对化学工艺类题型解题思路的一些体会

潘云杰

【摘要】针对新课程标准下，化学提出用好教材、科学优化课堂教学.创新实验教学，渗透STS教育的要求。高考化学工艺类题正是该要求的具体体现，其势必在未来高考题中比重必将增大，针对化学工艺类题型的辅导也将会非常重要。

【关键词】高考 STS教学 解题思路 化学工艺题

【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）06（b）-0181-01

化学工艺题，早在20世纪末就多次出现在山东、上海、湖北等地的高考试题之中，但那时没有给予这样的专业称呼。直到2007年新课程标准高考改革以来，全国各省的高考中频繁出现类似题型时，才引起了我们教育工作者和高中学生的高度关注。该题型主要将现代化工生产过程或化学实验中的主要环节以方框、箭头和图形的方式表达出来，并对环节中所涉及的中学化学知识巧妙提问，从而形成了现在让学生感到畏惧的化学工艺试题。怎样辅导学生，才能使学生很好的掌握这类题的解题方法正是一线教师非常关心的问题。

对于近几年高考中出现的化学工艺题一般按生产原料可分为以下几类：利用矿产资源生产的工艺流程题（工业制硫酸、冶铁炼钢等）、利用空气资源生产的工艺流程题（如合成氨工艺流程题）、利用水资源生产的工艺流程题（如海水制盐、氯碱工业、海水提溴碘、海水提镁等）、利用化石燃料生产的工艺流程题（如有机合成工艺题）等等。

在学生做题时要准确、顺利完成工艺流程题的解答。首先学生必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识，其次要掌握除杂分离提纯物质的基本技能，另外也要具备分析工艺生产流程的方法和能力。下面针对新课程高考改革后化学工艺类题型的解题思路作如下探讨：

案例一：卤代烃RX与金属钠作用，可增加碳链制取高级烃，反应的化学方程式为：RX+2Na+Rx→R-R+2NaX。其中x代表卤素原子，R和R，为烃基，可以相同也可以不同。试以苯、乙炔、Br₂、HBr、金属钠、金属铁等为原料，通过三步反应制取苯乙烯，写出制取该苯乙烯过程中的涉及的化学方程式。

解题思路：对于该类型题，我们可以在草稿纸上先画出工艺流程图，这时我们不难看出这是一类线型流程工艺（从原料到产品的生产工序）试题。为此分析整个生产流程示意图中的所使用的原料与产品，从中找到原料与产品之间的联系，弄清楚整个生产流程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。

具体分析如下：从题目中可知（1）原料为苯、乙炔、Br₂、HBr、金属钠、金属铁。目标物质为苯乙烯。（2）题中给定条件为利用卤代烃RX与金属钠作用，可增加碳链制取高级烃，RX+2Na+Rx→R-R+2NaX。（3）在学生的已有学习了，苯、炔烃的性质，比如乙炔的加成反应，苯的取代反应等。由此可得出答案。

当然有些化工生产选用多组原材料，事先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其它原材料生产所需的主要产品。以这种工艺生产方式设计的工艺流程题时，我们为了便于分析掌握生产流程的原理、方便解题，通常将提供的工艺流程示意图画分成几条生产流水线，进行交叉分析。也有些题型考查用同样的原材料生产多种（两种或两种以上）产品（包括副产品）的类型的化学工艺题，这时用截段分析更容易找到解题的切入点，便可很快得出最有效的解题思路，从而得到正确答案。

案例二：合成氨的流程示意图如下：（如图1）

回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是______，______，氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式_____，_______。

（2）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是_______，其中发生的化学反应方程式为_______。

（3）设备B的名称是_______，其中m和n是两个通水口，入水口是

（填“m”或“n”）。不宜从相反方向通水的原因是_______。

（4）设备C的作用是_______。

（5）在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H₂O（g）←→CO₂（g）+H₂（g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.672，若要使CO的。转化率超过90%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于________。

解题思路：这是2012年海南省的一道高考题，属于一个典型的利用空气资源进行生产的工艺流程题（如合成氨工艺流程题）。在该化学工艺生产中，出现了循环压缩机是为了充分利用原料，变废为宝，设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外，同时还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。在解答这类题分析工艺生产流程时，必须考虑原料转化的产品的同时也要充分考虑原料的充分利用和再生产问题。

具体分析过程如下：（1）利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气。故分离方法是液化和分馏。（2）合成氨的设备为合成塔。（3）冷凝分离氨气的设备为冷却塔，为了增强冷却效果，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好。（4）设备C是分离器，能将液氨和未反应的原料分离。（5）通过题中CO的转化率求出CO、H₂O的起始浓度，再求出它们的比值。

同时化学工艺题也存在如下的结构特点；

一是试题源于现代生产和中学化学实验。以解决化学面临的实际问题进行设疑，使问题情境真实呈现于生产生活中，意在培养学生利用所学理论知识分析和解决实际面临的问题。

二是由于社会生产的多样性，化学工艺试题内容非常丰富，涉及的化学基础知识各个方面的内容，既能考查学生化学双基知识的掌握情况，也能考查学生应用双基知识解决化工生产、化学实验中相关问题的能力。

三是题型知识面较广，呈现该类题型时往往学生的阅读量都很大，文字、框图与图表并用，主要能考查学生的阅读能力和处理所获信息的能力等等。

自2004年山东等第一批实施高中新课程改革以来，化学新课程开始重点关注STS，STS教学理念在中学化学教学中得到广泛的认同和推广，STS教育已经成为了高中化学课程教学的一个重要组成部分。化学工艺类题型恰好充分的反映了新课程理念下的STS教学。因此化学工艺类题型在未来的高考中，尤其是各大院校的自主招生考试中必将会更多的展现在广大考生面前。因而在高中化学教学中化学工艺类题型也将越来越重要，其解题思路有待我们教育工作者作更好的思考总结，解题方法有待学生有效的掌握。