硝化反应详解
1 、简介
硝化反应，硝化是向有机化合物分子中引入硝基（－NO2）的过程，硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。芳香族化合物硝化的反应机理为：硝酸的－OH基被质子化，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子（nitronium ion，NO2）中间体，最后和苯环行亲电芳香取代反应，并脱去一分子的氢离子。在此种的硝化反应中芳香环的电子密度会决定硝化的反应速率，当芳香环的电子密度越高，反应速率就越快。由于硝基本身为一个亲电体，所以当进行一次硝化之后往往会因为芳香环电子密度下降而抑制第二次以后的硝化反应。必须要在更剧烈的反应条件（例如：高温）或是更强的硝化剂下进行。
常用的硝化剂主要有浓硝酸、发烟硝酸、浓硝酸和浓硫酸的混酸或是脱水剂配合硝化剂。
脱水剂：浓硫酸、冰醋酸、乙酐、五氧化二磷
硝化剂：硝酸、五氧化二氮（N2O5）
Ar─H+HNO3→Ar─NO2+H2O
2 、反应机理
硝化反应的机理主要分为两种，对于脂肪族化合物的硝化一般是通过自由基历程来实现的，其具体反映比较复杂，在不同体系中均有所不同，很难有可以总结的共性，故这里不予列举。而对于芳香族化合物来说，其反应历程基本相同，是典型的亲电取代反应。
3 、主要方法
硝化过程在液相中进行，通常采用釜式反应器。根据硝化剂和介质的不同，可采用搪瓷釜、钢釜、铸铁釜或不锈钢釜。用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度,除利用夹套冷却外,还在釜内安装冷却蛇管。产量小的硝化过程大多采用间歇操作。产量大的硝化过程可连续操作，采用釜式连续硝化反应器或环型连续硝化反应器,实行多台串联完成硝化反应。环型连续硝化反应器的优点是传热面积大，搅拌良好，生产能力大，副产的多硝基物和硝基酚少。
硝化方法主要有：稀硝酸硝化、浓硝酸硝化、在浓硫酸中用硝酸硝化、在有机溶剂中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。
硝化方法主要有以下几种：
（1）稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的芳香族化合物的硝化，反应在不锈钢或搪瓷设备中进行，硝酸约过量10~65%。
（2）浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸，过量的硝酸必需设法利用或回收，因而使它的实际应用受到限制。
（3）浓硫酸介质中的均相硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下为固体时，常常将被硝化物溶解于大量浓硫酸中，然后加入硫酸和硝酸的混合物进行硝化。这种方法只需要使用过量很少的硝酸，一般产率较高，缺点是硫酸用量大。（4）非均相混酸硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下都是液体时，常常采用非均相混酸硝化的方法，通过强烈的搅拌，使有机相被分散到酸相中而完成硝化反应。
（5）有机溶剂中硝化这种方法的优点是采用不同的溶剂，常常可以改变所得到的硝基异构产物的比例，避免使用大量硫酸作溶剂，以及使用接近理论量的硝酸。常用的有机溶剂有乙酸、乙酸酐、二氯乙烷等。
硝基生产
将苯、混酸和循环废酸分别经过转子流量计连续地送入第一硝化反应器，反应物流经第二和第三硝化反应器后进入连续分离器。分出的硝基苯经水洗、碱洗、水洗、蒸馏即得工业品硝基苯。分出的废酸一部分作为循环废酸送回第一硝化反应器，以吸收硝化反应释放的部分热量并使混酸稀释，以减少多硝基物的生成。大部分废酸要另外浓缩成浓硫酸，再用于配制混酸。
烷烃生产
烷烃硝化采用气相反应，将预热后的丙烷与液体硝酸同时送入反应器，在370～450°C和0.8～1.2MPa条件下反应,反应在绝热反应器中进行。利用过
量的丙烷和酸的汽化移走反应热。硝化产物经冷凝，液相产物先经化学处理再精制得四种硝基烷烃成品，气相产物分别送丙烷和氧化氮回收系统。
4 、过程特点
有机化学中最重要的硝化反应是芳烃的硝化，向芳环上引入硝基的最主要的作用是作为制备氨基化合物的一条重要途径，进而制备酚、氟化物等化合物。
硝化是强放热反应，其放热集中，因而热量的移除是控制硝化反应的突出问题之一。
硝化要求保持适当的反应温度，以避免生成多硝基物和氧化等副反应。硝化是放热反应，而且反应速率快，控制不好会引起爆炸。为了保持一定的硝化温度，通常要求硝化反应器具有良好的传热装置。
混酸硝化法还具有以下特点：①被硝化物或硝化产物在反应温度下是液态的，而且不溶于废硫酸中，因此，硝化后可用分层法回收废酸；②硝酸用量接近于理论量或过量不多,废硫酸经浓缩后可再用于配制混酸,即硫酸的消耗量很小；
③混酸硝化是非均相过程，要求硝化反应器装有良好的搅拌装置，使酸相与有机相充分接触；④混酸组成是影响硝化能力的重要因素，混酸的硝化能力用硫酸脱水值（DVS）或硝化活性因数（FNA）表示。DVS是混酸中的硝酸完全硝化生成水后，废硫酸中硫酸和水的计算质量比。FNA是混酸中硝酸完全硝化生成水后,废酸中硫酸的计算质量百分浓度。DVS高或FNA高表示硝化能力强。对于每个具体硝化过程，其混酸组成、DVS或FNA都要通过实验来确定它们的适宜范
