化学提高转化率的方法

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇化学提高转化率的方法范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

化学提高转化率的方法范文第1篇

【关键词】细胞固定化；海藻酸钠；硅藻土；发酵条件；雄烯二酮

大部分的甾体激素类药物的生产都是以AD为起始原料的，而雄烯二酮（雄甾-4-烯-3,17二酮，简称AD）是合成甾体激素类药物不可替代的中间体。我们既可以用化学方法从野生药材“穿地龙”中植物提取合成AD，也可以通过降解自然界丰富的动植物甾醇用微生物发酵的方法获得AD。日益枯竭的薯芋皂素资源使薯芋皂素越来越昂贵，用微生物发酵技术生产AD成了发展甾体药物的一大趋势。用这种方法我们不仅可以摆脱“穿地龙”黄姜等原料供应受季节、地域等自然因素的影响及其对生产造成的制约，还可以满足国内外市场日益增长的对AD的需求，更起了保护自然资源和生态资源乃至人类健康的重大作用。

1.雄烯二酮的结构、性质及生产方法

1.1结构与性质

雄烯二酮的结构式如图所示，分子式为C19H26O2，分子量为286.45，熔点是173~174℃，白色晶体粉末状，无异味，无毒性，可燃，溶于乙醇、醋酸、乙醚等有机溶剂，不溶于水。

1.2应用雄烯二酮

雄性激素、蛋白同化激素、螺内酯等药物主要是由AD生产，雄烯二酮的中间体地位是许多甾体药物不可替代的，对机体起着非常重要的调节作用。合成19－去甲甾体系列雌激素的重要前体物是AD的类似物ADD，有了AD和ADD我们我们可以合成大部分的甾类药物。根据研究表明，细胞膜的完整性可以由细胞固定化保护，细胞固定化还可以增强积累目标产物的能力。

1.3雄烯二酮的生产方法

1.3.1传统生产方法(化学合成法)

由薯蓣植物资源中提取薯蓣皂苷元，化学合成雄烯二酮，然后再以雄烯二酮为中间体合成多种甾体药物。化学合成法有着复杂的化学工艺，繁琐的步骤，高价的成本（总成本不下于1000元/公斤），不仅消耗量大还破坏环境等的局限性，人们一直致力于寻找如胆酸、海柯皂苷元和惕告皂苷元等新的天然甾体药物，将其开发成制造雄烯二酮的原料。

1.3.2微生物转化法

利用微生物细胞对有机化合物某一特定部位作用，将其转化为结构上相类似的另一种化合物的方法称为微生物转化。利用微生物细胞的酶系对底物的某一特定部位进行催化反应形成最终产物，而不是由营养物质经微生物细胞的一系列代酶过程后转化的。微生物转化法如图所示：

自生产开始实行微生物转化后，甾体药物就常采用化学法和微生物转化法相结合的办法来生产。这样可以减少合成步骤、缩短生产周期、提高收获率，减少发生副反应。

2.对分枝杆菌BD696-6产雄烯二酮的现状研究

关于分枝杆菌发酵产生AD的研究是目前国内外热衷的课题之一。其主要集中下面的方面：

2.1菌种的选育

发酵过程的控制及产量直接由菌种的优良来决定的，菌种的优良是影响发酵过程至关重要的元素。

2.2添加抑制剂、优化培养基

经过研究邻菲罗啉等酶抑制剂对积累ADD的影响，为防止甾核降解我们可以适当添加抑制剂。添加时间是非常重要的，因为抑制剂也有轻微抑制甾醇降解酶的作用。且要将浓度控制到最佳。优化培养基方面：哈尔滨理工大学的车成彬等发现“葡萄糖为碳源不如玉米浆为碳源产率高，并且磷酸盐充足能提高产率”。总的来说，培养基优化后，在0.2%~0.3%的投料浓度时，一般能将转化率提高到50%。但转化率会下降如果再增加底物投料浓度。

2.3利用化学或物理手段将微生物自然固定或定位于限定的空间区域内，保护其固有的催化活性，并能反复使用的技术称为细胞固定化技术

由于固定化生物细胞可以持续增殖、休眠及衰亡，所以其活性一直保持稳定。除保持原有的识别、结合、催化活性外，固定化的生物细胞还具有易于分离、可重复使用及稳定性提高等显著优点。

