時間:2024-01-13 16:17:12
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇碳中和的理解,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
低碳不低調的杭州“范兒”
“2006年的時候,我和身邊的人聊起低碳生活這個話題,大家都不知道低碳是什么。市民普遍的反應是‘這一切都與我無關’。憑什么我就不能開大排量的汽車?憑什么我就要多騎自行車多走路?憑什么我就要少用空調少喝瓶裝水?憑什么我好日子還沒過上,就到低碳時代了?”杭州市科協副主席張貴書感嘆地說,“這些都是我們當時聽到的聲音。于是,從2007年開始,我們大力開展了低碳科普工作。2008年,杭州正處在轉變經濟發展方式的啟動階段,市里也正準備要建科技館。我們最初的想法是要建一個綜合場館,報到市里以后,當時的市委決定要建一個以低碳為主題的場館。從建設思路的轉變中,也體現著未來社會發展、科技發展、生態發展的總方向。”
這項工作具體落到了杭州市科協的肩上。為了讓市民對“低碳”這個新鮮的詞兒和理念有初步、科學的認識,從2009年開始,杭州市科協先后印制了《邁向低碳生活》和《低碳生活智慧》等市民叢書,分發到各個社區。還召集組織市科普講師團進社區、進校園活動,甚至在很多社區進行“點餐式”服務,即每個社區可以根據自己社區民眾的“特殊需要”來點有關低碳的主題,并讓專家團進行專門的講解。不難看出,為了推動低碳生活理念的宣傳,杭州市科協可真是使出了各路招數。
幾年的努力下來,低碳經濟、低碳生活、低碳城市等概念在杭州市民心中由陌生變得流行。
經過四年建造,中國杭州低碳科技館于2012年7月正式開館,成為中國第一家低碳主題的大型科技館。杭州低碳科技館以“體驗式”“沉浸式”“互動式”為呈現手法,向觀眾展現了低碳的生活方式給人類帶來的益處,以及在工業化進程中人類對自然環境帶來的破壞。
低碳科技館自開放以來,已迎接22余萬的游客,也正逐漸成為杭州老百姓特別是青少年了解“低碳經濟、低碳社會、低碳城市、低碳生活”的“第二課堂”。杭州低碳科技館作為中國唯一一個以低碳為主題的科技館,經過近一年與市民們的“互動”,于今年4月,經過為期一個多月的社會推薦、市民投票、先鋒體驗、專家評審等層層篩選,杭州低碳科技館榮獲2013杭州市民體驗日“最具品質體驗點”的稱號。
在這里,低碳的主題不僅覆蓋了整個展廳,科技館的工作人員也在身體力行。上到館長的名片、手帕都是可再生的,下到物業清潔時一桶水可以拖一層樓。吉京杭館長說:“低碳并不是過苦行僧的生活,而是改變生活模式。低碳館開館時給市民發放三寶:手絹、便攜餐具、扇子。東西不貴,就是想讓市民養成少用一次性用品的習慣。”
培養零排放的時尚公民
“在長期的低碳科普活動中,科協的創新能力也在不斷提升。從開始的簡單低碳知識講座,到現在力爭切切實實地影響每個市民的行為習慣,我們著實花了一番工夫。比如,城市居民一些習以為常的生活方式和消費模式,產生了可觀的能源消耗量和溫室氣體排放量。我們要通過有效的方法,幫助每個市民都計算自己的‘碳足跡’。”
張主席給記者拿出了“碳中和計算羅盤”。這個羅盤可以清楚地計算出個人的“碳足跡”。記者看到,這里記錄著日常的碳排放指標。比如,乘坐飛機飛行1000公里的碳排放約為140公斤;開車100公里碳排放約為16公斤;平常家庭用電100度的碳排放約為96公斤。
除此之外,羅盤上還列明了中和碳足跡需要的“碳匯”量。以小轎車行駛20000公里為例,記者將旋轉表盤的“小汽車”與20000對齊,顯示碳排放量為“4500公斤CO2”,此時“碳匯”項為20,也就是說,為中和碳足跡需要種20棵樹;如果購買100件衣服,碳排放量則是“640公斤CO2”,對應的“碳匯”量是3,即需要種3棵樹,才能中和掉碳排放量。
張主席告訴記者:“接下來,我們會將羅盤的碳中和計算方法普及到廣大市民,公眾可以明確了解自己的碳排放量。當市民了解了日常碳排放指標,就能夠以植樹的形式,吸收二氧化碳,進行碳中和,讓自己成為‘零排放’的時尚公民。”
如果要實現公民的碳排放交易,這就需要建立一個“碳匯交易平臺”。所謂的“碳匯交易平臺”,就是通過造林、再造林和森林管理,減少毀林等活動,吸收或減少大氣中的二氧化碳,并與政策、管理和碳貿易相結合的過程、活動和機制。
目前,華東林業產權交易所是浙江省內唯一一家從事林權交易,林業碳匯交易的森林資源交易平臺。杭州市科協和杭州低碳科技館正與其開展更為廣泛的合作。
華東林業產權交易所戰略發展部經理林瑩告訴記者:“我國目前的林業碳匯交易只是一種基于自愿的購買行為,還算不上是真正意義上的市場交易行為,但未來有轉變成交易行為的可能性。我國有十幾億人口,如果每個人購買1元錢的減排指標,將會是一個龐大的減排量。”而且,個人購買碳交易不只局限于經濟意義本身,這種行為還可以促進個人自覺形成低碳、綠色的環保意識,從而產生連帶效果,推動更大范圍內的碳減排。比如,個人購買碳指標有可能抵消一年來在工作、生活、旅行等過程中產生的碳排放,進行碳中和,甚至達到零排放。
吉京杭館長也對記者說:“低碳科技館作為低碳科學普及中心、綠色建筑展示中心、學術交流中心以及低碳信息傳播中心,與華東林業產權交易所有著諸多的共同理念及廣泛的合作空間。比如下一步,低碳館還會設置專門的大屏幕,滾動顯示市民某某在哪里種了幾棵樹,可以中和多少公斤碳,現在樹木的生長情況,樹木的具置,等等。”
文化科普 垃圾也生態
杭州是出名的“東方品質之城”,你會發現連垃圾處理也帶著科技文化味兒。
張主席向記者介紹了一句杭州的流行語,那就是“金山銀山不如青山綠水”,在他眼中,各種固體廢棄物混合在一起是垃圾,分選開就是資源。“垃圾資源化潛力隨著生活水平和經濟的發展不斷增長。因此,杭州市科協會同市相關部門開展了垃圾分類宣傳進社區活動。讓更多的市民了解到:可直接回收利用的資源,占垃圾總量的42.9%。且直接回收利用率不低于33%,所以說垃圾山可以變成金山。”
此外,杭州還開創了“跟著垃圾去旅游”這個品牌,用“垃圾文化”推行低碳環保的理念。
杭州市環境集團副總經理曹宏說:“開出垃圾旅游路線的目的,是為了讓廣大市民近距離了解城市生活垃圾處理工作。公眾一般對垃圾處理的理解是:骯臟、臭氣熏天、污水遍地、蒼蠅亂飛,而我們現在將整個垃圾處理過程對市民公開,市民自由參觀整個垃圾的處理過程,不是為了作秀,是使市民成為監管的主體。”
吳正浩是天子嶺垃圾填埋場一名普通工人,他驕傲地告訴記者,面前這個占地約1740畝的生態園,就是天子嶺一期垃圾填埋場。我們很難想象,走過的每一步腳下踩的都是垃圾。
返璞歸真 向傳統文化取經
杭州的低碳同樣注重挖掘傳統文化中的精華。離開喧囂的杭州市區,一路向南65公里就是桐廬縣的深澳古村落。深澳古村落歷史悠久,有記載的始于南宋,存有大量明清、民國時期的古建筑。深澳村至今還保持著一套獨立的自然水系,由暗渠、明溝、坎兒井、水塘、溪流組成。暗渠的構造尤為巧妙,它長800米、深入地下約4米、寬1.5米、高2米,貫穿整個村莊。深澳的“澳”字就此而來。村內每戶人家門前都可以采到水,在沒有自來水的年代,這就是他們所有生活用水的來源。天井里蓄的雨水流入門前的水溝,同時帶走生活污水。
桐廬縣科協副主席嚴亦慈向記者介紹,目前全村還有17口坎兒井,12個水塘,完整的水系使深澳村免受水旱災害的侵犯,這在一千多年前的建村規劃時是非常有遠見的。深澳的優美生態環境讓村里的長壽老人格外多,隨便走走就能碰到百歲老人。
深澳村因保持著悠久歷史文化而聞名,而一走進緊鄰它的環溪村,看到的是一幅新農村的美麗風貌。在這里,記者發現了一套特殊的污水處理系統,它采取無動力厭氧+人工濕地的處理模式,經過處理后的污水可以回用灌溉,而沉淀池里的有機質底泥可以放入堆肥場,堆肥熟化后還可當作有機肥再利用。這樣一套設施,既緩解了污水亂排的現象,也使其得到了最大限度的再利用。
讓創新與傳統完美統一,融科學與文化于一體,就這樣,杭州在踐行生態文明建設上,交出了屬于自己的答卷。■
杭州市科協副主席張貴書
低碳理念具體落實有難度
科技生活周刊:
如何看待低碳理念?
張貴書:低碳是一種思想指導下的行為,一種習慣,更是責任。一種行為、習慣的形成需要一個群體的認同,現在公眾的素質參差不齊,只有從思維方式上形成自覺的模式,在行為上養成習慣,才能形成生態文明的自覺行動。
科技生活周刊:現今低碳理念流行起來的現實意義是什么?
張貴書:在政府和社會各界的大力倡導和推動下,環保、低碳理念正在改變更多普通人的生活,它甚至成為一種生活時尚,“今天,你‘低碳’了嗎”已成為杭城環保人士新的問候語。
以華東林業產權交易所為代表的市場的無形“手”,除了引導企業自覺走上低碳經濟的道路外,其外延也正在不斷擴大,并日益對普通居民的低碳生活起著引導作用。積土成山,風雨興焉。個人購買碳交易指標對節能減排的意義即在于此。華東林交所將低碳理念融入市場經濟機制,且與中國杭州低碳科技館優勢互補,為打造“低碳城市”,加快“森林浙江”的建設發揮了巨大的作用。
科技生活周刊:
實際工作中,遇到的最大難點有哪些?
張貴書:最大難點就是,科學傳播,從傳統科學普及到公眾理解科學,公眾反思科學,參與科學以及公共科學服務上是一個逐步遞進的過程。落實到具體的操作卻有一定難度。比如,我們大家都知道LED燈節能,但制作LED燈的過程是否節能呢?再比如,高晶硅應用于太陽能方面,但太陽能企業也是碳排放大戶。也就是說,宣傳和實際情況是脫節的。我們都知道寫字樓等大廈地下室的燈都是24小時開著的,大家都考慮換成節能燈,但更換的成本高,導致實施困難。要想解決這些矛盾,需要政府出臺相關的政策,在推廣低碳理念的過程中結合獎勵機制,以及公眾的理解與自覺,才能把科普宣傳落到實處。
科技生活周刊:杭州市在大力建設“智慧城市”,這和低碳城市建設有什么關系?
