的影响降到最小,化石燃料使用排放的二氧化碳将对我们生存的环境造成严重的危害:全球温度上升1.4-5.8℃、季节更替改变和无法预知的事件,给我们的子孙后代带来灾难。因此,二氧化碳减排势在必行。同时,在找到新能源替代化石燃料以前,对排放的二氧化碳合理处置也是我们亟待研究和解决的重点。
1碳捕集和封存
碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS)是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。
2二氧化碳捕集
二氧化碳捕集的目的是产生能运输到储存地点的二氧化碳高压浓缩液[1]。目前比较大的二氧化碳固定点源有:化石燃料的燃烧(电力、水泥生产、炼油厂、钢铁工业、化石工业以及石油和天然气加工等)和生物质(生物乙醇和生物能)等。
二氧化碳的捕集方式主要有四种:燃烧后捕集(Post-combustion)、燃烧前捕集(Pre-combustion)、富氧燃烧(Oxy-fuel combustion)以及工业分离(Industrial Separation)。工业分离从技术原理上,可以归入前三种。
在燃烧后捕集二氧化碳技术中,二氧化碳在化石燃料燃烧后通过化学或物理吸附法被分离出来。燃烧后捕集技术通常应用于常规发电站。此技术可从发电站的烟道气或者其它大的点源捕集二氧化碳。但是,由于烟道气中含有二氧化碳和氮气,且二氧化碳含量低,捕集规模庞大,耗费大量的能源,发电站要求具有一定商业规模。
目前燃烧前捕集二氧化碳技术广泛应用于化学肥料、化学药品、气体燃料(H2、CH4)和动力生产。燃烧前捕集技术是化石燃料高压富氧气化生成CO和H2混合气体,再将混合气体通过水蒸气,CO再与蒸汽反应生成二氧化碳并得到更多的H2。在燃烧前从排除的气流中分离出相对较纯的二氧化碳和H2。分离出的H2可作为无碳燃料。
在富氧燃烧中,氧气代替空气与燃料燃烧,产生以二氧化碳和水蒸汽为主的烟道气。水蒸汽可通过冷却凝析出。该技术捕集的几乎纯净的二氧化碳可直接运输到储存场所并储存。
燃烧后脱碳的技术核心是氨吸收脱除二氧化碳,难点在于分子水平吸附剂的开发。燃烧前脱碳的关键技术是转化制氢,涉及高温下氢的膜分离技术,包括模式转化装置、膜材料等方面的技术开发。富氧燃烧技术的关键是氧气供应及高技术涡轮机的开发。
3二氧化碳运输
捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存,为减小体积,需要将二氧化碳压缩至超临界状态,提高运输效率。管道运输是最经济有效的运输方式。2008年,美国约有5800千米的二氧化碳管道,这些管道大都用以将二氧化碳运输到油田,注入地下油层以提高石油采收率(Enhanced Oil Recovery,EOR)。
4二氧化碳封存
二氧化碳封存是指将从各种点源中捕集的二氧化碳,运输至埋存地,并注入地质结构中封存起来。二氧化碳封存方式众多,主要有地质封存、海洋封存和矿石碳化。
地质封存
地质封存一般是将超临界状态(气态及液态的混合体)的二氧化碳注入地质结构中,这些地质结构可以是石油和天然气储层、咸水层、无法开采的煤层等。IPCC的研究表明,二氧化碳性质稳定,可以在相当长的时间内被封存。若地质封存点是经过谨慎选择、设计与管理的,注入其中的二氧化碳的99%都可封存1000年以上。
把二氧化碳注入油田或气田用以驱油或驱气可以提高采收率(CO2-EOR或CO2-EGR技术),使用EOR技术可提高30%~60%的石油产量。在CO2-EOR项目中,50-67%二氧化碳气体会随着原油采出并将其分离、压缩后循环注入油藏以降低成本;在CO2-EGR技术实施过程中还要考虑储层盖层完整性、二氧化碳纯度、注入时间、注入速率等因素。
将二氧化碳注入煤层,封存的同时,也可有效的替换甲烷,提高煤层气采收率(CO2-ECBM技术)。常规的减压法开采煤层采收率仅为50%,而将二氧化碳注入煤层,甲烷采收率可达到90%,同时二氧化碳被吸附以达到封存目的。
二氧化碳注入深部含盐水层,溶解在水中,部分与矿物质缓慢发生反应,形成碳酸盐,达到永久封存目的。咸水层一般在地下深处,富含不适合农业或饮用的咸水,这类地质结构较为常见,同时拥有巨大的封存潜力。不过与油气田相比,目前人们对这类地质结构的认识还较为有限。
也有研究提出玄武岩、油气富集的页岩、盐洞和废弃矿井等也存在适合二氧化碳储存的场所。
海洋封存
海洋封存是指将二氧化碳通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。海洋封存二氧化碳潜力巨大,同时也对海洋环境造成负面的影响,海洋封存二氧化碳使海水表面二氧化碳浓度增加,改变了海洋的化学特征,造成了表层海洋酸化等,此外,封存在海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中。因此,二氧化碳海洋封存需要关注渗漏可能造成沉积环境的改变及局部海洋酸化的风险。
矿石碳化
矿石碳化是利用碱性和碱土氧化物,如氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)将二氧化碳固化,这些氧化物与二氧化碳反应后生成碳酸镁(MgCO3)和碳酸钙(CaCO3),达到永久封存目的。如天然形成的含硅酸盐矿物质,蛇形岩,在世界各地分布众多,将燃煤产生的二氧化碳萃取物注入岩石,会生成稳定的碳酸盐。
5前景
全球应对气候变暖和环境改变的举措正如火如荼的进行着:2009年,全球发电设备巨头阿尔斯通和全球化工业领先企业陶氏化学公司合建的碳捕集试验电厂成功运行;英国RWE npower投资的Aberthaw电厂2010年投入使用;欧盟第六框架计划的中国-欧盟二氧化碳捕集与封存合作项目,旨在提供技术指导,并于2010年之前在中国设计一座燃煤电厂,进行二氧化碳捕集与封存;澳大利亚温室气体技术合作研究中心(CO2CRC)的Otway项目,将通过天然气井向地下岩层灌注10万吨二氧化碳;北达科塔大学能源与环境中心负责管理的平原CO2减排合作伙伴方,将在加拿大阿尔伯塔和威利斯盆地进行二氧化碳封存,将二氧化碳灌注到一个主要的咸水层结构等等。
二十一世纪为天然气世纪,世界能源发展总趋势是向低碳化以至无碳化方向发展。二氧化碳捕集与封存势必是应对全球气候变化的决定性方案之一。
参考文献:
[1] Bert Metz,Ogunlade Davidson,et al. IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage[M]. UK:Cambridge University Press,2005.