3.对分枝杆菌BD696-6产雄烯二酮的研究

3.1海藻酸钠固定BD696-6菌株转化甾醇产雄烯二酮

将微生物细胞包埋在凝胶的微小空格内或埋于半透膜聚合物的超滤膜内的方法称为包埋法。由于有着化学稳定性好、无毒、包埋效率高且价格低廉等优点，海藻酸盐成为广泛运用的包埋固定化介质。用海藻酸钠包埋菌体，研究在不同包埋菌体量下形成凝胶的特性时的海藻酸钠、氯化钙的浓度，经由正交试验考察凝胶强度、贮藏稳定性以及其对发酵的影响，并找到最适合进行固体化细胞发酵的条件。

考察了固定化细胞的包埋条件对AD转化率的影响，研究了包埋条件下海藻酸钠的浓度、氯化钙浓度及菌体包埋量后，通过正交分析法得到海藻酸钙固定化细胞的最佳包埋条件：海藻酸钠浓度为2g/100mL、氯化钙浓度为1g/100mL、菌体包埋量为15mL/50mL凝胶。缩短了24h的发酵周期，提高了17.93%的AD转化率。

3.2硅藻土吸附法

吸附法又被称为载体结合法，通过自然附着力（物理吸附、离子结合）等方式将微生物细胞固定在载体表面和内部形成生物膜。在确定硅藻土为吸附BD696-6细胞的载体后，在建立单因素实验的基础上，通过正交试验优化得到硅藻土吸附菌株条件：载体添加量7g/L,最佳接种量18%，甾醇添加量3g/L、发酵时间168h，但这种固定化体系发酵转化的重复性不太好。

（1）硅藻土吸附细胞的发酵条件为：pH8.7，发酵温度32℃，摇床转速200r/min；添加铁锌镁等金属离子可提高AD的转化率达85.64%；甘氨酸可抑制BD696-6细胞壁的合成，提高细胞转化活性。

（2）5L罐发酵进行放大培养可以提高AD转化率，验证了摇瓶发酵的结果。甾醇的含量能提高总产量弥补了其会降低AD的转化率的不足。

合成甾体激素类药物不可替代的中间体是雄烯二酮（AD），日益枯竭的薯芋皂素资源是导致生物学家们不断尝试寻找用微生物发酵产生AD的重要因素。植物甾醇可由菌株Mycobacteriumsp.BD696-6(简称BD696-6)转化为雄烯二酮。由于菌体浓度低、发酵周期长、转化率低等缺点存在于发酵过程中，总之，由于固定化发酵体系可以重复利用，我们可以用固定化技术发酵产生雄烯二酮。微生物转化植物甾醇为雄烯二酮的过程是一个多酶体系参与的生化反应过程。其中涉及到植物甾醇从胞外到胞内的运输、从胞内到反应点的运送、植物甾醇侧链切除的酶的调控和雄烯二酮双键和羟基的形成的酶的调控等。在以后发展中，可以从根源上（如基因调控方面）获得更大进展，为以后实行大规模工业化生产提供理论依据。

【参考文献】

［1］姜绍通，赵俊平，杨英等．两相系统发酵转化植物甾醇为雄烯二酮的研究[J]．食品与发酵工业，200834（36）；46-49.

化学提高转化率的方法范文第2篇

[关键词] 两性聚丙烯酰胺 反相乳液聚合 絮凝性能

两性聚丙烯酰胺（AmPAM）的分子结构较为独特，因而具有特殊的性质[1]。它是一种人工合成的多功能高分子聚电解质，分子链上同时含有阴、阳离子基团，具有很好的水溶性、很高的分子量和良好的粘性容量。与仅有一种电荷的阳离子或阴离子聚丙烯酰胺相比，不仅兼有二者的综合性能，而且有明显的“反聚电解质效应”和pH值适用范围广等特点，在石油开采、污水处理、造纸助剂等方面具有广泛应用前景，因此研究和开发AmPAM对国民经济发展和环境保护有着极其重要的意义。

乳液状聚丙烯酰胺由于存在形态的改变使产品具有表观粘度低、水溶性好的特点，适合高效工业化生产的要求。本文通过反相乳液聚合法，加入引发剂进行自由基聚合反应，制得两性聚丙烯酰胺乳液。