張貴書:“數字城市”“物聯網”“云計算”“智能交通”“泛在網”“智慧城市”就像低碳的概念一樣,必然是未來發展的趨勢。我們現在已經進入一個被智能終端改變生活方式的時代。比如,浙大中控集團制作了濱江區的一個智慧交通系統。從濱江區江南大道上,假設把速度定在80公里/小時,能夠保證一路綠燈,把行車速度和紅綠燈聯系在一起,實現時間節省最大化,這個就是“智慧杭州”體系中一個非常有特色的項目。無論是低碳生活還是智慧城市,最終的落腳點是幸福生活。何為“幸福生活”?既要有精神層面的體驗,又要有物質層面的保障。“低碳生活”除了指明了經濟發展的方向外,也強調了環境對老百姓“幸福感”的重要性。
關鍵詞:鐵碳合金相圖;規律;重點;難點
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)02-0064-02
鐵碳合金相圖是表示在緩慢冷卻或緩慢加熱(即平衡狀態)條件下,不同成分的鐵碳合金的狀態或組織隨溫度變化的圖形。實際生產中,當鐵碳合金的含碳量大于6.69%,材料的脆性大,難加工,沒有實用價值,所以,只研究相圖中含碳量為0%~6.69%的鐵碳合金,即Fe—Fe3C相圖。為便于掌握和分析,將相圖上實際意義不大的部分省略,即得到簡化的Fe—Fe3C相圖。此簡圖在本文中統稱鐵碳合金相圖或相圖。鐵碳合金相圖是人類經過長期實踐并進行大量科學實驗總結出來的。它是《金屬材料與熱處理》課程的重要內容。學好鐵碳合金相圖,不但為學習后續課程打下基礎,而且培養了學生正確選擇和合理使用合金材料、熱處理加工工藝等的關鍵能力。
一、溫故在前,相圖隨后
本節課涉及的幾個鐵碳合金的基本組織與性能,是《金屬材料與熱處理》課程上一節課的教學內容。在講授新課前溫習,就會使學生加深上節課所講重要知識點的印象,為學好本節的鐵碳合金相圖打好基礎。最好要求學生提前預習,因為預習才能發現問題,課堂上才會有針對性地去聽。但根據職業院校學生的特點,學習主動性不高,課前預習新課的不多,教師引導學生溫習相關知識就顯得非常有必要。
二、讀懂相圖,掌握規律
從Fe—Fe3C相圖看比較復雜,但本質是由一些基本區域組成的,可將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個部分來掌握:
1.上半部分——共晶轉變。在1148℃,含碳量為4.3%的液相發生共晶轉變:Lc?圮(A+Fe3C),轉變的產物稱為萊氏體(Ld)。
2.下半部分——共析轉變。在727℃,含碳量為0.77%的奧氏體發生共析轉變:AS?圮(F+Fe3C),轉變的產物稱為珠光體(P)。
Fe—Fe3C相圖的基本框架由七個特性點、六條特性線及相區內的組織構成。相圖上的點是采用熱分析法測定的合金的臨界轉變溫度,相圖上的線是某些具有相同的點的集合,而相區是由特性線分割的不同組織的分布區域。
鐵碳合金相圖描述的是鐵碳合金中成分、溫度與組織之間的關系,由相圖的各特征點和各特征線推理出各相區的組織后,通過分析鐵碳合金的室溫組織發現,鐵碳合金的顯微組織隨含碳量的變化而變化:隨著含碳量的增加,其組織順序為FP+FPP+Fe3CⅡP+ Ld′+Fe3CⅡLd′Ld′+Fe3CⅠ。其中,珠光體(P)和低溫萊氏體(Ld′)由鐵素體和滲碳體組成,因而可認為P ?圮F+ Fe3CⅠ,Ld′?圮P+ Fe3CⅠ,所以Ld′?圮F+ Fe3CⅠ+ Fe3CⅠ,即隨著含碳量的增加,組織中的鐵素體逐漸減少,滲碳體逐漸增加;它的力學性能也要隨含碳量的變化而變化:含碳量越高,鋼的強度、硬度越高,而塑形、韌性越低,在鋼經過熱處理后表現特別明顯。這主要是因為含碳量越高,鋼中的脆硬相Fe3C越多的緣故。當含碳量超過0.9%后,由于的二次滲碳體數量增加,形成網狀分布,將鋼中的珠光體組織割裂開來,使鋼的強度有所降低。因此,對于碳素鋼及低、中合金鋼來說,其含碳量一般不超過1.3%。
三、強調重點,攻克難點
1.特性點、特性線是重點。只有使學生充分理解并掌握相圖上各特性點、特性線的含義,才能順理成章的得到相圖各個區域的組織。要充分利用多媒體教學課件,如在課件中設計動畫效果,當講到講特性點時,使所講的點能閃動起來,講到哪個點、該點就連續地閃爍。當講到某條特性線時,用鼠標一點,該線就會閃動,同時彈出一個窗口解釋該線的含義。這樣的教學方法能有效的吸引學生的注意力。
2.難點有二:一是正確填寫各相區域的組織;二是能快速準確地畫出Fe—Fe3C相圖。相圖內容既抽象、概念又多、涉及的知識面還廣,同時缺乏具體的實驗或教具演示。職校學生接受理論知識的能力不強,沒有養成良好的自主學習習慣和學習方法。基于對教材和學生的認知的分析,要突破這兩個難點,并不容易。
對于第一個難點,要想得到各個區域內的組織,必須充分理解各個特性點和特性線的含義,再配合共晶和共析的深入講解。在進行共析與共晶的講解時,應從不同成分的合金的結晶過程分析入手。在分析結晶的過程中,重點是結晶順序、結晶過程和重結晶過程時各相中含碳量的變化與相圖中溫度的對應關系。在講相區組織填寫時,配合多媒體動畫,講到某個區域,便使該區域顯示不同的顏色,給學生留下深刻的視覺效果,這樣就成功地突破了第一個難點。
對于第二個難點,為了幫助學生快而準的掌握相圖的繪制方法,應幫學生詳細分析理解“相圖口訣”,這樣一幅完整清晰的相圖簡圖就畫出來了。“相圖口訣”如下:
溫度成分建坐標,鐵碳二元要記牢。
兩平三垂標特點,九星閃耀五弧交。
共晶共析液固線,十二面里組織標。
基本組織先標好,相間組織共逍遙。
分析成分斷組織,鑄段工藝離不了。
注:“相圖口訣”簡明扼要地介紹了相圖的結構特點、畫法和用途。
鐵碳二元——鐵(Fe)和滲碳體(Fe3C)。
兩平——ECF線、PSK線。
三垂——含碳量分別為0.77%、2.11%、4.3%的三條特性線。
九星——A、C、D、G、S、E、P、F、K九個特性點。
五湖——AC、CD、AE、GS、ES五條線。
教師在繪制圖形的過程中和學生一起邊吟、邊繪、邊講解。這樣就會使教師和學生之間實現良好的互動,活躍課堂氣氛,使學生注意力集中,并從手腦并用變成了手、口、腦并用。通過這樣的結合講解、畫圖演示,學生對相圖的正確理解得到有效加強。在教師引導演示畫圖的過程中也使學生加深了對相圖的理解,這樣就成功突破了第二個教學難點。
四、多種教學方法并用,提高教學效果
理論講授和課件輔助相結合。在教學過程中,充分運用設疑、提問、歸納推理等教學手法。例如,在教學過程中,可以通過教師的眼神和動作來組織教學,使學生的精神都集中到課堂上。通過“工業中應用最廣泛的合金材料是什么?”等問題來導入新課;如采用引導演示法,攻克教學中的第二個難點;采用歸納推理的教學方法得出相圖組織的變化規律;采用多媒體課件來輔助教學等。總之,我們要千方百計調動學生的學習積極性,借助多種教學方法使教學內容具體化、形象化。
總結不是一節課的濃縮,而是一節課內容的升華,通過總結使學生進一步明確本課的精華所在:鐵碳合金的成分、溫度與組織之間關系的變化規律,起到畫龍點睛的作用。
參考文獻:
[1]陳志毅.全國中等職業技術學校機械類通用教材:金屬材料與熱處理(第五版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.
考查題型主要有:以選擇題形式考查反應熱、焓變、燃燒熱、中和熱等概念及放熱反應、吸熱反應的判斷;通過填空題考查熱化學方程式的書寫;通過計算題考查鍵能的概念、蓋斯定律的應用。
考點1 熱化學方程式的書寫及判斷
例1 室溫下,將1 mol的CuSO4?5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應為ΔH1;將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應為ΔH2;CuSO4?5H2O受熱分解的化學方程式為:CuSO4?5H2O(s)[]CuSO4(s)+5H2O(l), 熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
解析 根據題意可以寫出:
①CuSO4?5H2O(s)=CuSO4(aq)+5H2O(l) ΔH1
②CuSO4(s)=CuSO4(aq) ΔH2
①-②即得CuSO4?5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)
所以有ΔH3=ΔH1-ΔH2。
由題意知,ΔH1為正值,ΔH2為負值,所以ΔH3肯定大于ΔH1。
答案 B
點撥 這道題比較常規,但沒有直接給出熱化學方程式,而是需要考生將文字轉化成方程式,這相當于順帶考查了考生的理解能力。我校普奧班學生解答這一題時正確率并不高,說明大家對文字的理解能力急需加強。這幾年理綜試卷長度普遍較大,試題的閱讀量有加大趨勢。
例2 工業上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為-890.3 kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1和-283.0 kJ?mol-1,則生成1 m3(標準狀況)CO所需熱量為 。
解析 首先寫出制CO的化學方程式: CH4+CO2=2CO+2H2。然后根據燃燒熱的定義寫出三個熱化學方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ?mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-2×285.8 kJ?mol-1
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-2×283.0 kJ?mol-1
①-②-③得:
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3 kJ?mol-1
也就是說每生成2 mol CO需要吸熱247.3 kJ,那么生成1 m3 CO吸收的熱量為[100022.4]×[247.32]=5.52×103 kJ。
點撥 這道題也是常規題,也沒有直接給出熱化學方程式,而是將燃燒熱的定義蘊含在里面,與化學計算綜合在一起考查。
例3 反應A+BC(ΔH0),②XC(ΔH
[反應過程][能量] [A+B][X][C] [反應過程][能量] [A+B][X][C] [反應過程][能量] [A+B][X][C] [反應過程][能量] [A+B][X][C] [反應過程][能量] [A+B][X][C]
A B C D E
解析 由反應A+BC(ΔH0)可知,A和B的能量之和小于X。由反應②XC(ΔH
答案 D
點撥 常規題只涉及一個化學反應,中間可能穿插活化能的問題,但這道題在常規題基礎上向前走了一步,涉及到三個化學反應!增加了思維量,大大降低了靠猜就能得到正確答案的概率。如果此題再增加一個干擾選項(如圖E)就更好了。
考點3 蓋斯定律與焓變
例4 已知下列反應的熱化學方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3
則反應4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH為( )
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1
B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2 -2ΔH1
D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
解析 將上述三個反應依次編號①②③,②×5+③×12-①×2即可得到總反應。
答案 A
點撥 這是對蓋斯定律的常規考查,與以往試題不同的是,它引入甘油這類較大的有機分子,導致各物質的系數較大,錯誤率上升。類似高考試題還有:
白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH1=
+3359.26 kJ?mol-1
CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2 =-89.61 kJ?mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH3
則ΔH3=2821.6 kJ?mol-1。
例5 糕點包裝中常見的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是( )
A. 脫氧過程是吸熱反應,可通過降低溫度的辦法延長糕點保質期
B. 脫氧過程中鐵作原電池正極,電極反應為:Fe-3eFe3+
C. 脫氧過程中碳作原電池負極,電極反應為:2H2O+O2+4e4OH-
D. 含有1.12 g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336 mL(標準狀況)