[2] " UNEP CCS-guide Can carbon dioxide storage help cut greenhouse emissions"? 2006.4
[3] "NETL 2007 Carbon Sequestration Atlas",2007
关键词 初中化学；情境创设；提高；必要性
一、创设情境，证明二氧化碳不支持燃烧的性质
在一个神秘的山洞里，人们传说着这个山洞里面有个捉狗怪，为什么呢？因为每次人们和狗一起进山洞的时候人们总是没有什么事情发生，而狗总会神奇的死亡。而且人们举起火把进入洞中时，火把总能燃烧，而当人们把火把放的高度很低的时候，就比如和狗的高度差不多的时候，火把就会吸，灭。所以一直以来就有这么个传说。那么我们同学们都知道这个世界我们是要相信没有什么神怪的，只有相信科学才是正确的，可为什么人能进入这个山洞而狗进去后就会死呢？请大家思考。
通过设置这么一个场景，同学们立刻就产生兴趣了，大家都陷入思考了，不会再有上课走神，打瞌睡的现象了，因为这个小故事本身就很有趣味的。这时笔者再给同学们一点小小的提示。告诉大家从气体方面着想。
问题一：什么样的气体不支持生命呢？
待大家思考一会，有某些同学会很兴奋的说是二氧化碳。这时笔者会夸奖这位同学回答的非常好。
笔者又接着提醒大家在这个山洞里狗儿会神秘的死去会不会是因为它们呼吸不到氧气，只能吸收二氧化碳导致的呢？
这时候同学们肯定都会质疑，为什么人进去了就没事呢？
问题二：同一个山洞，为什么人进去可以正常生存，而狗却不能呢？也就是说人能呼吸道氧气，而狗却只能呼吸到二氧化碳呢？
此时笔者就为同学们板书出二氧化碳的第一个性质：二氧化碳不支持生命。
此时大家都不再相互交流而是独自思考起来。这时笔者看情形差不多了，就告诉学生们，其实答案很简单，因为山洞空气下层是二氧化碳，由此解释学生恍然大悟，此时笔者再设置一个问题。
问题三：二氧化碳和空气相比在密度方面有何特征？
此时笔者再板书出二氧化碳的第二个性质：二氧化碳的密度比空气大。
问题四：火把在二氧化碳的气体中就会熄灭，说明二氧化碳的什么性质呢？
这时同学们都会异口同声的回答道，二氧化碳具有不支持燃烧的性质。
二、创设情境，证明二氧化碳易溶于水的性质
拿出一个简易的易拉罐，然后摇一摇，当众扯开易拉罐，这时同学们就会发现有好多泡沫冒出。
问题五：这是什么原因导致会有许多的泡沫产生呢？
同学们陷入了深深的思考中。然后有积极的同学发言了，这是二氧化碳气体溶于液体中了。笔者当着全班同学的面好好的夸奖了他一下，并将他的回答总结补充下，这是由于我们的工人师傅们讲二氧化碳加压溶于啤酒等一些液体中了，然后笔者在摇晃后再拉开易拉罐，压强突然减小了，二氧化碳气体就，冒出来了，也将啤酒或其他液体给带出来了，这就产生了我们所看到的泡沫了。这时笔者看着大家茅塞顿开的样子，抛出问题五。
问题六：以上事实说明二氧化碳的什么性质呢？
这时很快就有同学们说出答案了：说明二氧化碳易溶于水。全班同学都赞同这样的答案，笔者也予以确认了。
这时笔者终于把二氧化碳的重要性质全部告诉给同学们了。大家都很兴奋，接下来笔者就会告诉大家如何制取二氧化碳。
三、创设情境，讲述如何制取二氧化碳
问题七：同学们既然二氧化碳具有易溶于水的性质，我们再制取二氧化碳的装置中能不能像制取氧气一样采取排水制取二氧化碳呢？
同学们都回答道不可以。笔者很满意大家的回答接下来笔者又问大家另一个问题了
问题八：既然二氧化碳的密度比空气大，那我们可不可以采用向下排空气法来收集二氧化碳气体呢？
大家陷入思考中，很多同学都回答道可以。笔者很高兴的说道同学们真的是太聪明了可以举一反三，请大家参考我们的课本，看看书本中所画的二氧化碳制取装置。
待大家都看了一会后，笔者又问同学们了，既然我们采用这个方法收集二氧化碳气体，那我们该如何来验证我们收集的二氧化碳气体是否收集满了呢？
问题九：利用向下排空气法收集二氧化碳气体，我们如何验证收集的气体是否已满了？
大家都很茫然了，这时笔者提醒大家了，请大家好好回忆下，我们讲的那个故事中，火把在二氧化碳中就熄灭了呀。那我们可不可以利用二氧化碳不支持燃烧的性质呢？这时就有反应很活跃的同学回答道，我们可以在瓶口处放置一跟燃烧的火柴，若是瓶中的二氧化碳气体已收集满的话，燃烧的火柴就会熄灭的，如果收集的气体不是很满的话，火柴就可能不能熄灭。笔者很赞许的看向这位同学，表示他说的非常好。
这样，我们就把二氧化碳制取所要注意的收集方面的知识讲的差不多了。这时笔者再帮大家梳理思路，由于二氧化碳的密度比空气大，我们可以采用向下排空气法收集二氧化碳气体，由于二氧化碳的不支持燃烧的性质，我们可以用一根燃烧的火柴来检测收集的二氧化碳气体是否收集满了。
知识目标
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；
通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；
通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；
能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；
通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；
通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；
通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。
情感目标
在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；
在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。
教学建议
课堂引入指导
方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。
方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。
方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。
知识讲解指导
注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。
联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。
关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；
本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。
讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。
注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。
课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。
布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。
教学设计方案一
教学过程：
【引言】
二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。
（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）
1.碱式碳酸铜热分解
2.蜡烛燃烧
3.木炭燃烧
4.石墨等碳单质在氧气中燃烧
5.木炭还原氧化铜
6.碳在高温下还原氧化铁
7.碳酸受热分解
8.人或动物的呼吸
9.高温煅烧石灰石……
引导学生讨论作为实验室制法的条件是：
1.制取应简便迅速；
2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；
3.操作简单、安全，易于实现。
学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。