1 实验部分

1.1 仪器

电热恒温水浴锅，上海仪表（集团）供销公司；精密电子天平，上海精密科学仪器有限公司；乌氏粘度计，成都科析仪器成套有限公司；WF-721E型分光光度计，上海光谱仪器厂；傅立叶红外光谱仪，美国Perkiin-Emler公司；三口烧瓶，量筒，磁力搅拌器，真空烘箱。

1.2 试剂

丙烯酰胺（AM），分析纯，天津福晨化学试剂厂；液蜡300#，分析纯，天津博迪华工厂；甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC），分析纯，杭州格林达化学有限公司； Span60，化学纯，上海化学试剂公司；Tween80，化学纯，天津福晨化学试剂厂；亚硫酸氢钠（NaHSO3），化学纯，上海试剂总厂；过硫酸钾（K2S2O8），分析纯，上海试剂一厂；丙烯酸（AA），分析纯，天津福晨化学试剂厂。

1. 3 实验方法

在装有搅拌器的三口反应烧瓶中，加入一定量的油相分散介质（液蜡）和乳化剂（Span60 /Tween80），在一定温度下搅拌一段时间后，加入一定质量分数的丙烯酰胺（AM）溶液、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC），再加入引发剂（K2S2O8/NaHSO3），保持温度不变，匀速搅拌（转速约为200 r/min）反应6h，制得两性聚丙烯酰胺乳液。

1.4 性能测试与结果表征

1.4.1 相对分子质量的测定

按GB12005.1-8 9和G/T12005.10-92用乌氏粘度计测定，再按下式计算平均相对分子质量MV[2]。

式中：

M―相对分子质量；

[η]―特性黏数。

1.4.2 丙烯酰胺单体残余量的测定

在试样溶液中加入过量的溴酸钾－溴化钾溶液，再用碘化钾还原未反应的溴而生成碘，用硫代硫酸钠标准溶液回滴析出的碘。

聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量按下式计算[3]：

式中：

AM―聚丙烯酰胺单体残余量，%；

V1―空白实验所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；

V2―试样所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；

C―硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

M―试样质量，g；

S―试样固含量，%。

1.4.3 阳离子度的测定

阳离子度CD（Cationic Degree）指的是大分子阳离子结构单体单元占结构单元总数的百分率，采用沉淀滴定法[4] 测定。

1.4.4 阴离子度的测定

检测共聚物的阴离子度实质是测定两性聚丙烯酰胺分子中的羧酸基所占的百分比，采用盐酸滴定法[5] 测定。

1.4.5絮凝性能测定

量取100mL经聚合氯化铝PAC（用量30 mg/L）预处理的生活污水置于具塞量筒中，加入一定量的絮凝剂后，翻转量筒数次，直到药剂混合均匀为止。将量筒竖放，静置一段时间后用WF-721E型可见分光光度计在室温、610nm下测其上清液透光率值 [6]。

2 结果与讨论

2.1 丙烯酰胺－丙烯酸共聚物合成

2.1.1 引发剂浓用量（质量分数）的影响

按自由基聚合机理，当引发剂用量较少的时候，聚合反应速率慢，链增长不能顺利进行，因此相对分子质量较小，单体转化率较低；随着引发剂用量增加，在同样温度下，体系中的自由基浓度增加，引发速率加快，增加引发剂用量有利于提高聚合物的黏度，即聚合物的分子质量[7]，同时更多单体参与聚合反应，单体转化率提高；但是到一定程度后再继续增加引发剂用量，会导致引发速率增加过快，自由基浓度增加过快，反应热不易散开，致使分子链断裂，相对分子质量降低。从图1可以看出，引发剂用量为0.6％时，单体的转化率最大，聚合物的相对分子质量也较高。

2.1.2单体用量（质量分数）的影响

当单体浓度过低时，单体之间接触和碰撞的几率小，不利于分子链的增长，且反应速率慢，时间长，聚合不完全；单体用量的增加使得反应速率变大、聚合周期变短，因此聚合物黏度变大，相对分子质量也就增大，更多的单体参与反应，从而使单体转化率增大；但是单体用量超过一定值时，过量的单体较难参加聚合，聚合放出的热量不能及时散出，大量的聚合热又破坏了乳化作用，造成反应中的“破乳”，甚至出现交联，导致聚合物相对分子质量和转化率降低。从图2可以看出，当单体质量分数为30%时，聚合物的相对分子质量和单体转化率都较高。