围。例如苯硝化制硝基苯时，混酸组成(%)为：H2SO4 46～49.5，HNO3 44～47，其余是水，DVS 2.33～2.58，FNA 70～72。
5、产品用途
硝基烷烃为优良的溶剂，对纤维素化合物、聚氯乙烯、聚酰胺、环氧树脂等均有良好的溶解能力，并可作为溶剂添加剂和燃料添加剂。它们也是有机合成的原料，如用于合成羟胺、三羟甲基硝基甲烷、炸药、医药、农药和表面活性剂等。各种芳香族硝基化合物,如硝基苯、硝基甲苯和硝基氯苯等是染料中间体。有些硝基化合物是单质炸药,如2,4,6-三硝基甲苯（即梯恩梯）。芳香族硝基化合物还原可制得各种芳伯胺，如苯胺等。
6 、注意事项
主要危险
(1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝化反应的速度越快，放出的热量越多，越极易造成温度失控而爆炸。
(2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或储存不当时，易造成火灾。
(3)、混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，与有机物特别是不饱和有机物接触即能引起燃烧。硝化反应的腐蚀性很强，会导致设备的强烈腐蚀。混酸在制备时，若温度过高或落入少量水，会促使硝酸的大量分解，引起突沸冲料或爆炸。
硝化反应和反硝化反应 Prepared on 22 November 2020
一、硝化反应 在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。 硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤: NH4+++H 2 O+2H+ NO 2 -+ 硝化反应总方程式： NH 3 ++若不考虑硝化过程硝化菌的增殖，其反应式可简化为 NH4++2O 2NO 3 -+H 2 O+2H+ 从以上反应可知: 1)1gNH 4+-N氧化为NO 3 -需要消耗2*50/14=碱（以CaCO 3 计) 2)将1gNH 4+-N氧化为NO 2 --N需要,氧化1gNO 2 --N需要，所以氧化1gNH 4 +-N需 要。 硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面： a.DO：DO应保持在2-3mg/L。当溶解氧的浓度低于L时，硝化反应过程将受 到限制。 b.PH和碱度：，其中亚硝化菌，硝化菌。最适合PH为。碱度维持在70mg/L 以上。碱度不够时，应补充碱 c.温度：亚硝酸菌最佳生长温度为35℃，硝酸菌的最佳生长温度为35～ 42℃。15℃以下时，硝化反应速度急剧下降；5℃时完全停止。 d.污泥龄：硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为～(温度20℃，～。 为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。对于实际应用中，活性污泥法脱氮，污泥龄一般11～23d。 e.污泥负荷：负荷不应过高，负荷宜。因为硝化菌是自养菌，有机物浓度 高，将使异养菌成为优势菌种。总氮负荷应≤(m3硝化段·d)，当负荷>(m3硝化段·d)时，硝化效率急剧下降。 f.C/N:BOD/TKN应<3，比值越小，硝化菌所占比例越大。 g.抑制物浓度：NH 4+-N≤200mg/L，NO 2 --N10-150mg/L，L。 h.ORP:好氧段ORP值一般在+180mV左右。 二、反硝化反应 在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO 2--N和NO 3 --N还 原成N 2 的过程，称为反硝化。 反硝化反应方程式为： NO 2-+3H(电子供给体-有机物)+H 2 O+OH- NO 3-+5H(电子供给体-有机物)+2H 2 O+OH- 由以上反应可知： 1)还原1gNO 2--N或NO 3 --N，分别需要有机物(其O/H=16/2=8)3*8/14=和 5*8/14=，同时还产生50/14=碱（以CaCO 3 计） 2)如果废水中含有DO，它会使部分有机物用于好氧分解，则完成反硝化反应 所需要的有机物总量Cm=[NO 3--N]+[NO 3 --N]+DO 反硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面： a.DO：DO应保持低于L（活性污泥法）或1mg/L（生物膜法）。
A2O水处理工艺详解 污水进入厂区后先后经过粗格栅→细格栅→进水泵房→旋流沉砂池等设备去除污水中的固体悬浮物及沙粒完成一级污水处理（预处理），之后经过A2O 氧化沟厌氧-缺氧-好氧处理工艺去除污水中的COD、BOD、氮和磷等污染物，氧化沟出水在二沉池，经过絮凝沉淀完成二级污水处理（生化处理），二沉池上清液先后经过连续活性砂滤池过滤和紫外消毒渠消毒完成三级污水处理（深度处理），出水水质达到一级A排放标准，处理工艺中二沉池沉积的活性污泥一部分会流至厌氧池配水井与污水混合循环处理污水中的污染物，剩余污泥经过污泥深度脱水车间处理将含水率降低至50%左右后外运处置。 A2O水处理工艺介绍 A2O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。 该工艺处理效率一般能达到:BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型污水厂。但A2O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处