【板书】第四节二氧化碳的实验室制法
【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。
【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。
【板书】一反应原理
1.试剂石灰石或大理石盐酸
【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。
【板书】2.原理：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2
【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？
【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）
【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。
【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）
【板书】二、反应装置：
（学生回答、教师归纳）
【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图
【讨论】
1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？
2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？
3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？
4.如何检验二氧化碳是否收集满？
（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）
【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。
【讲解】
1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。
2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。
3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。
4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。
【板书】三收集方法：向上排气法
验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。
【板书】四、实验室制取二氧化碳
【演示】制取并验证二氧化碳气体。
【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？
（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）
【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。
【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍
【演示】灭火器原理实验。
常用二氧化碳灭火器主要有：
（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器
【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：
1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。
2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。
3.根据气体的物理性质（尤其是密度及其在水中的溶解性），选择合适的收集方法及验满方法。
教学设计方案二
教学重点：实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。
教学难点：从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室气体装置的设计思维水平。
教学过程：
【引入】
节课我们学习了二氧化碳的性质，今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。
根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析，在实验室制取一种气体应考虑哪些因素？
学生活动：以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。
【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?
学生活动：
列出很多反应
除大家列出的反应外，还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。
提问：以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是？说明原因。
学生活动：通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2的反应。
[板书]：
实验药品：
1．石灰石和稀盐酸
2．反应原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2O请归纳反应的特点。
3．反应装置：固液不加热装置
4．收集装置
向上排空气集气法
提出探究问题：设计何种实验装置来制取CO2？（至少2种）
教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考
学生活动：分组讨论。小组活动。
1．首先考虑制氢气的装置。
2．在制氢装置基础上，改进实验装置。
3．提出各种装置的创意。
4．画出草图，有小组代表上台展示并讲解设计思想。
5．其他小组质疑。
（建议：此处应提供可制备CO2的各种仪器及组装好的装置图。最好是动态的。）
在同学们的共同设计中找到满足条件的设计。
1．简易气体发生装置（试管、导气管）
2．将试管改为烧瓶、广口瓶等较大液体容器。
3．类似启普发生器装置（气体出口有控制开关或固液分离机关设计）
提出问题：根据大家的设计，总结满足需要的制取CO2的合理装置。
1．制取少量的气体
2．一次性制取大量的气体
3．随时开始随时停止的实验装置。
【结束】
提问：根据CO2的制取装置的讨论，总结实验室制取气体的装置的一般思路。
（建议：此处应设计动画图。）
学生活动：小组讨论
根据药品的状态、反应条件及待制取气体的气体的溶解性、密度等因素来考虑制取气体的装置。
1．固体加热装置。例如制氧气。
2．固液不加热装置。例如制氢气、二氧化碳。
探究活动
家庭小实验：
1.使学生掌握钠的氧化物的性质
2.使学生掌握钠的重要化合物的用途
3.通过碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性实验,使学生掌握它们的鉴别方法
(二)能力目标
培养学生的观察能力;训练学生用对比的方法认识事物和全面地分析事物的逻辑思维能力;完善学生的实验能力和创造思维能力。
(三)情感目标
1、通过设计实验方案，认识与解决未知化学问题，使学生热爱科学，尊重科学，感悟到科学研究的魅力。
2、通过阅读侯氏制碱法对学生进行化学史教育及爱国主义教育。
教学重点：碳酸钠与碳酸氢钠的性质及其鉴别方法
教学难点：Na2O2与CO2的反应
教学方法：实验分析法
教学过程：
[引入]回忆钠的化学性质存在钠的化合物
[板书]第二节钠的化合物
请同学们举出一些钠的化合物。
[板书]一、钠的氧化物
1、展示Na2O、Na2O2样品，让学生观察后总结出二者的物理性质
2、[实验2-5、2-6]过氧化钠与水反应
[讨论]1.写出过氧化钠与水反应的化学方程式
2.7.8克的过氧化钠与足量的水反应,共转移的电子数是多少mol?