2.1.3油水质量比的影响

在反相乳液聚合中，油相作为连续相起着分散液滴的作用，同时也影响体系的散热情况、聚合过程、乳液粒大小、形态和稳定性。当油水质量比较低时，体系中单体质量浓度较高，有利于聚合反应进行，聚合物相对分子量和单体转化率均增加；当油水相比较高时，油相对单体起了稀释作用，体系的单体质量浓度下降，阻碍了聚合反应进行，不利于生成高分子质量的聚合物，单体转化率也下降。从图3可知，随着油水质量比的增加，相对分子质量和单体转化率先增后减，当油水质量比为1.4:1时，相对分子质量最高，此时单体转化率也较高。

2.1.4 反应温度的影响

引发剂分解为自由基需克服其活化能，一般是经热分解生成具有活性的带点引发离子。聚合反应链引发、链增长均与体系温度密切相关。在较低温度下，引发剂分解及自由基活性均受影响，活性基与单体作用较弱，有碍聚合链增长，因此聚合物相对分子质量不大，单体转化率不高；随着温度的升高，链引发速率常数增大，聚合物相对分子质量增加，同时，乳胶粒布朗运动加剧，使乳胶粒之间进行撞合而发生聚结的速率增大，故单体转化率增大；但是在较高温度下（>50℃），链引发速率常数和链终止速率常数同时增大，反应速度过快使得聚合物特性黏度反而有下降趋势，因此聚合物相对分子质量下降；而且高温会使乳胶粒表面上的水化层减薄，从而导致乳液稳定性下降，因此单体转化率降低。从图4可以看出，聚合物相对分子质量和单体转化率随着温度的升高先增后减，当温度为40℃时，相对分子质量和单体转化率达到最大值。

2.1.5单体摩尔比的影响

由于反相乳液聚合的引发和粒子成核都是在单体珠滴内，未成核的单体珠滴不断地将自身单体扩散到成核的液滴中成长为乳胶粒，而阴、阳离子单体具有较强的空间效应和电荷排斥作用，当阴、阳离子单体用量达到一定值后，若继续增加，单体的扩散速率和反应活性下降，从而导致了聚合物相对分子质量和单体转化率的下降。

从表1可以看出，随着阴、阳离子单体用量的增加，共聚物的相对分子质量和单体转化率不断增大，当n（AM）:n（DMC）:n（AA）为1:0.6:0.3时，相对分子质量和单体转化率达到最大值，之后开始降低。此时，阳离子度可达31.2％，阴离子度可达20.3％，且阳离子度和阴离子度的比例最大，有利于提高聚合物的絮凝性能。因此选择该值作为三种单体聚合反应的摩尔比。

2.2 AmPAM的絮凝性能实验

2.2.1絮凝剂用量的影响

絮凝剂用量直接影响到絮凝剂的絮凝效果。絮凝剂用量太少，电性中和少，吸附架桥作用较弱；用量增大，刚开始吸附量也随之增大，有利于电性中和与吸附架桥，但絮凝剂同时兼具有分散作用，用量过大时，大量的高分子絮凝剂吸附在吸附颗粒上将其包裹，使颗粒保持分散，即不能凝聚。从图5可以看出，AmPAM用量为12.5 mg/L，生活污水透光率达到最大值95.5％，继续增加絮凝剂用量，透光率开始降低。因此，AmPAM的最佳用量为12.5 mg/L。

2.2.2 pH值的影响

pH值对絮凝剂的性质和胶体颗粒表面的电荷都有很大的影响，不同的pH值条件下，AmPAM分子链中各种基团的离解度不同，使大分子链的电性中和和吸附架桥作用不同。在碱性条件下，聚合物分子中的酰胺基（－CONH2）会发生水解反应，产物粘度急剧降低，同时，水不溶物增加，使吸附桥连作用减弱。同时，由于共聚物AmPAM中含有季铵结构，在酸性条件下可与H+结合而带正电，从而形成带正电的铵离子。因此，两性聚丙烯酰胺在酸性条件下离子性增强而有利于絮凝沉降。但是pH值太小，会抑制阴离子基团的解离，削弱了阴、阳离子在絮凝过程中的协同效应，因此pH值并非越小越好。