解析 脫氧過程就是鐵的緩慢氧化過程,是放熱反應,在此過程中鐵作為電池的負極(Fe-2e-=Fe2-),碳作原電池的正極(2H2O+O2+4e-=4OH-)。鐵生成Fe2+后還會繼續被O2氧化,最終生成Fe3+,也就是說0.02 mol Fe最多可吸收0.015 mol O2。當然也可以不經過計算直接用排除法選D。
答案 D
點撥 此題較為傳統,考查電池的正、負極及電極反應,但其背景不再直接給出原電池,而是與生活實際相關聯。雖然我們經常見到食品袋中有個小袋,但不知為何物,細心的同學可能打開看過,研究過,那么,他就占了心理上的便宜。類似與生產、生活實際相關聯的高考試題還有:
捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業捕碳劑,它們與CO2可發生如下可逆反應:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH4)2CO3(aq) ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH4HCO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)?2NH4HCO3(aq) ΔH3
請回答ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是:ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
例6 符合如圖所示的轉化關系,且當X、Y、Z的物質的量相等時,存在焓變ΔH=ΔH1+ΔH2。滿足上述條件的X、Y可能是( )
①C、CO ②S、SO2
③Na、Na2O ④AlCl3、Al(OH)3
⑤Fe、Fe(NO3)2 ⑥NaOH、Na2CO3
[X][Y][Z][+w][+w][+w][ΔH1][ΔH2][ΔH]
解析 從元素化合物的轉換關系來看,③和⑥也是滿足變化圖的,但是其轉換時各物質對應的系數不全是1,不能滿足焓變關系ΔH=ΔH1+ΔH2。②中硫不能直接生成三氧化硫。
答案 ①④⑤
點撥 此題也是考查蓋斯定律,但是它將元素化合物之間的轉換關系融合進來了,而且考查物質系數的方式較隱蔽,試題很有新意,也有難度。不過,原高考題是一道組合選擇題,這種考查方式又大大降低了難度。
考點3 反應熱、中和熱、燃燒熱的考查
例7 有關中和熱的測定實驗,請回答下列問題:
(1)在操作正確的前提下,提高中和熱測定準確性的關鍵是 。
(2)做1次完整的中和熱測定實驗,溫度計需使用 次,某同學為了省去清洗溫度計的麻煩,建議實驗時使用兩支溫度計分別測量酸和堿的溫度,你是否同意該同學的觀點,為什么? 。
(3)寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中和熱的熱化學方程式(中和熱為57.3 kJ?mol-1) 。
(4)倒入溶液的正確操作是( )
A.沿玻璃棒緩慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次性迅速倒入
(5)使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是( )
A.用溫度計小心攪拌
B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C.輕輕地振蕩燒杯
D.用套在溫度計上的環形玻璃棒輕輕地攪動
(6)若不用任何材料填充在大小燒杯之間,所測得的中和熱(ΔH)將 (填“偏大”“偏小”“不變”)。
答案 (1)保溫
(2)3 不同意,因為不同溫度計誤差不一樣
(3)[12]H2SO4(aq)+NaOH(aq)=[12]Na2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3kJ?mol-1
(4)C (5)D (6)偏大
點撥 此題似乎是常規題,其實與以往的考試出發點完全不同,此題考查的是實驗細節,沒有做過此實驗的同學很難得高分。比如,怎么加溶液?什么時候使用溫度計?怎么攪拌?最后一空還要注意ΔH的符號是負號。關于實驗細節的考查,是實驗題命題的方向。
考點4 鍵能的簡單計算
例8 已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=a kJ?mol-1
P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=b kJ?mol-1
P4具有正四面體結構,PCl5中P-Cl鍵的鍵能為c kJ?mol-1,PCl3中P-Cl鍵的鍵能為1.2c kJ?mol-1。下列敘述正確的是( )
A.P-P鍵的鍵能大于P-Cl鍵的鍵能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=4PCl5(g)的反應熱ΔH
C.Cl-Cl鍵的鍵能為[b-a+5.6c4]kJ?mol-1
D.P-P鍵的鍵能為[5a-3b+12c8]kJ?mol-1
解析 原子半徑P>Cl,因此P-P鍵的鍵長大于P-Cl鍵的鍵長,則P-P鍵的鍵能小于P-Cl鍵的鍵能,A項錯誤。利用“蓋斯定律”,結合題中給出兩個熱化學方程式可求出Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) ΔH=[b-a4]kJ?mol-1,但不知道PCl5(g)=PCl5(s)的ΔH,因此無法求出Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的ΔH,B項錯誤。利用Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) ΔH=[b-a4]kJ?mol-1可得,E(Cl-Cl)+ 3×1.2c-5c=[b-a4],因此可得E(Cl-Cl)=[b-a+5.6c4]kJ?mol-1,C項正確。由P4是正四面體可知,P4中含有6個P-P鍵,由題意得,6E(P-P)+10×[b-a+5.6c4]-4×5c=b,解得E(P-P)=[2.5a-1.5b+6c6]kJ?mol-1,D項錯誤。
隨著經濟的不斷發展,環境和能源問題日益突出,《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》的出臺,更是促進了低碳經濟的迅速發展。i},國作為}日_界上最大的發展,1,國家,不僅要承擔著國際上的大國責任,還要負擔起十三億人可持續發展的大任,因此發展低碳經濟勢在必行,建立碳金融體系勢不容緩。
【關鍵詞】
低碳經濟;碳金融體系。
隨著能源問題和經濟發展、環境發展的矛盾日益激化,人們著手尋求一條環境、能源與經濟可持續發展的道路,低碳經濟應運而生。碳金融體系的出現,是金融體系中的又一個創新,為金融的發展提供了一個新的發展空間和機遇,而金融體系的發展,反過來促進了資源的節約利用,兩者相得益彰。
一、碳金融體系的含義及交易方式。
碳金融,指的是在《京都議定書》之后,各個國家興起的低碳經濟投融資活動。
它主要涉及到二氧化碳等溫室氣體排放等技術的直接投融資、碳權交易和銀行貸款等金融活動。《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》的出現,使得減排成為人們關注的焦點,成為了碳金融興起的最主要原因。
碳金融的交易方式主要有兩種,一種是各種減排配額的買賣,另一種是以減排項目為標的的買賣,這一種較第一種復雜些。這兩種方式分別演化出了期貨與期權的金融衍生商品。這些交易工具在市場上不斷創新,規模不斷的壯大,并且開始有主導市場的趨勢,各個國家已經開始注意到這個市場并且展開了激烈的競爭。
二、我國碳金融體系建設中的難點。
碳金融作為一種新生的金融體系,我國也是最近才產生,與西方國家相比,各項制度尚不健全。其中主要包括思想意識、政策法規、環境建設等,具體表現在以下幾個方面:
(一)國家和企業對碳金融體系的了解有限。由于碳金融體系傳入我國的時間還不長,很多企業不了解,不能看到它的巨大商機,加上之前企業生產發展模式的限制,很多企業無法迅速地轉型,來發展低碳經濟。另外由于國家對碳金融體系的宣傳力度不夠,碳金融的操作模式,法律法規都不健全,使得很多企業望而卻步,持觀望態度,遲遲不愿意出手。
(二)相關法律法規不完善。由于碳金融經濟對我國來說是新生事物,因此,國家相關的法律法規并不完善。眾所周知,金融市場有其盲目性,自發性,如果沒有一個良好的法律環境做基礎的話,就會產生許多損壞金融秩序的行為,加上人們對低碳經濟的不了解,免不了會出現投機的行為,因此國家應該盡早的制定出完善的相關法律法規,來約束碳金融市場,也給想進入的企業一個穩定的社會保障。
(三)碳金融業務活動缺乏內在動力。
由于碳金融市場是新生市場,對于綜合性的人才要求比較多,這些人才不僅要有相關的市場意識,還要有法律意識,風險意識以及政策理解力。到目前為止,我們國家還是靠著政府的管理,而不是市場來解決環境問題,其中和缺乏相應的人才不無關系,這需要國家下大力氣來培養。
三、構建我國碳金融體系的對策。
縱觀我國碳金融體系出現的問題,要想合理的解決,需要長久的時間,同時也需要一些合理的手段,主要可以通過以下方法:
(一)搭建交易平臺。低碳經濟不僅僅應是我國保護環境的要求,也應該是發展經濟的要求。國際上已經出現了碳交易機制,我們國家應該進一步探究其排放配額制度,通過金融市場中價格的調節功能,調整不同的經濟主體利益,實現利益的最大化,同時通過國外機制的動力,帶動國內產業鏈的平和轉型。對于低碳經濟的發展,要不斷進行金融創新,將碳掉期交易、碳證券、碳期貨、碳基金等各種碳金融衍生性商品引入到經濟體系中來。另外還要不斷加強人民幣的國際地位。歐美國家不斷提升自己國家貨幣在碳交易市場的參與,人民幣作為市場上穩定的貨幣,也要抓住這一機遇,將人民幣和碳排放權掛鉤,推進人民幣的國際化進程。只有這樣,才能實現經濟和環境,國內和國外的雙贏。
(二)國家積極構建相關法律體系。在低碳經濟發展的同時,碳金融體系會不斷的完善,而與之對應的法律體系也不能落后。國家應該聘用專業的人才,深入學習碳金融的特點和國外法律法規制度,制定出適合中國國情的碳金融法律法規體系。只有這樣,才能在發展低碳經濟的同時,保證中國金融市場的穩定和中國經濟的安全,不然,稍有不慎,就會將中國經濟拖入到國際化的浪潮中,損失慘重。在構建法律框架的同時,也要政府和監督部門制定出一套完整的監督計劃,在支持低碳發展的同時做好監督工作,不能讓一些人鉆了法律的空子。
(三)國家應積極宣傳低碳經濟。一個國家相關經濟的發展和其政府的焦點密不可分。企業的發展離不開國家政策的大力扶持,如果國家對于低碳經濟重視,企業也會望風而動。只有這樣,才能帶動低碳經濟的快速發展,不然,低碳經濟將會成為空談。同時,如果沒有國家的大力宣傳,民眾對于低碳經濟也不會有太大的興趣,于保護環境,節約能源也有不利的影響。
四、結語。
某些資源的不可再生和急劇減少,溫室效應的不斷加劇,使得低碳經濟成為社會發展的必然,中國在經濟發展上已經落后于歐美國家,碳經濟的出現對中國來說是一個機遇,如果能很好的抓住這個機遇,中國不僅可以實現經濟的發展,還能緩解經濟和環境之間的矛盾。中國作為人口大國,這點對中國來說尤為重要。只有堅持科學發展觀,可持續的發展,中國的經濟才能經久不衰。
【參考文獻】
1、鄒亞生。低碳經濟背景下我國的碳經濟發展之路[J].中國金融。2010(4)。
2、馬崧崴。淺談低碳經濟模式與環境金融創新[J].今日財富,2009(12)。
3、吳玉寧。我國碳金融發展及碳金融機制創新策略[J].上海金融,2009(10)。
【關鍵詞】有機合成;官能團;保護
在高考化學考試中有機合成是必考點,在高中階段學習的化學中對官能團進行的處理常常會對其他官能團產生影響,為了將這種影響消耗,我們在本文中就對高中階段化學學習中幾種較為常見的官能團進行保護和脫保護,保證在進行官能團分析中,不受其他分子的影響或者不對其他分子產生影響。
一、有機化學學習中有機合成官能團保護
有機合成中官能團的保護可以分成兩種:①通過反映,將官能團轉換成穩定狀態,這種方法稱之為反應保護。通過加入某種化學試劑將暫時不需要發生反應的官能團轉化成穩定的狀態,對其進行保護,防止其受到其他分子的影響或者對其他需要反應的分子產生影響,在需要該官能團時,再通過反應將其恢復;②采取合適的有機合成路線,對官能團進行保護,該種方法稱為線路保護。對官能團進行保護要滿足三個條件:①要容易引入保護分子;②引入的保護分子和官能團的反應要可以承受一定的反應條件;③將保護分子消除時,不能對其他分子產生影響。
在本文中我們對有機合成中幾種較為常見的官能團的保護進行重點分析,其中有羥基、氨基、醛基、碳碳雙鍵。
二、對官能團進行的保護
1.對羥基進行保護
羥基是活性基團,很容易被氧化,在一些反應中相應保留羥基,就要先對羥基進行保護,而羥基分為醇羥基和酚羥基。對羥基的保護我們以保護酚羥基為例進行保護方法說明。
例題1:香豆素是一類芳香族化合物,多存在于植物中, 其中大部分物質具有抗菌消炎以及光敏性的作用,這類芳香族化合物的核心結構是芳香內酯A, 分子式為C9H6O2, 經下列步驟反應后,轉變為水楊酸和乙二酸。
回答化合物C的結構式,圖中由B向C的轉化有何目的?