[指出]Na2O2还能与CO2反应生成Na2CO3和O2。
[设问]1、为什么呼吸面具和潜水艇里要用Na2O2。
2、指出上述反应的氧化剂与还原剂,氧化产物又是什么?被氧化与被还原的元素分别是什么?用单线桥标出电子转移的方向的数目.
[设问]根据过氧化钠的这一性质,过氧化钠的重要用途是什么?
[讲述]过氧化钠是强氧化剂，可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等。
[师生共同列表比较]
氧化钠过氧化钠
化学式
色态
稳定性
氧的化合价
氧化性
与水反应
制备
用途
[设问]1、过氧化钠如何保存?
2、过氧化钠粉末投入盐酸中将会发生哪些反应?
[补充]有关过氧化钠的计算
例：氧化钠与过氧化钠的混和物70g与98g水充分反应,所得溶液溶质的质量分数是50%,求原混和物中氧化钠与过氧化钠的质量分别是多少克?
[板书]二、碳酸钠和碳酸氢钠
出示碳酸钠和碳酸氢钠样品，请同学们归纳出它们的物理性质。
介绍：在相同条件下碳酸钠比碳酸氢钠的溶解度要大。
[实验2-7]碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸反应。
请同学们归纳实验结论，板书化学反应方程式：
[板书]1、与盐酸反应：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O
[讨论](1)如何理解碳酸钠比碳酸氢钠与盐酸反应要慢?
(2)相同物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应放CO2的量有何关系?消耗HCl的物质的量有何关系?
[设问]该反应能否用于鉴别碳酸钠与碳酸氢钠呢?(通常不用)
[实验4-6]加热碳酸钠与碳酸氢钠固体,用澄清石灰水检验有无二氧化碳生成.
[生板]写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式
[板书]2、受热分解(碳酸钠较稳定，碳酸氢钠受热不稳定：)
2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O
[讨论]1、如何鉴别Na2CO3、NaHCO3、NaCl三种白色粉末?
2、共同完成下表：
碳酸钠碳酸氢钠
化学式Na2CO3NaHCO3
俗名苏打、纯碱小苏打
颜色、状态白色粉末无色晶体
溶解性大小
热稳定性对热稳定受热易分解
与酸反应能、慢能、快
与碱反应不一定能
用途
[设问]当碳酸钠和碳酸氢钠外因条件变化时，二者可否相互转化?
提示：Na2CO3也具有CaCO3相似的性质：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
NaHCO3也具有Ca(HCO3)2相似的性质：2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O
学生阅读“侯氏制碱法”，学习他的钻研精神和爱国精神。
[练习]1.在三个密闭容器中,分别装有:A过氧化钠和碳酸氢钠B过氧化钠与碳酸氢铵C过氧化钠与碳酸氢钙,其中它们的物质的量都是1摩,将它们加热至3000C，经充分反应后排出气体,写出各容器内残留的固体名称及其物质的量:A___________B__________C_____________.