从图6可以看出，AmPAM处理生活污水时，随着pH值的升高，透光率先增后减，在pH值为6的时候，透光率达到最大值95.5％，之后开始下降。因此，处理生活污水的最佳pH值为6。

2.2.3温度对絮凝效果的影响

温度越高，絮凝效果越好。因为水温的提高使水的黏度显著降低，微粒运动的阻力变小，布朗运动增强，微粒间的碰撞机会增加，有利于粒子彼此间的碰撞和絮体的生成与长大，其结果提高了絮凝效果。但是两性聚丙烯酰胺属于高分子链聚合物，温度升高到一定程度后，再继续升温，会使得大分子链中断而大幅度地降低其絮凝效果。

从图7可以看出，AmPAM处理生活污水时，随着温度的增加，透光率先增后减，温度为30℃时，透光率达到最大值95.5％，之后开始下降。因此温度控制在30℃为宜。

3 结论

3.1 当引发剂用量为0.6％，单体用量为30％，油水质量比为1.4:1，单体摩尔比n(AM): n(DMC):n(AA)为1:0.6:0.3，聚合反应温度为40℃时，得到的产品综合性能最佳。

3.2 絮凝性能实验表明，AmPAM具有良好的絮凝性能。处理生活污水时，当絮凝剂用量为12.5mg/L，pH值为6，温度为30℃时，絮凝效果最佳。

参考文献

[1] 藏庆达,李卓美.两性高分子的溶液性质[J]. 功能高分子学报,1994, 17 (1): 90-92

[2] 郭艳丽.共聚合阳离子聚丙烯酰胺的合成及性能测试[D]. 硕士学位论文.北京：北京化工大学，2003.

[3] 中华人民共和国国家技术监督局. GB/T 12005.3-1989，中华人民共和国国家标准――聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量的测定方法, 溴化法.北京：中国标准出版社，1989

[4] 赵华章，岳钦艳，高宝玉, 等.阳离子型高分子絮凝剂PDMDAAC与P(DMDAAC-AM)的合成及分析[J].精细化工，2001，18(11)：645-649.

[5] 孔柏岭,余月明,崔运成, 等.不同水质及双河注入清水中聚丙烯酰胺水解度的测量[J].河南石油，1999，（2）：23-26.

化学提高转化率的方法范文第3篇

关键词：化学平衡图像；坐标；曲线特征；例题解析；解题思路

化学平衡是中学化学重要基础理论之一，是中学化学所涉及的沉淀溶解平衡、电离平衡、等知识的核心，对很多知识的学习起着指导作用。而化学平衡是高考的热点，也是重点和难点，其备考的具体策略包括掌握化学平衡的含义，化学平衡状态产生的原因，并且能掌握典型题目的的解题方法。以下就举例分析几种常见平衡图像图的解题思路。

一、 速率—时间图

此类图象定性地揭示了V正、V逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、等、动、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。

例1 对达到平衡状态的可逆反应X+Y Z+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（ ）

A.Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体

B.Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体

C.X、Y、Z、W皆非气体

D.X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体

分析： 经常有一些同学错选B，认为增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动.其实，图象告诉我们的是：增大压强，加快了正、逆反应，但逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，由此而导致平衡向左移动.而压强的改变，只影响气体反应的速率，选项B所言的X、Y皆非气体即其正反应速率不受影响，故正确答案为A.

二、浓度—时间图

此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）的物质的量浓度在反应过程中的变化情况.此类图像中各物质曲线的折点（达平衡）时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。

例2 图2表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，t1是到达平衡状态的时间.试回答：（1）该反应的反应物是______；（2）反应物的转化率是______；（3）该反应的化学方程式为______.

分析： 起始时A的浓度为2.0mol/L，B、C的浓度为0，随着时间的推移，A的浓度降低为1.2mol/L，C的浓度升高为1.2mol/L，B的浓度升高为0.4mol/L.t1时刻后各物质浓度不再变化，说明反应已达平衡，得出A为反应物，B、C为产物，它们浓度变化的差值之比为化学方程式中各物质的化学计量数之比.故正确答案为（1）A；（2）40%；（3）2A B+3C.