我們對此題進行分析,A中有一個碳碳雙鍵、一個苯環、一個內酯環,根據其產生水楊酸的特性,可以將A判斷為酚酯,C,O分別和苯環上鄰位上的C原子相連。在KMn4、OH-以及H3O+的條件下,B中的-CH= CH-COOH 轉化為- COOH 和HOOC- COOH,進而形成水楊酸和乙二酸,但是在題中的合成路線中并沒有按照提示中的線路進行,我們分析知道B中的酚羥基很不穩定,如果不采取一定的措施對其進行保護,在進行-CH= CH-COOH 氧化時,就會被破壞,所以在-CH= CH-COOH 氧化前對酚羥基進行保護,也就是圖中的B轉化成C的過程,在完成-CH= CH-COOH 轉化后,對酚羥基的保護進行解除,使其恢復羥基的狀態。
2.對氨基的保護
例題2:已知胺具有以下性質:(1)RNH2 + CH3COCl RNHCOCH3 +HCl;(2)RNHCOCH3 在一定條件下可發生水解反應。RNHCOCH3 + H2ORNH2 + CH3COOH
對硝基苯是化工原料中占有一定的比重,其合成路線為:
其中第一步的目的是什么?
從胺的性質中我們得知:- NH2轉變為-NHCOCH3,-NHCOCH3再轉變為-NH2,是對-NH2 進行保護,第一步則是對氨基進行保護。
3.對醛基進行保護
醛基在化學官能團中是很容易發生反應的活性官能團,對其進行的保護,主要采用的方式是進行縮醛或者縮酮反應,將其反應活性降低。
在干燥的氯化氫或者濃硫酸的作用下,一分子的醛可以和一分子的醇發生半縮醛反應,然后再和一分子的醇進行反應,形成穩定的縮醛。總反應式為:
縮醛CH3CH(OC2H5)2具有很強的穩定性, 但是在稀酸溶液中則容易發生,水解反應,生成醛:
例題3:檸檬酸是一種常見的酸,在我們吃的水果、喝的飲料中都會存在,而檸檬醛具有檸檬香味,有順反兩種異構體,檸檬醛的結構簡式為(CH3)2C=CHCH2CH2 -C(CH3)= CHCHO,我們從檸檬醛分子中的碳碳雙鍵加氫還原得到產物C的例子進行分析,對醛基的保護進行學習, 其有機合成反應路線為:
從該題進行分析,在對檸檬酸中的碳碳雙鍵進行還原的同時,其中的醛基因為有較強的活性,所以也會被還原,所以在將檸檬酸中的碳碳雙鍵還原之前,先對其中的醛基進行保護,以上的縮醛反應就是對醛基進行的保護,在碳碳雙鍵還原后,可以通過水解的方式將醛基還原。
4.對碳碳雙鍵進行保護
在有機合成中對碳碳雙鍵進行的保護通常采用的方法是HX、X2、或者H2O,加成,在完成所需分子、官能團的形成后,再通過消去反應將碳碳雙鍵恢復。
例題4:以1,4-二溴-2-丁烯為原料制備丁烯二酸(馬來酸)有機合成反應路線為:
問題:第二步的反應目的是什么?第四步發生的反應類型為?
本題的思路很明顯是有鹵代烴――醇――(醛)――羧酸的反應線路,這是化學有機合成中最為常規的合成線路。在-CH2OH氧化成 -COOH的過程中,碳碳雙鍵很容易被破壞,所以要對其進行保護,保護碳碳雙鍵的方法就如反應線路先在第二步進行碳碳雙鍵加成反應,在-CH2OH氧化成-COOH后,在第四步將碳碳雙鍵還原,進行消去反應,所以第二步的目的是對碳碳雙鍵進行保護,第四步中的反應類型為消去、中和。
三、小結
從以上有機合成中官能團保護和脫保護方法可以看出,在有機合成中對官能團進行保護和脫保護要在保護官能團的基礎上不對其他基團和分子產生影響,官能團保護過程中要可以經受一定的反應條件,在對官能團進行脫保護中,被保護的官能團要很容易還原。
參考文獻:
說起溫室氣體排放,我們很容易想到工廠冒出的陣陣黑煙,或是城市里汽車長龍排出的尾氣。事實上,人們日常進行的任何活動,都有一個清晰的“碳足跡”。比如,僅僅一份牛肉漢堡,就會在制作過程中排放出接近自身重量30倍的溫室氣體。
牛肉漢堡主要原料的儲存、運輸和加工過程,需要使用柴油、汽油、煤炭等各種碳基能源。僅這一部分排出的二氧化碳,平攤到每個漢堡上就高達3公斤。而飼養一頭肉牛,會另外產生220公斤甲烷。從制造溫室效應的能力角度來說,1公斤甲烷與23公斤二氧化碳相當。因此,這5噸二氧化碳的排放量,平攤到一頭牛能做成的2000個牛肉漢堡上,就是2.5公斤。再加上運營餐館和顧客購買過程中產生的排放,每份牛肉漢堡會為地球增加近6公斤的二氧化碳。
在美國這個快餐王國,以每人每周平均消耗2個牛肉漢堡計算,全年因牛肉漢堡而產生的二氧化碳排放量就接近1.8億噸。而一輛悍馬H3 SUV每年不過排放11.1噸二氧化碳,也就是說,牛肉漢堡帶來的溫室效應與1600萬輛悍馬車相當。而這個數字,恰恰是今天美國公路上行駛的所有SUV總數。
雖然只有上帝知道,讓美國人放棄牛肉漢堡,或者放棄SUV,哪一個更困難,但科學卻告訴我們,這兩者對地球的破壞力,幾乎相當。
當我們從碳足跡角度重新審視周圍的世界,就會發現生活中的大部分消費,對環境造成的破壞實際上可以被量化比較。我們姑且把這個量,稱為每種商品的“碳成本”。今天的消費者,看似并不需要為商品所包含的碳成本買單,但實際上,作為地球村的公民,我們無時無刻不在為這些隱性成本付出代價。商業社會無節制的碳排放,正在把人類像北極熊那樣,驅趕出曾經舒適的家園。
當今世界的商業環境,還沒有把碳成本納入商品價格體系,從而導致環境保護意義下“劣幣驅除良幣”現象的出現。考慮控制碳排放的企業,可能需要付出額外的努力。而這些努力,對終端消費者并不可見。如果說消費者愿意為超市中高價的無公害綠色食品買單,是出于自身健康的考慮,那將來的低碳食品,將很難以直接用戶價值作為賣點。
但綠色供應鏈的出現改變了這種窘境。
低碳經濟所催生出的商業機會,更多是以一種“碳風險”的方式呈現在企業面前。在全球供應鏈中,當原本相對平衡的競爭格局因新的制約因素引入被打破,最先適應環境改變并化解風險的企業,將獲得新的競爭優勢。
今天,綠色供應鏈已經開始成為很多行業新的準入門檻。2009年4月,沃爾瑪要求其10萬家供應商在5年內,必須完成碳足跡驗證。根據碳排放量,沃爾瑪將為商品分等級,并貼上不同顏色的碳標簽。考慮到中國世界工廠的地位,這條沿沃爾瑪供應鏈自下游向上回溯的低碳革命,將迅速影響到國內大大小小的原材料企業、制造商與物流商。這條供應鏈上的每家相關企業,都將被迫進行碳足跡驗證,并承擔減排責任。
在低碳革命的大環境下,沒有通過碳足跡驗證,以及碳排放量過高的企業,將慢慢被淘汰出綠色供應鏈。2009年9月,華碩花費1年時間,成為了臺灣地區第一家獲得碳足跡驗證的公司。2009年11月,在內地首筆碳中和交易中,上海濟豐紙業包裝股份有限公司花費數萬歐元,向廈門一環境工程公司購買了6266噸的碳排放量,用以抵消過去1年半時間里造成的溫室氣體排放。對PC巨頭華碩和有世界500強母公司背景的濟豐來說,這些舉動并非單純為了體現企業的社會責任,同時也有意借此獲得“碳優勢”并建立新的行業低碳標準。
上世紀80年代,人們普遍認為政府的環境規制會對企業競爭力產生負面影響,而環境保護也因此與企業競爭力目標構成一種兩難選擇。1991年,哈佛商學院著名教授邁克爾•波特對此問題提出了不同看法。波特認為,恰當設計的環境規制可以激發被規制企業的創新,產生效率收益,并導致相對其他企業的競爭優勢。
事實上,對于近年來全球數百個產業的詳細案例研究表明,當今具有國際競爭力的不再是那些成本最低或者最大規模的企業,而是具有持續的改進和創新能力的企業。在這一事實基礎上,波特認為競爭優勢不是依賴于靜態效率和固定約束下的最優化行為,而是依賴于變動約束條件下的改進與創新。正是在對競爭力的動態理解基礎上,波特認為應把環境規制作為提高企業競爭力的來源,而非簡單的成本項目。
2009年8月,英國樂購(Tesco)連鎖超市宣布將在500種商品的外包裝上印制碳足跡標識,讓顧客掌握每種商品生產、包裝和運輸過程中產生的溫室氣體排放量。此舉可以通過具有環保意識的顧客主動篩選,推動低碳商品的銷售。
關鍵詞: 新課標 初中化學概念 教學策略
課程標準提出:“化學概念教學不要過分強調定義的嚴密性,要注意概念形成的階段性、發展性和學生的可接受性。”傳統化學概念教學偏重知識的完整性和系統性,存在忽視課程標準的傾向。如何在概念教學過程中,讓學生既掌握和應用概念,又不增加學生的負擔,達到新課標提出的要求,我談談自己的看法和教學策略。
1.概念教學要注意學生的可接受性,要和學生已有經驗相結合。
化學和人類生活、生產緊密聯系,初中化學課程內容的選擇往往依據學生已有經驗和心理發展水平,反映初中化學學科內容的特點,這就決定了一個人的生活經驗對化學概念教學影響較大,學生在學習化學概念之前就有了相關知識和經驗,形成了事物非本質的認識。如農村學生更多地把“燃燒”與木柴、稻草、風箱等聯系在一起,城市學生更多地把“燃燒”與焰火、天然氣、火箭發射等聯系在一起。農村學生很早就學會做飯,一般所用的燃料是稻草,這就比城市學生更容易理解“燃燒”要與空氣接觸。所以,“燃燒”概念教學可從學生在生活中對“燃燒”的已有經驗切入,通過一系列探究實驗提高對“燃燒”概念的認識,通過新舊知識的相互作用,形成系統的概念體系。這種與學生已有經驗相結合的化學概念教學方式,讓整個學習過程自然、流暢,概念的形成水到渠成。
2.概念教學要注意直觀性,從形象到抽象的逐步過渡。
化學概念本身是抽象的,應在認識過程中不斷深化。初中化學概念教學要充分利用模型、直觀實物素材、flas、卡通圖等生動形象的畫面,幫助學生理解抽象的概念。初中階段有關物質構成的某些概念,如分子、原子,由于摸不清、看不見,具有抽象性,教師要用教材中形象的比喻喚起學生的想象,如“如果將一個原子跟一個乒乓球相比,就相當于將一個乒乓球跟地球相比”,這樣學生對原子就有了形象化的認識。微觀粒子盡管肉眼看不見,但它與宏觀世界有密切的聯系,在“分子”概念的教學中,我先讓學生用注射器吸入20mL的空氣,封閉針管尖端,向里壓縮,再讓學生用注射器吸入20mL的水,做同樣的實驗。通過宏觀實物的直觀性教學,學生感受到微觀粒子“分子”的存在和性質,使抽象的概念形象化、具體化,遵循初中學生的認知規律。
3.概念教學要注意階段性,對初中學生逐步提高要求。
化學概念是將化學現象、化學事實經過比較、結合、歸納、類比等抽象出來的理性知識,某些化學概念是學生從來沒有過的生活經驗。因此,對學生難理解的概念進行彈性處理,對初中無法給出科學定義的概念,可采用泛指、列舉或比喻的手段開展教學。例如教學“燃燒”的概念時,要有氧氣參加,隨著學習的深入,只要是發光、發熱劇烈的化學反應就是“燃燒”。對化合價的概念,初中學生難以理解,如果從概念本身出發,學習的難度很大,從而老師越解釋,學生越糊涂。我認為直接以Na和Cl結合為NaCl、Mg和Cl結合成MgCl2為例,從滿足原子結構穩定的角度,說明原子間化合要有一定的原子個數比關系就可以了,不必要求學生搞清楚化合價的數值是怎么得來的,只要記住一些常見元素的化合價,知道常見元素化合價的性質就達到教學目的了。
4.概念教學要注意發展性,不能一步到位。