一、创设探究问题的情景，引导学生进行探究活动
采用“探究式实验教学”，首先教师应根据教学内容和学生的实际，精心设计教学过程。在每一个教学环节的安排上，都充分考虑如何让所有学生都动手动脑，充分挖掘每个学生的潜能，注重培养他们的思维能力、观察能力、操作能力、创新能力。例如在教学“二氧化碳”一节中，让学生自备一瓶汽水（雪碧，可乐均可），教师事先准备好其他所用实验仪器及药品（如酒精灯，小试管，石蕊试液，石灰水，盛有高低不同蜡烛的烧杯等）。上课时教师首先借助图片（二氧化碳的用途）及生活中的遇到的实际问题来激发学生的学习兴趣，唤起学生的求知欲。然后拿起一瓶汽水问：这里面逸出的气泡是何物质？本节课我们将探究汽水中气体的性质。这时学生情绪高涨，有的学生已迫不及待地动手了，老师应该及时地强调探究计划，指导学生有目的的探究。如：你准备探究那些性质？由学生阅读教材归纳和猜想：
①物理性质：颜色、状态、气味、密度、溶解性等。
②化学性质：
（1）不燃烧也不支持燃烧。
指导学生点燃两只短蜡烛，分别放在白铁皮架的两个阶梯上，把白铁皮架放在烧杯里，沿烧杯壁倾倒二氧化碳，观察蜡烛先后发生的现象。
从实验可以观察到的现象是：二氧化碳可以使蜡烛火焰熄灭，下层阶梯上的蜡烛先熄灭，上层的后熄灭。
教师问：（A）为什么蜡烛会熄灭？
（B）为什么下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭？
由学生分析现象得出结论：二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧；二氧化碳密度大于空气的密度。
（2）二氧化碳不供给呼吸。
指导学生在一个密闭玻璃容器中放入一只小白鼠。学生观察：开始时小白鼠在容器内上窜下跳，但慢慢地小白鼠的行动开始变慢，最后小白鼠不动了，将其取出发现已经死亡。
教师问：为什么小白鼠的灭亡有一个过程？
由学生总结：这是由于刚开始时容器中有部分氧气可供小白鼠呼吸，但慢慢地容器中氧气减少，二氧化碳含量增大，所以小白鼠死亡。说明二氧化碳不供给呼吸。
（3）二氧化碳与石灰水反应。指导学生设计
（A）将少量二氧化碳通入滴有酚酞的石灰水中、学生观察到红色逐渐变浅到消失。
（B）将少量二氧化碳通入石灰水中，学生观察到石灰水变浑浊。
（C）足量二氧化碳通入石灰水中。
现象：学生观察到先变浑浊然后又变的澄清。
教师问：为什么会出现上述现象呢？
由学生分析得出结论：二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀，且碳酸钙又跟过量的二氧化碳反应生成溶于水的物质。
通过设计探究问题情景，引导学生探究，使学生不仅学会了二氧化碳的化学性质，同时增强了学习兴趣，使学生在学习中感到自己的不足，从而产生求知的欲望和学习动机。在实验过程中，要随时抓住这种时机把学生对实验的兴趣，求知欲引导到积极的主动学习的轨道上去。
二、引导学生获得亲身参与探究的体验
要让学生亲身参与探究活动，学习科学的探究方法，让学生通过实验完成三项任务：看到什么，想到什么，查到什么。即完成实验操作、观察现象的任务；积极思考、分析原因的任务；阅读教材、查阅资料的任务。这样让他们养成良好的学习习惯，培养他们一定的学习能力。如“二氧化碳性质”的教学中，由汽水逸出二氧化碳后，质问学生，你能确认是二氧化碳吗？怎样验证？然后由学生自己设计实验证明。接着又发问：由汽水还能想到什么？提出既然汽水中可以逸出二氧化碳，说明二氧化碳能溶于水。指导学生设计实验探究二氧化碳能溶于水。取两个分别装有空气、二氧化碳的塑料瓶，分别向里注入等量的水，充分振荡，观察两瓶中的现象，从而得出二氧化碳能溶于水的性质，然后让学生观察汽水瓶上的商标，有的学生提出问题：为什么商标上写碳酸饮料呢？然后让学生阅读教材。引导学生设计实验探究二氧化碳与水反应生成碳酸。取四朵用石蕊试液染成的紫色的干燥纸花分别进行如下实验：
（1）将稀盐酸喷洒在纸花上，学生观察现象。
（2）向紫色的小花上喷水，学生观察现象。
（3）将紫色的小花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，学生观察现象。
（4）先在小花上喷水，然后将小花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，学生观察现象。
这样，通过探究实验不但得出二氧化碳能与水反应的结论，还掌握了碳酸不稳定的性质。在探究的过程中，学生学会了科学探究的方法。他们的心情多么愉快和激动，实现了新课标提出的新的教学理念“让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩，与人类息息相关的化学，积极探索化学变化的奥秘，形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。
三、自评、互评、归纳总结、体验探究成果
每探究完一项内容，都让学生自由发言，谈谈他设计的实验优、缺点，或者是小组互评，最后由学生归纳、总结、得出结论。该过程既是培养和提高学生探究过程，又是一个创新过程。
我认为在化学教学中采用探究式实验教学，它充分发挥了学生的主体作用，培养了独立思考的能力和创造思维的能力，促进了学生智力与非智力因素的同步发展。为检验其效果，我们对二个班的学生进行了问卷调查。结果显示：
（1）在掌握知识方面，有87%的学生认为，学氧化碳式性质时，由自己或师生交替操作实验，更有利于掌握实验技能。有98%的学生感受到通过探究式实验教学的学习，更有助于对二氧化碳性质的理解。
（2）在培养学习兴趣方面，有95%以上的学生都喜欢上“实验探究”化学课。