三、含量—时间—温度（压强）图

此类图象表示的是不同的温度或压强下反应物或生成物的物质的量（体积）分数或转化率的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度（压强）下的平衡状态的物质的量分数比较等信息。

注意：先拐先平。图上先出现拐点的曲线先达到平衡，此时推理可得该曲线的温度更高、压强更大（或是浓度更大）。

例3 同压、不同温度下的反应：A（g）+B（g） C（g），H

A的含量和温度的关系如图3所示，下列结论正确的是 （ ）.

A.T1>T2，H>0 B.T10

C.T1>T2，H

分析： 在其他条件不变的情况下，升高温度加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间.由图象可知，T1温度下，反应先达平衡，所以T1>T2.在其他条件不变的情况下，升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动.因为T1>T2，达平衡时T1温度下A的含量较大，即A的转化率降低，所以升温时平衡向逆反应方向移动.因此该反应的正方向为放热反应，即H

四、恒压（温）线

该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强.

例4已知反应 ，A的转化率 与p、T的关系如图，根据图示可以得出的正确结论是（ ）

A. 正反应吸热， B. 正反应吸热，

C. D. 正反应放热，

解析 相同p时，升高T，RA提高，说明正反应为吸热；相同T，增大p，RA提高，说明正反应为气体体积缩小的方向， ，故选A。

五.速率—温度（压强）图

如对2SO2+O2 2SO3， H

例5 对于可逆反应：A2（g）+3B2（g） 2AB3（g）， H

分析： 该反应的正反应是气体体积缩小且放热的反应.图象A正确，因为温度升高，正逆反应都加快，在二曲线相交处可逆反应达到平衡，交点后逆反应速率的增加更为明显，与正反应是放热反应相符.针对该反应特点，只升温而使平衡向逆反应方向移动，A的含量增加；只加压而使平衡向正反应方向移动，A的含量减少，B也正确.对可逆反应，温度越高，到达平衡的时间越短，C不合题意.图象D表示的意义是：增大压强逆反应速率的加快比正反应明显，与本反应是气体体积减小的特点相悖，故正确答案为A、B.

总结：化学平衡图象题的解法

（1）解题步骤：

a、看图像：一看面（即纵坐标与横坐标的意义）；二看线：

（即线的走向和变化趋势）；三看点（即起点、折点、交点、终点）；四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）。

b、想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

c、作判断：根据图像中所表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。

（2）思考原则：“定一议二”原则

在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。

参考文献：

[1]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书 化学

[2]王云生.课程改革背景下高考对化学教学的要求.化学教育[J]

[3]王后雄.教材完全解读.高中化学选修4化学反应原理.接力出版社

常见的化学平衡图像题及解析

吕艺惠

（漳州市南靖县第二中学 福建 漳州 363600）

摘要：化学平衡是是高考的热点，也是重点和难点，其传统题型就是平衡图像题。因此能够掌握典型题目的解题方法与思路，具有重要的意义。本文归纳总结了几种常见的平衡图像题的解题思路。

关键词：化学平衡图像；坐标；曲线特征；例题解析；解题思路

化学平衡是中学化学重要基础理论之一，是中学化学所涉及的沉淀溶解平衡、电离平衡、等知识的核心，对很多知识的学习起着指导作用。而化学平衡是高考的热点，也是重点和难点，其备考的具体策略包括掌握化学平衡的含义，化学平衡状态产生的原因，并且能掌握典型题目的的解题方法。以下就举例分析几种常见平衡图像图的解题思路。

一、 速率—时间图

此类图象定性地揭示了V正、V逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、等、动、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。

例1 对达到平衡状态的可逆反应X+Y Z+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（ ）

A.Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体

B.Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体

C.X、Y、Z、W皆非气体

D.X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体

分析： 经常有一些同学错选B，认为增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动.其实，图象告诉我们的是：增大压强，加快了正、逆反应，但逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，由此而导致平衡向左移动.而压强的改变，只影响气体反应的速率，选项B所言的X、Y皆非气体即其正反应速率不受影响，故正确答案为A.

二、浓度—时间图

此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）的物质的量浓度在反应过程中的变化情况.此类图像中各物质曲线的折点（达平衡）时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。

例2 图2表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，t1是到达平衡状态的时间.试回答：（1）该反应的反应物是______；（2）反应物的转化率是______；（3）该反应的化学方程式为______.