初中化學概念教學要適合學生的認識特點,要循序漸進,逐步深化。初中學生知識面較窄,儲備知識較少,某些概念還是比較難以理解的,在教學過程中不能一步到位。學生隨著掌握知識的不斷深入,理解能力的不斷提高,才能加深對舊概念的理解,獲得高層次的概念。如“氧化反應”概念的初級定義為物質與氧氣發生的反應,編者這樣處理,讓學生剛學習化學時,對“氧化反應”的概念容易理解,只要有氧氣參加的反應,就是“氧化反應”。當學習碳的還原性時,學生已掌握“元素”的概念,碳奪去氧化銅中的氧也是發生氧化反應,這時“氧化反應”概念中的“氧氣”就上升為“氧元素”了,“氧化反應”概念的外延逐漸擴展。概念教學要注意發展性,這就要求教師在教學過程中注意概念的高度、深度,分階段地教學,這樣才不至于某些概念的晦澀難懂,讓學生失去學習化學的興趣。
5.概念教學要注意與身邊物質的性質學習相結合。
概念教學的目的是用概念解釋化學現象,在物質性質的學習過程中鞏固概念,提高學生應用概念解釋問題的能力。如在教了酸和堿的概念之后,我創設了如下情境:不少同學都被蚊蟲叮咬過,感覺又痛又癢,這是怎么回事呢?學生通過查閱資料知道蚊蟲叮咬皮膚后分泌出一種叫蟻酸的物質刺激皮膚,若想減輕疼痛,可涂上一些肥皂水或小蘇打溶液進行中和。蟻酸和鹽酸的性質相似,學生設計實驗探究蟻酸的性質,得出蟻酸使無色石蕊溶液變紅,將鋅粒放入留有蟻酸溶液的試管中,有氣泡產生。通過對蟻酸性質的探究,對“酸”、“中和反應”等概念的理解逐步加深。
總之,化學概念是將化學現象、化學事實經過分析、歸納、抽象出來的理性知識,對學生觀察實驗現象、學習身邊物質的性質具有指導作用。如何根據新課標的要求、初中學生的特點,在教學中有意識地應用教學策略,提高學生的學習興趣和學習效率,是每一位初中化學教師都應思考的問題。
參考文獻:
關鍵詞:硫酸銅晶體;結晶水含量;恒重條件;坩堝;實驗探究
文章編號:1005C6629(2016)10C0051C04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
硫酸銅晶體結晶水含量的測定是高中和大學一年級學生無機化學實驗中的一個重要實驗,本實驗的目的是了解結晶水合物中結晶水含量的測定原理和方法[1,2],掌握電子天平、沙浴加熱、干燥器等的使用方法,理解恒重操作的含義和方法。
本實驗是將一定量的硫酸銅晶體(m1)置于已灼燒至恒重的坩堝中,260~280℃沙浴加熱至硫酸銅晶體由藍色變為白色,然后把坩堝移入干燥器中,冷卻至室溫,稱量無水硫酸銅的質量(m2),重復加熱、冷卻、稱量,直至兩次稱量之差很小(本實驗要求Δm≤1mg),以確定硫酸銅晶體脫水完全,則m1-m2即為結晶水的質量。假設硫酸銅晶體的化學式為CuSO4?xH2O,根據
可計算得到x值,從而得到結晶水的含量。
當然硫酸銅晶體結晶水含量的測定還有其他方法,林敏[3]用微波加熱使硫酸銅晶體脫水至恒重,陳浩[4]通過色度傳感器運用吸光光度法分析硫酸銅溶液的濃度,從而測出硫酸銅晶體中結晶水的含量。
按照教材內容[5,6],在本實驗中恒重操作是影響實驗成功與否的關鍵實驗條件之一。它包括兩個方面,一個是恒重坩堝,以保證盛放硫酸銅晶體的坩堝和盛放無水硫酸銅的坩堝質量相同;另一個是恒重無水硫酸銅,以保證硫酸銅晶體脫水完全,兩次稱量之差Δm≤1mg。實驗過程中學生需要多次重復加熱、冷卻、稱量,以達到恒重條件的要求,然而有的學生的樣品加熱很長時間仍為淡藍色,不能完全變為白色,更達不到恒重條件的要求。許多學生在這一步耗費的時間較長,甚至出現比較大的誤差,出現這種情況的主要原因就是溫度和時間沒有控制好。那么恒重操作所需要的加熱溫度和時間到底是怎樣的對應關系?
為了更好地指導學生實驗,本文探討了沙浴加熱溫度和時間對硫酸銅晶體脫水的恒重條件、在此過程中加和不加坩堝蓋對恒重條件,以及用酒精燈代替酒精(煤氣)噴燈對空坩堝恒重條件的影響。
1 實驗部分
1.1 試劑和儀器
試劑:硫酸銅晶體為分析純
儀器:酒精燈、酒精噴燈、坩堝、KDM型調溫加熱套
1.2 恒重坩堝
1.2.1 酒精噴燈恒重坩堝
將一洗凈的坩堝及坩堝蓋置于泥三角上,小火烘干后,用酒精噴燈氧化焰灼燒至紅熱,將坩堝冷卻至略高于室溫,再用坩堝鉗將其移入干燥器中,冷卻至室溫,取出,用電子天平稱量。重復加熱、冷卻、稱量,直至恒重。
1.2.2 酒精燈恒重坩堝
將酒精噴燈恒重過的坩堝重新水洗,在酒精燈外焰上加熱烘干并灼燒,灼燒一定時間后放于干燥器中冷卻至室溫,取出,用電子天平稱量。重復加熱、冷卻、稱量。
1.3 硫酸銅晶體脫水
1.3.1 不同溫度、不同加熱時間坩堝內樣品的質量變化
本實驗研究了在不同溫度條件下(260~ 300℃),沙浴加熱不同時間(10~60min),坩堝內硫酸銅晶體的質量變化。在4~5個已經恒重的坩堝內,準確加入1.0000±0.0001g研細的五水硫酸銅晶體,將這4~5個坩堝均放在沙浴上,使其3/4的體積埋入沙中,再在靠近坩堝的沙中插入溫度計(300℃),它的底端應與坩堝底部大致處于同一深度。將沙浴慢慢升溫至210℃,然后小心升溫至指定溫度(260~300℃),此時開始計時,10min、20min、30min、40min、60min時,依次取出一個坩堝移入干燥器內,冷卻至室溫。用濾紙將坩堝外部擦干凈,在電子天平上稱量。
1.3.2 加和不加坩堝蓋對硫酸銅晶體脫水的影響
在280℃的加熱溫度下,按1.3.1的步驟,測量在不同加熱時間下,加和不加坩堝蓋,坩堝內樣品隨時間的質量變化。
2 結果和討論
2.1 恒重坩堝
所謂有序思維,是指思考和解決問題時按照一定的程式,包括特定的順序、線索、條理、步驟和規律來展開的一種思維方法。它以過程的有序性為特點,跟邏輯思維既有聯系又有區別:邏輯思維是借助于概念、判斷、推理反映現實的一種思維方式,有其特殊的序――即邏輯或規律;有序思維不一定是邏輯思維,它通常是相對于無序思維而言訴,其對立面是無序的思維。
1高中化學教學中實施有序思維教學的意義
培養學生的思維能力是高中化學教學的重要任務之一。合理的、科學的、優化的思維程序能夠加速解決問題的思維進度,提高思維活動的實際效益;有利于優化學生的思維品質,快速發展學生的思維能力。無序思維不利于問題的解決,效率很低,更不利于邏輯思維能力的養成。
2有序思維在高中化學教學中的運用
化學中的有序思維首先表現為化學的學科思維,如物質分類思維;結構決定性質,性質決定用途的思想;由特殊到一般再到特殊的思維;對稱思維;守恒思想等等。運用這些思想可以解決很多化學問題。從具體的認知操作角度看,有序思維教學主要從以下幾方面開展:
2.1分析有序性
例1:現有Fe、Cu組成的合金,其中Fe、Cu的總物質的量為a mol, Cu的物質的量分數為x;研成粉末后,全部投入含有b mol HNO3稀溶液中,微熱使其充分反應,且硝酸的還原產物只有NO,用微粒的符號填寫下列空白:溶液中金屬陽離子和殘留固體成分的可能組合有:
分析:我們可以根據還原性順序Fe>Cu>Fe2+>Fe3+,再按硝酸的用量從少到多的順序,按照這樣的合理的分析思考順序,得出以下結論:
2.2推理有序性
同分異構體知識是有機化學中的基礎知識之一,它的綜合性強,既是高考的熱點,同時也是困擾學生學習的難點。學生在書寫同分異構體的過程中,常常不是多寫就是少寫。所以,掌握同分異構體的書寫規律是非常必要的,有序思維方法特別適用于書寫同分異構體。書寫同分異構體的一般順序是:(1)官能團的類別異構:是指由于官能團的不同而引起的同分異構現象;(2)碳鏈異構:是指由于碳原子的排列順序不同而引起的同分異構現象;(3)官能團在碳鏈上的位置異構:是指由于官能團取代的位置不同而引起的同分異構現象。按照這樣的思維順序思考,同時考慮碳鏈的對稱性和等效性,就能很好的解決同分異構體的書寫問題。
例2:寫出化學式為C5H10O的有機物的可能結構簡式。
最后將各有機物按碳四價原理補足氫原子即可。
2.3計算有序性
化學計算過程,實質上是對化學問題的數學處理過程,即對物質的組成、結構、性質和變化規律中的量進行處理和確定的過程。它以基本概念、基本理論、元素化合物知識及溶液組成知識為基礎,以物質的量為中心,以化學式、化學方程式、有關化學量及其運算方程作為確定有關量的特殊工具,理解和運用化學概念、化學原理,進行分析、綜合、對比、判斷、推理的思維過程。化學計算題一直被學生認為是難題,甚至有學生放棄計算題。對于有些計算題,如果能有序地思考,能使分析的結果清晰、明了、簡捷,使解題的思路順暢;能從題給信息的各個方面入手,考慮到各種可能情況,使解答完整準確。
例3:鎂條在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂。將燃燒后的產物溶解在60mL濃度為2.0mol?L-1的鹽酸中,再用20mL 0.5mol?L-1 NaOH溶液中和多余的鹽酸,然后在此溶液中加過量的堿,把氨全部蒸出來,用稀HCl吸收,稀HCl增重0.17g,求鎂帶的質量。
分析:從題中敘述可看出至少涉及十個反應,條件多,反應關系多,但是如果用路線圖的方式可以簡單的描述如下:
然后根據最終溶液只是NH4Cl、NaCl、MgCl2溶液,再利用離子的電荷守恒求解如下:
2×n(Mg2+)+n(NH4+)+n(Na+)=n(Cl-)
[2×n(Mg2+)+ +0.5×20×10-3]mol=2×60×10-3mol
n(Mg2+)=0.05mol
3高中化學培養有序思維的途徑和方法
3.1加強基礎知識教學是營造有序思維的前提
知識是思維的前提,在高中化學教學中,要以理論為指導,以反應規律為線索,加強推理教學,增強化學知識的條理性、規律性。同時,教師要注意滲透有關的學科思想,注意引導學生進行歸納總結,督促學生復習和理解重點知識,記憶有關結論,強化鞏固所學的知識,并按類型精選有關習題進行有目的訓練,使所學的知識由“無序”到“有序”,由“知”到“通”,由“知”到“用”,由“會(用)”到“活(用)”,做到觸類旁通。
3.2精心設計問題,激發思維有序性
思源于疑,沒有問題就無以思維。思維總是從解決問題開始的。因此在化學教學中,教師要通過提出有針對性的問題,創設新異的教學情境,給學生創造思維的良好環境,讓學生經過思考、分析、比較來加深對知識的理解。設置問題時要抓住教材的重點、難點和關鍵,問題的內容應潛伏著教材內容的內在聯系和符合知識積累的邏輯順序,一環扣一環,由淺入深,由簡單到復雜,叩開學生思維的大門,使學生感到新穎,造成連續的、有序思索,形成持久的內驅力,引起學生思想上的共鳴,活躍課堂氣氛,有效地調動每個學生的思維積極性,這樣可收到預想不到的效果。
3.3通過適當練習,加強有序思維能力
學生學習了思維方法并不等于真正掌握了思維方法。要能夠靈活運用,還必須經過適量的練習。在有計劃、分層次的練習中反復運用已學過的思維方法,強化它們在頭腦中印象,學生的思維能力就能逐步得到提高。在課堂練習中,學生可以得到及時的反饋和指導,而且學生之間你一言我一語的補充回答能有效地激發思維,從而給學生留下較為深刻的印象。
通過多年的教學實踐,我認識到在教學過程中不僅要注重教學內容的傳授,更要注重學生思維能力的訓練,有序思維是一種重要的思維方法,有利于學生思維能力的形成和發展。學生養成有序思維習慣后,掌握知識將更系統,表達更有條理;分析和推理能力、直覺思維能力等都會增強,獨立思考能力和自主學習能力也會得到提升。
參考文獻:
[1]陳志遠.有序思維規律與高三化學教學[J].化學教學,2007(11):25-26.