（3）在培养学生科学品质方面效果明显。过去，能够镇定沉着地操作实验的学生仅占18%，而在实施探究式实验教学后，已有66%的学生能够熟练地独立地进行实验操作。
一、二氧化碳的捕集
二氧化碳的捕集方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法等。
工业上常用的吸收法分为物理吸收法和化学吸收法[1]。物理吸收法是指采用水、甲醇等作为吸收剂，利用二氧化碳在这些溶剂中的溶解度随压力而变化的原理来吸收的方法。其关键在于吸收剂的选择，要求具有对二氧化碳的溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、无毒性以及性质稳定的特点。
化学吸收法是利用二氧化碳的酸性气体的性质与弱碱性物质发生化学反应，然后加热生成物，分解得到二氧化碳。该方法的关键是控制好吸收和解吸的条件。吸收剂应对二氧化碳具有选择性、不易挥发、腐蚀性小、粘度低、毒性小、不易燃。常用的吸收剂有醇胺、碳酸盐等的水溶液，吸收剂浓度通常不超过50%。
吸附法是一种利用固态吸附剂（活性炭、天然沸石、分子筛、活性氧化铝和硅胶等）对原料气中的二氧化碳进行有选择性的可逆吸附来分离回收二氧化碳。吸附剂在低温（或高压）条件下吸附二氧化碳，升温（或降压）后将二氧化碳解吸出来。一般需要多座吸附塔并联使用以保证整个过程中能连续的输入原料气，连续地取出二氧化碳气及未吸附气体。其关键是吸附剂的载荷能力，主要决定因素是温差（或压差）。
膜分离法是利用某些聚合材料，如醋酸纤维、聚酰亚胺、聚砜等制成的薄膜，利用其对不同气体的不同渗透率来分离。膜分离的驱动力是压差，当膜两边存在压差时，渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜，形成渗透气流，渗透率低的气体则绝大部分在薄膜进气侧形成残留气流，两股气流分别引出，从而达到分离的目的。
上述各种方法均有各自的优、缺点，可以单独使用，也可以结合起来使用，例如物理化学吸收法、膜分离-吸收联合法。在实际生产中需根据原料气的组成、处理量及对二氧化碳产品纯度的要求来选择合适的方法。
二、二氧化碳的资源化利用
二氧化碳不仅广泛应用在石油开采、冶金、焊接、低温冷媒、机械制造、人工降雨、消防、化工、造纸、农业、食品业、医疗卫生等传统领域，还可应用于超临界溶剂、生物工程、激光技术、核工业等高科技领域。近年来，二氧化碳在棚菜气肥、蔬菜（肉类）保鲜、生产可降解塑料等领域也展现良好的发展前景。根据二氧化碳的利用方式不同，可将其应用分为物理利用、化学利用和生物利用三个方面[2]。
二氧化碳的物理利用主要有以下方面：（1）作为惰性气体用于焊接保护气、烟丝膨化剂、灭菌气体；（2）作为冷却剂用于原子能反应堆的冷却和食品工业中的冷却及冷冻等。（3）作为压力剂用于粉末灭火剂的压出剂、喷枪喷射剂、碳酸饮料、鲜啤酒压出剂、混凝土破碎。（4）用作清洗剂，超临界二氧化碳对有机物有极好的溶解性，可用于光学零件、电子器件、精密机械零件进行清洗。（5）用于原油开采，超临界二氧化碳可以与原油混溶，降低其粘度从而提高老油井石油采出率。
二氧化碳的化学应用较广泛，可以被用于生产种类繁多的有机、无机化工产品[3]。利用二氧化碳与焦炭在高温下反应制得一氧化碳气体，继而进行羰基合成可生产醋酸、甲酸等产品。与氨作用合成尿素是二氧化碳最大规模固定和利用方式，以尿素为基础还可以生产出碳酸二甲酯等重要化学品。二氧化碳通过催化氢化生成甲醇是一种很有发展前途的化工利用方法。甲醇不仅是重要的化工原料，而且由于它易于储存和运输而被用于替代化石燃料。早在2003年，中国有关部门已将甲醇燃料列入国家替代油源发展计划。甲醇是含氧化合物，辛烷值高，燃烧充分，燃烧排放有害物质明显低于石油燃料。以二氧化碳和环氧化物共聚物为代表的二氧化碳基塑料已经成为一个研发的热点。这类塑料可降解，有助于解决塑料“白色污染”问题，是发展最快的塑料品种之一。最近，东京大学的野崎京子教授等发明了一种用丁二烯和二氧化碳共聚合成高性能塑料的高效利用二氧化碳的方法，塑料中二氧化碳的重量百分数可高达29%[4]。
就地球的整体碳循环过程而言，通过生物的方法固定并转化二氧化碳是地球上最符合自然规律的利用方式，因此二氧化碳的生物利用也越来越受到重视。二氧化碳可以用来养殖生长周期短的植物或藻类以生产生物燃料。其中利用微藻固定二氧化碳技术极具开发和应用潜力，这主要是由于微藻固定二氧化碳的能力及其通过光合作用合成生物燃料的速度远高于传统作物。另外，由于微藻能够利用生活及工农业废水作为氮、磷和其它营养物的来源，因此可以实现废水处理、二氧化碳固定和生物燃料合成三种过程的耦合，从而使过程的经济效益和环境效益最大。
三、 结束语
二氧化碳排放及与之相关的气候变化问题已经成为一个目前迫切需要解决的重大国际问题，通过合理的途径实现二氧化碳的资源化利用是解决这一问题的最佳途径之一。通过化学、生物等方法将二氧化碳转化成为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品就成为了研究工作的热点方向。开展二氧化碳资源化利用需要企业和科研机构的通力协作，同时政府应进行相应的政策引导，从而促进技术突破及推广应用。
参考文献：
[1] 李晓斌.二氧化碳的捕集分离技术的研究进展[J].广东化工，2014， 41（5）： 115-116
[2] 王文珍，张生琦，倪炳华，等， CO2的绿色利用技术研究进展[J]，化工进展，2013，32（6）： 415-1422
关键词：二氧化碳 石油采收率 实施方法