分析： 起始时A的浓度为2.0mol/L，B、C的浓度为0，随着时间的推移，A的浓度降低为1.2mol/L，C的浓度升高为1.2mol/L，B的浓度升高为0.4mol/L.t1时刻后各物质浓度不再变化，说明反应已达平衡，得出A为反应物，B、C为产物，它们浓度变化的差值之比为化学方程式中各物质的化学计量数之比.故正确答案为（1）A；（2）40%；（3）2A B+3C.

三、含量—时间—温度（压强）图

此类图象表示的是不同的温度或压强下反应物或生成物的物质的量（体积）分数或转化率的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度（压强）下的平衡状态的物质的量分数比较等信息。

注意：先拐先平。图上先出现拐点的曲线先达到平衡，此时推理可得该曲线的温度更高、压强更大（或是浓度更大）。

例3 同压、不同温度下的反应：A（g）+B（g） C（g），H

A的含量和温度的关系如图3所示，下列结论正确的是 （ ）.

A.T1>T2，H>0 B.T10

C.T1>T2，H

分析： 在其他条件不变的情况下，升高温度加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间.由图象可知，T1温度下，反应先达平衡，所以T1>T2.在其他条件不变的情况下，升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动.因为T1>T2，达平衡时T1温度下A的含量较大，即A的转化率降低，所以升温时平衡向逆反应方向移动.因此该反应的正方向为放热反应，即H

四、恒压（温）线

该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强.

例4已知反应 ，A的转化率 与p、T的关系如图，根据图示可以得出的正确结论是（ ）

A. 正反应吸热， B. 正反应吸热，

C. D. 正反应放热，

解析 相同p时，升高T，RA提高，说明正反应为吸热；相同T，增大p，RA提高，说明正反应为气体体积缩小的方向， ，故选A。

五.速率—温度（压强）图

如对2SO2+O2 2SO3， H

例5 对于可逆反应：A2（g）+3B2（g） 2AB3（g）， H

分析： 该反应的正反应是气体体积缩小且放热的反应.图象A正确，因为温度升高，正逆反应都加快，在二曲线相交处可逆反应达到平衡，交点后逆反应速率的增加更为明显，与正反应是放热反应相符.针对该反应特点，只升温而使平衡向逆反应方向移动，A的含量增加；只加压而使平衡向正反应方向移动，A的含量减少，B也正确.对可逆反应，温度越高，到达平衡的时间越短，C不合题意.图象D表示的意义是：增大压强逆反应速率的加快比正反应明显，与本反应是气体体积减小的特点相悖，故正确答案为A、B.

总结：化学平衡图象题的解法

（1）解题步骤：

a、看图像：一看面（即纵坐标与横坐标的意义）；二看线：

（即线的走向和变化趋势）；三看点（即起点、折点、交点、终点）；四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）。

b、想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

c、作判断：根据图像中所表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。

（2）思考原则：“定一议二”原则

在化学平衡图像中，了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系，或在确定纵坐标所表示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。

参考文献：

[1]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书 化学

化学提高转化率的方法范文第4篇

一、等效平衡的概念

在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，对同一可逆反应，无论反应从何处开始均可达到平衡时，任何同一个组分的百分含量相同（指物质的量分数n%、体积分数V%、转化率b%，但物质的量n、物质的量浓度c可能相同也可能不同），这样的平衡互称为等效平衡。

概念的理解：

（1）外界条件相同：通常可以是：①恒温、恒容；②恒温、恒压。

（2）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；②投料是一次还是分成几次；③反应容器经过扩大―缩小或缩小―扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。

二、等效平衡的分类及“建立模型法”理解

在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种：

1.恒温恒容下

对于反应前后气体体积发生变化的反应来（即ΔV≠0的体系），改变起始加入情况，只要按方程式化学计量数换算与原平衡相等就可以建立等效平衡。

2.恒温恒容下

对于反应前后气体体积没有变化的反应（即ΔV=0的体系），改变起始加入情况，只要按方程式化学计量数换算后的物质的量之比（当然包括相同）与原平衡相等就可以建立等效平衡。

“建立模型法”理解：

3.恒温恒压下

不论可逆反应反应前后气体体积有无变化，改变起始加入情况，只要按化学计量数换算后的物质的量之比（当然包括相同）与原平衡相等就可以建立等效平衡。

“建立模型法”理解：

三、“建立模型法”应用举例解析

例.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+2Bg）？葑

C（g）+2D（g），达到平衡进，A、B、C、D物质的量分别为4 mol、4 mol、2 mol、4 mol，保持温度和压强不变，对平衡混合物中的三者的物质的量做如下调整，可以使A的转化率降低的是（ ）