[2]陳建榮.有序思維與解答化學開放性試題[J].中學理科,2004(12):11-12.
關鍵詞:低碳;風景園林;氣候;能源
1.低碳風景園林功能特點
1.1 降低風景園林建設中的能源消耗
在我國城市化迅猛發展的同時,風景園林建設領域(特別是城市中的風景園林)的高能耗現象越來越突出.它們貫穿在從園林材料的生產到園林的施工以及后期運行、拆除、更新等各個階段。
低碳風景園林營造可望從操作層面切實降低能源消耗。1)通過本地或就近選擇材料.可大幅度降低材料在交通運輸中的碳排放,由此帶來總體能源消耗的減少;2)通過選擇“低碳”材料替代“高碳”材料來減少風景園林建設中的碳成本,例如減少鋼材玻璃、水泥的用量;3)鼓勵、促進可再生能源(太陽能、光能等)和低能耗、超低能耗技術及其產品在風景園林中的推廣應用(例如采用太陽能光伏發電的路燈來照明等);4)以規劃設計手段合理延長園林的使用壽命,從而降低風景園林設計中的能源消耗總量。5)拒絕僅僅為所謂景觀效果而設計高耗能(如大面積的玻璃墻,易散熱的薄墻體.不必要的大空間等)的建筑或構筑物。
1.2提高風景園林營造和使用過程中的能源效率
現代風景園林建設中越來越多地運用采伐木材(特別是古樹、大樹)、新材料(包括水泥、鋼材、玻璃等人工材料),并且隨著頻繁的城市更新,又會對“舊” 的材料棄之不用、移除重建。而低碳風景園林營造則提倡對園林材料的可持續利用.通過尋求對已成型、已使用材料的改裝、重構等創新設計措施,使越來越多的園林材料得以循環再利用。各種園林材料在工程前工程中和工程后的多發利用無形中就可以提高其所包括能源的利用效率.從而實現風景園林建設的可持續發展。
1.3 增強風景園林的碳匯功能,改善生態環境質量
充分發揮綠色植物的碳 功能 將大氣中的溫室氣體(二氧化碳為主)儲存于植物根際或土壤中— —積極擴大碳匯,是成本較低的減碳途徑之一。據測算.每公頃闊葉林每年大約吸收360t碳當量、每公頃針葉林每年大約吸收930Kg碳當量、每公頃草坪每年大約吸收870kg碳當量,林木每生長1m3平均吸收1.83t二氧化碳。由此看來,植樹造林、保護濕地、集約利用土地、提高城市綠化率。
低碳風景同林營造提倡充分利用綠色植物的碳匯功能,具體體現在多建生態景觀,少建大面積硬地廣場和草坪廠場.限建高耗電的人工瀑布、噴泉,多營造有利于戶外健身、增氧減少熱島效應的林蔭地等,并保留自然山體、河湖水景等存城區的原始位置.借此方法增強城市園林景觀的碳匯能力.有效改善城市生態環境質量。
2.低碳風景園林營造措施
低碳風景園林營造與普通園林營造的最太差別在于,它需要計算并控制、減少其二氧化碳排放量.提高能源使用效率。通常我們可以從以下5個方面探討其主要規則設計、材料、施工、項目維護和更新。
2.1 減少園林建設的碳足跡
碳足跡(Carbon Footprint)是指個.凡或團體日常釋放的溫室氣體數量,它通常被用來衡量人類活動對環境的影響。每個的日常生活都會留下相關的碳足跡:所廠的車、擁有的住房和土地、采暖的方式、吃的食物等。目前在互聯網上已經有了一些可以方便地測算出個人碳足跡的軟件.并且同時提供抵消這些碳足跡的方案。充分理解風景園林營建過程中的碳足跡.將有助于園林設計師認真思考低碳風景園林的設計和營造。
風景園林項目的每一個要素在它們的執行和維護階段都存在相應碳足跡,因此項目的發展應該經過嚴格的碳評估以控制其碳排放量— —該評估不但應在項目實施前進行.還需持續到項目實施之后的跟蹤測量,以確定這些項目既能滿足使用的需求,又沒有過量消耗能源、排放二氧化碳.從而確保該項目將會對社會及生態環境產生積極的影響,符合“低碳”的要求。
2.2 控制園林施工中的碳排放
存園林工程施工的早期往往需要大量使用消耗石化能源的機械,這很容易造成污染、地面壓實、噪聲、嚴重的交通壓力、額外的倉儲空間等一系列問題。如果風景園林師盡量選擇在有可能減少機械作業的場所建設園林景觀.就會有效減少上述問題.從而降低風景園林項目施工過程中的碳排放.并減少大型機械作業對于土壤和植物本身的危害.保護生態環境。
2.3 降低園林維護的碳成本
風景園林師的設計手法 對材料的選擇和對風景園林管理的規劃都將影響風景園林維護所需的碳威本。園林項目在施工期間的碳成本通常是一次性成本,而維護時期的碳成本則是持續的:它可以持續十幾年、幾十年甚至上百年。自然界中的綠色植物是持續生長和變化的,但城市的園林空間(如城市公園、街頭綠地等)為了滿足特定的城市功能和美學要求,經常需要將它們保持在某種特定狀態下,園此通常要運用灌溉、施肥、修剪等多種手段進行長期養護.由此會帶來持續不斷的二氧化碳排放。如果風景園林師在設計之初更多地考慮景觀生態學的原則.利用生態的、可持續的和自維持的方法去適應生態系統的變化(如地質變化、氣候變化等),就可能把風景園林長期維持所需的碳成本控制在相對低的標準之下。例如,設計師可以用草地來替換人工草坪、增加植物的多樣性、立體綠化、多用喬木、選擇適宜粗放管理的植物品種等.這樣做既可以有效減少維護園林綠地所需的碳成本.同時又可以保持園林的開放性與可迭性。
2.4 延長園林的“生命周期”
風景園林的“生命周期”.是指園林景觀可以保持多長時間不被移除和更新。對于現代城市園林景觀而言(甚至包括贏得獎項的設計項目),有時只有20~30年的使用壽命— — 尤其在我國城市化高速發展的近30年間.很多項目的生命周期甚至更短。典型的城市更新不但包括對原有場地、材料的大規模挖掘、移除,還要加上新的設計和建造。如此疊加帶來的異常高的綜合碳成本并未被人們所重視.因為人們可以找到很多理由進行城市更新:鋪路的材料不耐久或很難清理、園林空間布局不臺理、沒有創造出安全的空間為社區提供服務等。究其原因.關鍵在于有些風景園林項目并沒有符臺社會的真正需求:它們或沒有使人感到舒適、耐久、全,或沒有適宜地利用土地、形成持久的自然美感。
類似的物質性問題通過設計師深入的場地調查、分析和對材料的了解,通常還是可以被逐一解決的.而真正的困難卻存在于風景園林營造方式和設計師表達手段的改進— —很多設計太過“風格化”—— 這樣的園林也許在項目剛剛竣工時會熱鬧一番.但很快就會被遺忘、甚至淘汰:因為它們過分注重時尚、樂于追隨國際設計運動、或在設計中運用過于“表面化”的個性表達。這些特點往往導致社會不能快速適應這個 “時尚”的園林景觀,同時如此時髦的園林景觀也很難隨著社會同發展和變化 ,因此急需被更新。
作為風景園林師,其工作的重要準則之一就是要關注生態環境。因此.設計師不能只熱衷于創造空間和形態過于個人化的“產品”,而是在人口增長、社區成長、藝術風格和物理環境不斷改變的情況下,通過創造生態友好、具有靈活性、可以有效應的控制和降低碳排放.使作品成為真正低碳的風景園林。
3.結束語
低碳風景園林的興起時代的需要,它合乎當展的理念,體現了人們追求和諧,可持續發展的愿望。不管是在省市還是在郊區,建設低碳風景園林都將有其重要的生態價值。我們的未來需要低碳,子孫也會繼承這一認識,將低碳走的更遠,使得世界成為舒適的人居環境。希望本文提出的一些建議可以為發展低碳做貢獻,也希望我國的低碳園林事業蓬勃發展。
參考文獻
1、 陳,低碳經濟與園林綠化可持續發展[J]、建設科技.2010(19)
2、 趙彩君,劉曉明.城市綠地系統對于低碳城市的作用[J].中國園林.2010(06)
想要舒適性和環保責任并行不悖,絕非無稽之談,從改變機動交通工具一貫的『高碳姿態入手,將綠色與環保的元素融入其中,就能找到二者的平衡點。一些航空公司也正做出努力,提出『碳補償計劃
“綠色旅游”的意義在于,懷著敬天惜物的心態去親近自然、感受自然,用靜默的傾聽取代嘈雜的噪音污染,用純粹的欣賞代替對生物的打擾和危害,用心靈的感悟取代對自然源的強取豪奪,既在旅途中盡情感受大自然之美,又與環境保持著和諧共存的關系。
綠游風行
世界銀行環境部和生態旅游學會,給“綠色旅游”下了定義―“有目的地前往自然地區,去了解環境的文化和自然歷史,它不會破壞自然,而且它會使當地社區從保護自然源中得到經濟收益。”這與日本自然保護協會(NACS―J)的觀念如出一轍,該協會認為游客在理解、鑒賞自然地域的同時,已經潛移默化地為日本當地的自然、文化保護和地域經濟做出了貢獻。