提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，近年来因为石油价格的飞速提高，化学驱应用效益的降低，注气驱应用范围越来越大，技术也得到了不断提高。我国油田的储层属于陆相沉积，非匀质严重，而且原油的粘度又比较高，上升很快，水驱采收率较低，所以发展提高采收率技术已经成为我国石油工业继续发展的一项迫切要求。同时随着人类社会的不断进步，温室气体的大量排放引起的全球变暖问题日益严峻，在短期内没有其他合适的气体能够代替烃类能源，一种比较可行的方法就是把二氧化碳注入地下，利用二氧化碳提高石油采收率是很重要的途径。同时利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。
一、利用二氧化碳提高石油采收率的机理
我国CO2----EOR主要是因为下面各种因素互相作用的结果：
1、二氧化碳能够促使原油的体积膨胀。二氧化碳被注入油藏以后，能够在原油中充分的溶解，能够促使原油的体积增加10%――100%。这样不但能增加地层的弹性，还会大大减少原油在流动过程中的阻力，从而达到提高原油采收率的目的。
2、利用二氧化碳能够降低原油粘度。二氧化碳被融入原油以后，一般情况下可以把石油的原来的黏度降低0.1.原油开始的粘度越高，黏度降低的幅度越大。黏度得到降低以后，原油的流动能力就会得到加强，产油量就会提高。
3、利用二氧化碳能够有效的改善油水的流动比。二氧化碳融入原油和水以后，黏度就会降低20%到30%，流度就会随之提高。这种综合作用的结果就会导致原油和水的比例趋于接近，水驱波及的体积扩大，这样就会利于原油的采出。
4、利用二氧化碳提高石油采收率利于降低界面的张力。二氧化碳比较容易溶解于原油，这样的结果就会大大降低油水的界面张力，有利于原油提高原油的流动性能，从而达到提高原油采收率的目的。二氧化碳和原油混相以后界面的张力就会降为0，在理论上能够使石油采收率达到100%。
5、利用二氧化碳提高石油采收率能够萃取原油中轻烃。CO2注入油藏后，部分CO2未溶解于油水中的CO2能萃取原油中的轻烃，使原油相对密度降低，黏度降低，从而提高原油流动性能，有利于开采。
6、利用二氧化碳提高石油采收率能够起到溶解气驱作用。随着油井生产井附近的地层压力下降，地层原油中溶解的CO2逸出，逸出的CO2气体驱动原油流入井筒，形成内部溶解气驱。
二、利用二氧化碳提高采收率的实施方法
当前利用二氧化碳提高采收率的实施方法有二氧化碳混相驱、二氧化碳非混相驱和二氧化碳吞吐，其中二氧化碳混相驱的应用较为普遍。
1、二氧化碳混相驱。二氧化碳混相驱一般采用二氧化碳和水交替注入储层的方法，具体的注入方法取决于储层的性质，主要注入的方法有连续注入、简单注入锥形注入等。在实施过程中首先注入二氧化碳，因为连续注入二氧化碳驱替油层的时候宏观波及系数较低，因此要改为注水来改变二氧化碳的驱油速度，扩大二氧化碳的波及效率。基本原理是二氧化碳和地层的原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，这个前缘作为单相流体移动并有效的把原油驱替到生产井，因为是混相，多孔介质中的毛细管力就会降为0，理论上可以使微观驱替效率达到100%。混相驱要求油藏压力高于或等于二氧化碳与原油完全混相的最低压力（MMP）。由于受地层破裂压力等条件的限制，该方法通常用于原油相对密度小于 0.89g/ cm3，油层温度小于1200C的中、深层油藏。通过二氧化碳混相驱，原油采收率比注水方法提高约30―40%。根据以往的经验，二氧化碳混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义：不合适水驱开采的低渗透油藏；水淹后的砂岩油藏；接近开采经济极限的深层、轻质油藏。
2、二氧化碳非混相驱。二氧化碳非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱或惰性气驱，一般以重力稳定二氧化碳 注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出。主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张力减小。另外，二氧化碳还可以提高或保持地层压力，当地层压力下降时，二氧化碳就会从饱和了二氧化碳的原油中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。适用于非混相驱的油藏类型主要有：重油或高黏油油藏；压力衰竭的低渗透油藏；高倾角、垂向渗透率高的油藏。
3、二氧化碳吞吐。二氧化碳吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以及二氧化碳对轻烃的抽提作用。该方法的一般过程是把大量的二氧化碳注入到生产井底，然后关井几个星期，让二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。这种单井开采技术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广。一般对开采下面几类油藏具有更重要的意义：井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效的小型断块油藏。裂缝性油藏、强烈水驱的块状油
藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。不能承受油田范围的很大前沿投资的油藏。二氧化碳吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点，能在二氧化碳耗量相对较低的条件下增加采油量。
三、结论