A.均增加1 mol B.均减少1mol C.均减半 D.均加倍

解析：依据恒温恒压条件下的等效平衡可以判断C、D选项中平衡不发生移动。对A、B选项情况分析如下图所示。

“建立模型法”分析示意图

化学提高转化率的方法范文第5篇

关键词：无皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合剂；印花

中图分类号：TQ433.4+36 文献标志码：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

传统乳液聚合工艺需要加入乳化剂，容易造成耐水和耐污性差、织物手感硬和光泽弱等问题。本文基于丙烯酸酯无皂聚合的理论及方法，合成出了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂。该粘合剂的耐水性和成膜性好，不仅能够提高印花织物的耐摩擦色牢度，而且不影响织物的手感，可提高织物的档次及附加值。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：阴/非离子型可聚合乳化剂L（自制）、氨水（AR，西安化学试剂厂）、过硫酸钾（AR，西安化学试剂厂）、乙烯基硅油（CP，无锡威尔化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中国医药集团上海化学试剂公司）、丙烯酸丁酯（工业品，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸异辛酯（AR，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸（CP，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸羟乙酯（CP，无锡威尔化工有限公司）。

仪器：YHG-9050A台式恒温电热鼓风干燥箱（上海姚氏仪器设备厂）、JY2002电子天平（麦仪科学仪器上海有限公司）、JJ-1型电动搅拌器（江苏省金坛市环宇科学仪器厂）、HHS-6恒温水浴锅（金坛市华特实验仪器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯无皂乳液的制备工艺

以0.4%（对单体重）的阴/非离子型可聚合乳化剂L为乳化剂，丙烯酸（AA）为功能单体，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸异辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）为主单体，过硫酸钾（KPS）为引发剂，N-羟甲基丙烯酰胺作为交联单体。将体系升至所需温度，先加入部分引发剂，再开始滴加混合单体与功能性单体，同时滴加剩余引发剂，控制在2.5 h以内滴完，注意搅拌速度，保温 1 h后，降温取出。

2 结果与讨论

2.1 聚合温度对合成的影响（图 1、表 1）

乳液中残留单体含量较高，单体转化率低；当聚合温度超过80 ℃后，体系反应速率过快，乳液中凝胶量较多，乳液稳定性变差，且乳液黏度也会下降。综上所述，确定聚合反应温度为80 ℃。

2.2 预乳液滴加时间对合成的影响（图 2）

由图 2 可知，预乳液滴加过快，单体转化率较低，且一定时间内放热量增加，易形成暴聚，导致乳胶粒凝聚，凝胶率较高；延长滴加时间，有利于提高单体转化率，但凝胶率会有所提高，且会使生产周期加长。因此，滴加时间以60 min为宜。

2.3 保温时间对合成的影响（图 3）

图 3 中，随着保温时间的延长，单体转化率逐渐提高，当保温时间达到 1 h后，单体转化率已接近99%。

由图 4 可看出，随着反应时间的延长，单体转化率逐渐提高，且在引发剂用量为0.6%（占单体重）的情况下，转化率和聚合反应速率更理想。

2.5 软硬单体配比对合成的影响

软单体（EHA和BA）可以使胶膜具有一定的弹性和耐久性，进而使得粘合剂具有一定的柔韧性；硬单体（MMA）可以赋予胶膜一定的内聚力，使涂膜具有一定结构强度和耐磨性，同时硬单体可以赋予胶膜一定的光泽和较高的使用温度。改变软硬单体的配比，计算聚合物乳液的玻璃化温度（Tg），并测试乳液对纯棉和涤棉织物印花效果的影响，结果如表 2 所示。

从表 2 可以看出，随着硬单体比例的增加，乳液的固含量变化不大，但乳液的玻璃化温度逐渐提高，胶膜的硬度随之增加，虽然印花织物的耐干、湿摩擦色牢度有所提升，但织物手感却逐渐变差，织物K/S值则呈现先增后减的趋势。综合考虑各项性能，软硬单体配比以1.38∶1为宜。

3 结论