在很多人的印象中,綠色旅游追求的是低能耗、低污染的標準,因而要比“腐敗奢華游”來得“樸實艱苦”。其實,“綠游”并不一定與“享樂”絕緣,只要努力做好力所能及的環保措施,一樣可以在享受旅行的同時履行生態責任和環保道德。正是這個原因,“綠游”受到了越來越多人的支持和追捧。它更新了“旅游”的內涵:它帶給人們的不僅是享樂體驗,更是一種學習體驗。它教會了人們不要單純地向自然索取,而是積極探索自然和旅游之間的內在關系,帶著敬畏感和保護意識去享受旅游的過程。它讓旅游者與自然更親近,對生活更理解。目前,“綠色旅游”成了全世界的新風尚,中國國內的“綠游”產業也發展得十分紅火。
去年6月,中華環保聯合會和中國旅游協會旅游景區分會,共同主辦并啟動“生態景區中國行”大型活動,倡導在旅游景區開展低碳行動,發展低碳旅游。經過專家組的認真測評和實地考察研究,首批確定了50家在低碳建設方面成績突出的旅游景區和地區,作為“全國低碳旅游實驗區”的共建單位,包括安徽黃山、江蘇周莊、河南龍門石窟、海南澄邁縣、四川峨眉山等景區。
綠行降碳
選定了旅游目的地,接下來就該考慮如何出行了。傳統的出行方式主要依靠機動交通工具,如航空、汽車、郵輪等,其高能耗、高排放的弊端的確有些違背“綠游”的初衷。不過其實,想要舒適性和環保責任并行不悖,絕非無稽之談,從改變機動交通工具一貫的“高碳”姿態入手,將綠色與環保的元素融入其中,就能找到二者的平衡點。
選擇一款綠色車型是既環保又不打享樂折扣的最佳途徑。2008年,上海通用汽車啟動 “綠動未來”全方位綠色戰略,以“發展綠色產品、打造綠色體系、承攬綠色責任”為核心,通過科技創新,不斷為中國消費者帶來“更好性能、更低能耗、更少排放”的綠色車型,并積極發揮業務鏈龍頭作用,帶動上下游共創綠色產業生態系統,以實現企業自身、企業與行業、企業與環境的和諧永續發展。
2011年8月,全新一代別克君越eAssist混合動力車上市,它將SIDI智能直噴發動機與先進的eAssist智能混合動力技術完美融合,在保持君越固有的高品質駕控性能與豪華舒適的前提下,油耗可降低20%。根據國家頒布的《關于開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》,別克君越eAssist混合動力車目前將在全國25個試點城市銷售。
作為別克品牌同步全球最新科技的又一力作,君越eAssist混合動力車在同級市場率先采用鋰電池,作為混合動力車的核心部件之一,鋰電池在功率密度、自放電率、自重、循環使用壽命等各方面,都比現在同類車普遍使用的鎳氫電池有明顯優勢。其綜合措施顯著提升了君越eAssist混合動力車的燃油經濟性,在城市擁堵路況下,燃油經濟性可提升30%以上。
在提高燃油經濟性的同時,eAssist智能混合動力技術還進一步提升了別克君越的駕控性能。特別設計的專用6速手自一體變速箱對傳動齒輪系統和主減速比都進行重新設計,并配置可傳遞更大扭矩的變扭器,增加了電動油壓保持裝置,為駕駛者提供了傳動效率更高、換擋響應更快而且節能的駕駛體驗。而15kW電機的輔助驅動,則為車輛增加了40%的起步扭矩和72%的起步功率,同步提升了動力性能與起步表現。通過智能科技的注入,君越eAssist混合動力車讓有志于環保、節能的汽車消費者在追求出色燃油經濟性的同時,獲得高品質的豪華駕控體驗。它將節能環保、高品質駕控與舒適乘坐體驗和更貼近市場的價格完美結合。
一些航空公司也正做出努力,提出“碳補償計劃”,中國香港國泰航空、美國聯合航空公司、美國大陸航空公司都是率先推出該項目的企業。旅行社和旅游網站也是推廣“碳補償”行動的中堅力量,攜程旅行網在不久前就推出了碳補償活動,出游者可用積分兌換樹苗,由知名環保組織安排栽植,為自己的旅行進行碳補償。預訂機票時,將根據其飛行里程,提醒客人該次旅程航空飛行所產生的二氧化碳排放量,以及減少這些二氧化碳而需要種植的樹木數量,并提供相應的碳補償選項。客人可用其積分兌換樹苗,最后由環保組織“上海根與芽”安排栽植,地點在內蒙庫倫旗的植樹基地。
同時,前沿科技不斷融入飛機制造業,也為“綠游”創造了有利條件。美國西南航空公司前不久推出了一款“碳平衡”綠色飛機模型,向公眾展示了新材料對于“綠色航空”的卓越貢獻。該款飛機機身采用較輕的材料打造而成,自重比一般飛機輕得多;飛行時對天然氣的消耗也很低,減輕重量的同時還降低了能耗;真皮座椅套被新的輕型座椅套替代,每個座位降低兩磅重量;新材料制成的救生衣讓每個座位節省1磅的重量;泡沫填充座位又可省去不少重量。設計人員還采用了環保型的飛機配套設施,如英特飛牌地毯,既可100%回收再利用,又耐磨實用,只需最基本的維護、清潔費用;將旅客腰帶的制作材料從原本的塑料換成鋁,更符合可持續的理念。舒適度不減反增。
綠宅降能
酒店是旅游業的耗能之王,同時排放大量被污染的廢棄物。一座中等規模的三星級酒店,一年大約要消耗1400噸煤的能量,可向空中至少排放4200噸二氧化碳、70噸煙塵和28噸二氧化硫。因此,如果想要旅行“綠”得更純粹一些,最好選擇入住綠色環保酒店或碳中和酒店。
綠色環保酒店的優越性在于,實現了“低碳”甚至是“零碳”。中國保定電谷錦江國際酒店就是最好的例證,憑借太陽能玻璃幕墻,整座大廈的發電量可達0.3兆瓦,堪比一個小型發電站。整個大廈的衛生沖廁、消防、洗車、澆花等均采用中水,不僅達到在大廈內零排放的目標,而且使用后的中水將再次返回到污水處理廠作為熱電廠循環水二次使用,實現了能源的循環利用。
目前全球已有六十多個國家正大力發展綠色環保酒店,利用可持續發展能源,與當地自然生態圈和諧共生。從澳大利亞塔斯馬尼亞島海灣中將一切現代奢華享受與自然融為一體的私人海濱酒店,到智利巴塔哥尼亞隨時準備為當地動植物騰出棲息地的帳篷旅店,都證明了綠色酒店的超凡魅力,它讓旅行與環保這對組合更顯卓越。
費爾蒙酒店集團是首個關注氣候變化問題并致力于環保行動的奢侈酒店。它積極參與全球最大的環保組織―世界自然基金會(WWF)開展的“氣候拯救者計劃”,并通過實施全新的能源和碳管理措施,確保旗下所有新酒店均努力降低二氧化碳排放。2010年,費爾蒙憑借其對全球環保做出的杰出貢獻,正式成為綠色鑰匙環保評級計劃(Green Key Eco-Rating Program)的一員。
他是華能集團清潔能源技術研究院有限公司院長,自從2009年12月23日上海石洞口第二電廠12萬噸級二氧化碳捕集項目建成投產以來,他就一直為中國第一個百萬噸級的碳捕集項目忙著。碳捕集全稱碳捕集和封存技術,簡稱CCS,后增加一個“U”,即碳捕集、利用和封存技術,簡稱CCUS。
中國的電量有70%來自煤電,而煤電的產生過程排放了大量二氧化碳。就在12萬噸項目投產前半個月的12月7日,國務院總理在哥本哈根全球氣候峰會上向全球鄭重承諾:2020年中國單位國內生產總值二氧化碳排放量將比2005年減少40%~50%。
煤電碳減排便順理成章地成了個無法繞過去的坎兒。作為走向更大噸位的“忠實粉絲”,許世森希望從0到3000噸,到12萬噸,再到百萬噸這個碳捕集技術“三級跳”能夠成功。
前兩次,他跳出了世界前列的成績。第三跳卻遇到了困難。
三級跳
2011年6月30日,許世森接受《中國經濟和信息化》記者專訪。這位掛著“博士生導師”頭銜的非學院派學者,其實更像個老板。在一個小時左右的時間里,他未喝一口水就這樣連珠炮似地跟記者講述著他對加了個“U”后的CCUS技術的立場和對于建設百萬噸級位碳捕集項目的迫切心情。
“我們確實感受到了這種壓力和迫切性,應該說歐美也在拼命地往前趕,希望能夠超越,所以,我們希望在12萬噸的基礎上,做一個100萬噸以上的碳捕集項目。”許世森說。
有資料顯示,到2035年,化石燃料的發電量仍將占全球發電量的一半以上。而根據國際能源署(IEA)的數據顯示,截至2050年,應用CCS技術實現的二氧化碳減排量將占到屆時全球規定減排總量的20%。因此,CCS在燃煤和燃氣電廠及工業生產中的應用十分必要。
然而,中國對CCS技術的研究時間并不長,盡管從2008年3000噸的實驗項目已經走向了12萬噸的規模化捕集。即便中國給CCS技術加了個“U”后更重視捕集后的碳利用問題,但華能集團所捕集來的12萬噸碳并不能全部被市場所消納。那100萬噸以上的碳捕集項目捕集來的二氧化碳怎么消納呢?