总之，利用CO2提高原油采收率是一种有效的提高原油采收率的方法，它一直受到科研人员的重视。特别是现在温室效应的存在，为注CO2开发油气田提供了一个更有利的环境。我国注CO2技术也日趋成熟，不少CO2气源被发现，实施合理的方案充分利用这些气体将是我们面临的主要难题。
参考文献：
[1] 宋道万. 二氧化碳混相驱数值模拟结果的主要影响因素[J]. 油气地质与采收率. 2008（04）
[2] 张清正，刘铁桩，曾贤辉，徐先华. 低渗油藏二氧化碳混相驱技术研究[J]. 西部探矿工程. 2001（03）
C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非极性分子。在CO2分子中，碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠，生成两个∏三中心四电子的离域键。因此，缩短了碳―氧原子间地距离，使CO2中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道，CO2为直线型分子式。二氧化碳密度较空气大，当二氧化碳少时对人体无太大危害，但其超过一定量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，但并不会中毒。二氧化碳的气体密度：1.96g/L 液体状态，表面张力：约3.0dyn/cm ，密度：1.8kg/m3，粘度：比四氯乙烯粘度低得多，所以液体二氧化碳更能穿透纤维。） 二氧化碳分子结构很稳定，化学性质不活泼，不会与织物发生化学反应。它沸点低(-78.5℃)，常温常压下是气体。特点：没有闪点，不燃；无色无味，无毒性。
二、二氧化碳的产生
凡是有机物（包括动植物）在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出CO2，石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中，也要释放出CO2，石油、煤炭在生产化工产品过程中，也会释放出CO2，所有粪便、腐植酸在发酵，熟化的过程中也能释放出CO2，所有动物在呼吸过程中，都要吸氧气吐出CO2，所有绿色植物都吸收CO2释放出氧气，进行光合作用。CO2气体，就是这样，在自然生态平衡中，进行无声无息的循环。
1.工业制法
高温煅烧石灰石 CaCO3=高温=CaO + CO2
2.实验室制法
大理石或石灰石和盐酸反应通常需要对气体进行除杂干燥，盐酸反应时会挥发出氯化氢(HCl)气体，所以要通过饱和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液除去气体中的氯化氢。溶液中的反应，气体溢出时会带出水蒸气，所以要求严格或必要时要对气体进行干燥，通常用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。
CaCO3+ 2HCl =CaCl2+ H2O + CO2
点燃 C+O2=CO2
另外，不能用碳酸钠和盐酸反应制取，因为反应速率太快，不易收集；不能用碳酸钙和浓盐酸反应，因为浓盐酸易挥发出大量氯化氢气体，使碳酸氢钠无法完全去除，制得的二氧化碳纯度会下降；也不能用碳酸钙和稀硫酸反应收集，因为反应会生成难溶的硫酸钙，硫酸根会附着在碳酸钙表面，使碳酸钙无法与酸接触，影响反应的继续。
附：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+CO2
(上文实验室不适用的三种方法）
3.民间制法
小苏打（碳酸氢钠）和白醋反应
NaHCO3+ CH3COOH =CH3COONa + HO + CO2
三、工业废气中低浓度二氧化碳综合捕集技术
对于二氧化碳含量只有10～60％左右的工业废气，开发了系列化二氧化碳捕集提浓技术，用于回收低浓度气源的二氧化碳，再结合吸附精馏法精制技术，使其达到国家食品级标准和工业气体标准。系列化二氧化碳捕集提浓技术有以下三种工艺方法：
1.溶剂吸收法
电厂锅炉烟道气、钢铁厂冶炼尾气、石灰窑和水泥厂尾气、矿石分解气等燃烧过程产生的气源中，二氧化碳浓度12~40％之间。针对以上气源开发的一种化学复合溶液（已获得专利受理），使原料气在吸收塔中与溶液充分接触，二氧化碳被反应吸收，再在解吸塔中加热解吸，释放出浓度96％以上的二氧化碳，通过吸附精馏法提纯，得到高纯度二氧化碳产品。对于有压力的低浓度气源，采用物理复合溶剂，使其在吸收塔中和原料气接触，溶解二氧化碳后再在闪蒸塔中通过降压把二氧化碳释放出来，也可以得到高纯度二氧化碳产品。其中低温甲醇洗回收二氧化碳技术是正在被广泛推广应用的专利技术。
2.变压吸附法：
对于化肥厂转化气，二氧化碳浓度在12~20％之间必须脱除，采用变压吸附法脱碳技术，用条形活性炭和球形小孔硅胶作吸附剂，把二氧化碳富集到60％左右排空。这种脱碳技术只适用于转化气脱碳，不宜用于生产高纯度二氧化碳气体产品。
3.催化燃烧（催化氧化）法
对于二氧化碳气田气，含量在83～89％之间，其余11％左右是以甲烷为主的饱和烃，利用催化氧化法技术，加入纯氧在钯碳催化剂作用下，把烃类杂质烧掉。这种方法要加入过量纯氧来助燃，催化燃烧要在300℃以上操作，流程比较复杂，能耗较高，还有一些硫化物等不燃烧的杂质难以除尽，因此除了气田气外，其他气源一般不使用该技术。
总之，CO2是温室气体中一种排放量最大的气体。就世界范围的CO2减排而言，重点应放在减少化石性燃料的使用、清洁可再生能源的开发、CO2的分离回收技术和CO2的综合利用上。CO2的综合利用将是今后重点开发和研究的对象。
参考文献：
[1]刘新颖.刘志国.酒精生产过程中二氧化碳的回收利用《黑龙江科技信息》 2009年05期.