但許世森顧不上這么多了,“從目前來看,我們是走在了一個國際領先的水平,但并不代表我們會永遠走在前列。如果說我們不把這個技術放大到100萬噸以上,有可能在幾年之后,比如說5年之后,被國外超出很遠”。
許世森不幸言中。2011年5月5日,在美國賓夕法尼亞州匹茲堡一場主題為碳捕集與封存(CCS)技術的重要行業會議上,法國公司阿爾斯通電力宣布位于西弗吉尼亞州紐黑文市美國電力公司Mountaineer電廠的冷氨碳捕集與封存驗證項目成功運行。
阿爾斯通是全球電力行業的領先企業之一,其創新環保的領先技術已成為行業的參照基準。長期以來,阿爾斯通電力相信全面發展二氧化碳減排的發電解決方案對于應對氣候變化是極為必要的,其在提高各種可再生能源的利用,提高新建和現有電廠的化石燃料發電效率,以及開發CCS技術等領域都有經驗積累。
6月中旬,基于Mountaineer電廠等13個碳捕集項目的數據實證,阿爾斯通電力全球總裁朱倍賀(Philippe Joubert)表示:“現在我們可以自信地說,碳捕集技術運行狀況良好且成本頗具競爭力。”
這讓許世森想第一個邁入百萬噸級位碳捕集項目的愿望落空了。
如果說許世森從0到3000噸完成了第一次優美的跳躍,那從3000噸到12萬噸則更是以世界第一的成績完成了他的第二次跳躍,盡管第二次跳躍承擔了一定的風險,但這符合化工行業放大30~50倍的規律。
對第三次跳躍,許世森說:“這中間再放大10倍,應該說放大的風險很小了,技術和設備的可靠性都是沒有問題的。”
不過,情況并不令人樂觀,除了阿爾斯通電力的150萬噸項目,許世森說:“美國有3個,歐洲至少有10個100萬噸以上的示范工程現在正在設計、建設,而且這些工程都有國家支持,屬于國家示范的項目。”
中國還能不能趕得上百萬噸級位碳捕集項目的“末班車”,許世森常常反問自己該怎么辦。
合縱連橫
2011年6月2日上午,在北京國家會議中心的一個會議室里,許世森又一次站在了演講席上,他的每一次演講都希望有更多的人來關心和支持CCUS這樣一個技術項目邁向百萬噸級位。
不過,這次聽眾不多。雖然這次“2011年中日綠色博覽會高層論壇”上,來的都是關注環境問題的專業人士,但由于這個會議室里的主題會議只是多個平行論壇中的一個,加上CCUS技術的特殊性,會議室里顯得有點冷冷清清。
會議主持人是年近80歲高齡的中國工程院院士、清華大學熱能工程系教授倪維斗,但他的觀點是把碳利用放在首位,如果不解決碳利用問題,“單純考慮碳捕集后封存,不會產生任何的經濟效益,反而由于增加了監測、運行等成本,無論對于政府還是企業,都難以長期負擔這部分成本”。
這個觀點其實與許世森的觀點有些差異,他主張先掌握百萬噸級技術,有了成熟的技術,再考慮利用問題,但會上他的支持者寥寥,這讓他多少有點難過,但他仍熱情地對與會者甚至記者推銷他的理念。
其實,自2006年起,許世森就單獨或合作寫過碳捕集相關的學術論文10篇,發表在業內相關學術期刊上。這些都是他想把中國的CCUS技術推向國際化的努力之一。
“下一步,因為畢竟這些研發工作看不到經濟效益,怎么來投資,怎么組成一個國家項目,是不是要國家支持一部分,企業支持一部分來推動。”
據介紹,現在二氧化碳需求量最大的是石油開采。而隨著陸上油田勘探開發力度的加大,低滲透油藏已成為我國油田的重要增儲陣地。中國石化科技開發部油田處副處長胡鳳濤在接受《中國經濟和信息化》記者采訪時說:“在傳統的意義下,很多低滲透油氣藏是難動用儲量,但如果采用二氧化碳驅油的方法,可能成為優質儲量。”
許世森也是對這種利用方法充滿了信心,“我們的捕集技術已經是半工業化了,再走一小步就到工業化了,然后跟二氧化碳驅油技術結合在一起,就能成為一個完全商業化的技術。”
而據美國的經驗顯示,平均三噸二氧化碳能夠驅一噸油,“從目前我們的二氧化碳成本來說,就是三四百塊錢,三噸也不超過1000塊錢,一噸油至少也有3000塊錢,所以,它的經濟效益還是很高的”。
在二氧化碳利用方面,國內的如中原油田也取得了不錯的成績。其濮城水驅廢棄油藏已連續14年綜合含水達到98%以上,水驅開發已無經濟價值。2008年6月,中原油田開始進行二氧化碳驅油試驗,井組日產油由原來的0.6噸最高上升到15.9噸。截至2010年3月,累計注入二氧化碳1.23萬噸,累計增油3272.7噸,預計實施二氧化碳驅油后井組采收率可提高7.9%。
當然,許世森沒有坐等。他告訴《中國經濟和信息化》記者:“我們已經和陜西延長油田、勝利油田達成初步協議,盡管具體合作方式和價格還在‘拉鋸’,但畢竟邁出一步。”
博弈碳減排
許世森的自信無法感染那些反對派。因此,他的游說有時就演變成了一場唇槍舌戰。
“從我個人來說,對這個事件還是抱有一定的信心,同時,我個人會不斷地努力去做一些推動工作,因為要做大量的溝通和推動工作,我們希望將這些技術進一步地放大,使他在比較長的時間內保持這個國際領先的水平。”
在一次會議上,許世森甚至很激動地指責反對碳捕集項目建設的人是目光短淺,“碳捕集作為一種潛在的、可供選擇的低碳技術,是中國必須儲備的一項戰略技術。現在做碳捕集項目的確需要付出高成本代價,但是如果我們今天不付出一定經濟代價的話,以后可能要付出更大的代價”。
碳減排分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三個過程。碳捕集作為燃燒后的碳減排技術,是否一定比在燃燒前和燃燒中減排更有優勢一直存在爭議。
而隨著燃燒前和燃燒中碳減排技術整體煤氣化聯合循環發電系統(下稱IGCC)的成熟,在該領域占有領先地位的日本專家在2011年6月2日的“2011年中日綠色博覽會高層論壇”上,他們就表示更熱衷于利用IGCC技術來減少二氧化碳的排放量。
2009年6月初,國家發改委正式核準華能集團天津IGCC電站示范工程項目。這意味著碳減排技術在中國進入了多元化時代。該項目在2011年7月底投入運營。
但這并不是說CCS技術就沒有前途。2006年由一名律師轉行開始做碳交易咨詢和服務的一致人和國際環境科技有限公司楊智良總經理告訴《中國經濟和信息化》記者,“如果即將出臺的《中國溫室氣體自愿減排交易活動管理辦法(暫行)》能夠把它納入其囊,那CCS技術的市場前景還是非常好的”。
據美國大型市場調查公司BCC Research的預測,未來五年全球CCS技術市場年均復合增長率將達到25.4%,從2009年的1250億美元增加至2014年的3890億美元。
其中,燃燒后捕集和EOR(強化采油)市場年均復合增長率為19.1%,從2009年的661億美元增加至2014年的1590億美元;前燃燒和IGCC市場年均復合增長率為31.8%,從2009年的563億美元增加至2014年的2240億美元。
但盡管如此,這還只是個“畫餅”,至少在中國還沒有看到能夠充饑的可能性。楊智良說:“碳捕集是美國人提倡的減碳技術和手段,投資巨大,我更主張項目減排或者行業減排,減碳同時促進低碳經濟轉型。”
一邊是CCS的未來誘惑,一邊卻是現實的旁觀,許世森所要面對的還不僅于此。他還要面臨更為嚴重的質疑:被稱為他“拜把兄弟”,最早向國人介紹碳捕集技術的呂學都的否定。
呂學都是亞洲發展銀行氣候變化與碳市場顧問,他現在是公開反對建設碳捕集技術項目的專家。“對于中國這樣一個能耗大國而言,根本還是要提高能源利用率。企業在沒提高能源利用率之前,不要輕易嘗試碳捕集。二氧化碳收集、壓縮、運輸,這系列過程是需要消耗巨大的能量的。假如本來的能源利用率就不高,再加上裝這套體系還要額外耗費能耗,就等于需要排放更多的二氧化碳來達到收集二氧化碳的目的,完全是得不償失。”
而成本問題更是成了一些政府官員和學者強烈反對的關鍵原因。國家發改委能源研究所CDM項目管理中心副研究員馮升波表示,把排出去的二氧化碳抓回來,讓它不要散布在大氣中,看似簡單的過程,但每噸需要50~60美元的成本。
“以2006年計,我國燃煤電廠排放的二氧化碳約為20億噸,假若捕集就要花費800~1000億美元,相當于7000億元人民幣。而這樣的巨額資金,對于中國這樣的發展中國家,著實承擔不起。”
如果把碳捕集技術的成本附加到煤電價格上去,同樣得不償失,楊智良說:“如果煤電價格跟太陽能發電價格一樣了,那還不如把煤炭保留著,開發太陽能更劃算了。”
華能西安熱工研究院二氧化碳控制與減排研究所所長黃斌還算了一筆清晰的賬:以30萬千瓦規模的電站,一年捕集100萬噸二氧化碳為例,以往的電站投資大致在每千瓦4000元,一旦加上碳捕集裝置,其成本將變成每千瓦8000~10000元。
不過,朱倍賀預測,在2015年CCS技術達到商業化規模之時,裝備CCS設備的燃煤電廠所排放的二氧化碳捕集率將可達到90%,其發電成本根據電廠燃料和位置的不同將介于6.5~8.5歐分/千瓦時(約0.65~0.85元/千瓦時)之間。這一價格與可再生能源發電相比已具有極大的競爭力。
訪談
碳捕集項目利益難協調
――專訪華能集團清潔能源技術研究院有限公司院長許世森
CEl:現在這個100萬噸碳捕集項目在哪建,怎么投資,有計劃嗎?
許世森:有計劃。因為現在都還沒有完全談妥,是商業秘密,所以也不好對外公布。但這個項目在緊密地籌劃中,實際上我們自己內部的設計都已經做完了,如果說我們華能自己有油田,今年可能都投入運營了;或者是石油公司有捕集技術,也可能都做了。
但是,現在是捕集技術在我們這邊,驅油技術在石油公司那邊,兩者要結合在一起需要一個過程。現在大家的意見和分歧在慢慢減少,如果說將來不管是工程方面,還是科技方面,能夠順利地實施,這個示范工程推進起來就會比較快。
CEl:這個投資需要多少錢?
許世森:不超過10億元。關鍵就是如何實現經濟效益。
CEl:經濟效益怎么樣?
許世森:經濟效益主要體現在采油那一塊。按道理說,采油的經濟效益應該回補一部分給我們碳捕集的,因為捕集的沒有經濟效益,但經濟效益是由使用公司掌握的,他們肯定是希望二氧化碳的成本越低越好,他們的利潤就會越高。但如果我們的經濟效益太低了,項目就沒辦法運行了。
所以,要盡快讓這個項目運作起來,我們也在想一些其他的方式,比如說通過改變公司的組建方式來解決利益分成的問題。
CEl:所以如果采油公司不愿意做,這個項目就做不了?
許世森:石油公司自己也想做,想自己獨立做,但得從頭開始。我們已經從3000噸到12萬噸了,如果他們想獨立做就得再走一遍這個技術過程,這就是浪費了,還得提高認識,發揮綜合協調各方面的手段。
CEl:你剛才提到政府扶持,你覺得政府應該從哪些方面來扶持這項事業?
許世森:比如說,減排二氧化碳現在先做示范項目,政府對示范項目,不管從什么渠道,從科技項目、貸款渠道,資金支持渠道,支持自主創新,給這個項目一定的補助,補給一部分;然后這個項目就能起來了嘛,將來要推廣的話,就需要制定一些政策了。
現在,因為項目剛剛起步,再加上二氧化碳減排,整個國際、國內的形式還沒有迫切到這個程度,所以說,政策的制定一時半會還不一定能夠出臺,但對于示范項目應該是給一定的資金支持,加上它本身還是有一定經濟效益的。
CEl:那你說100萬噸的碳捕集項目,是一種商業行為還是一種公益行為?
許世森:應該說是這兩種行為的結合,可以稱之為示范行為。如果把這兩個行為融合在一起,對石油公司,對國家也是有意義的。所以,應該定義為一個高科技示范行為。
CEl:歐美國家的100萬噸碳捕集項目主體是國家還是某個企業?
許世森:他們的做法是這樣,國家來主導這個事,列為國家的示范項目。美國就把它列為了美國能源部的示范項目,國家給50%的資金支持,你這個項目要是需要10億美元,國家給5億美元資金予以支持,但由企業做。這樣就能削掉企業的一部分資金壓力,企業就更有積極性,等于國家和企業共同來做這件事。這個模式,我們國家也可以這么做。
CEl:華能之前做的3000噸和上海12萬噸的碳捕集都是華能集團自己在做?
許世森:是,全部是華能自己出的錢。為了開發這個技術,主要是盡社會責任,華能是中國最大的發電公司。最大的不做,誰來做。但再往前,單靠華能自己來做是做不了。
CEl:那可以說陷入了一種尷尬的境地嗎?