理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。 A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。 工艺流程及工艺特点： A2O 工艺于70年代由美国专家在厌氧一好氧磷工艺(A/O)的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。 该工艺在好氧磷工艺(A/O)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，该工艺同时具有脱氮除磷的目的。 工艺特点： (1)污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。 (2)污泥沉降性能好。 (3)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 (4)脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带DO 和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。 (5)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。 (6)在厌氧一缺氧一好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。 (7)污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。 影响A2O工艺出水效果的因素 影响A2O工艺出水效果的因素有很多，一般有以下几个方面的因素： 1、污水中生物降解有机物对脱氮除磷的影响 可生物降解有机物对脱氮除磷有着十分重要的影响，它对A2O工艺中的三种生化过程的影响是复杂的、相互制约甚至是相互矛盾的。
酸碱中和反应教学设计方案 酸碱中和反应教学设计 1.教材分析 本课题从实验入手来介绍中和反应。酸和碱之间发生的中和反应在实际生活中有广泛的应用，所以，教材没有简单将它作为酸或碱的性质来介绍，而是专门编成一个课题来说明。为了说明中和反应的产物，简单介绍了盐的概念。关于中和反应的应用，教材从酸碱性的角度说明了它在实际中的应用价值，并引出了溶液的酸碱度pH及其应用。教材安排的3个活动与探究，目的是通过学生的亲身体验，增强对这部分知识的认识。 2.教学目的 知识与技能 （1）知道酸和碱发生的中和反应。 （2）了解中和反应在实际中的应用。 过程与方法 （1）通过自主探究，培养学生发现问题.解决问题的能力和动手能力。 （2）通过讨论交流，培养学生收集处理信息的能力和良好的学习习惯。
情感态度与价值观： （1）进一步增强学习化学的兴趣。 （2）培养学生实事求是的科学精神。 （3）体会化学与社会的密切关系，增强学生对社会的责任感。 3. 教学重点 （1）中和反应及其应用。 （2）认识溶液酸碱度的表示方法—pH。 4.教学难点 （1）中和反应的理解和应用。 （2）酸碱性和酸碱度的区别。 二、教学方法分析 1. 通过在氢氧化钠溶液中加入盐酸的实验探究，掌握使用胶头滴管等实验的操作，强化实验及生活中安全意识。 2.通过同学间的合作探究—寻找身边物质测其pH，学会如何利用和开发身边的物质进行科学探究。 3.通过测定一些液体的pH,学会区分身边一些物质的酸碱性强弱。
三、学生学情分析 根据学生的认知特点，从学生的实验探究开始，让学生自己动手去尝试实验成功的喜悦从而知道酸碱能反应，进一步强调这类反应是中和反应。教材放眼于实际生活，使学生将所学知识与日常生活紧密联系，给学生留下深刻印象。在学生了解了pH和溶液酸碱性的关系后，自己用pH试纸去测定实验室和身边物质的pH，增加了课堂趣味性也巩固了学生的记忆。后面通过“溶液酸碱度对头发的影响”这个家庭小实验指导我们在生活中应如何选择合适的洗发水，这种学以致用的手法更能激发学生的学习兴趣。 四、教学媒体：电脑平台 实验仪器：试管.胶头滴管.玻璃棒.表面皿 实验药品：NaOH溶液.盐酸溶液.酚酞溶液.稀硫酸溶液 实验用品：pH试纸.纸巾.标准比色卡 课时安排：1课时（时间安排：中和反应15分钟，中和反应的应用10分钟，溶液酸碱度的表示方法──pH10分钟，布置家庭小实验和课堂小结5分钟，随堂练习和布置作业5分钟） 五、教学过程 来源：人教网
乙酸的酯化反应 一、教材分析 乙酸是第三章第三节“生活中两种常见的有机物”其中的一种，是典型的烃的衍生物。在学生对乙酸初步认识基础上，帮助学生打好进一步学习的方法论基础，同时鼓励学生用学习到的知识解释常见有机物的性质。 酯化反应是高中有机化学中的重要知识点之一，也是教材中涉及到示踪原子法这样一种实验方法来研究反应历程的典型例子，是学生了解先进的实验方法的一扇窗口。同时，通过这一容的教学，也有利于从多个方面提高学生思维能力和科学素养。而且，乙酸是学生比较熟悉的生活用品，与我们的生产、生活联系非常紧密，是一种具有广泛用途的有机物。因此，在课堂教学中，有必要对这一容进行深入的分析和讨论。 二、学情分析 在初中化学中，学生对乙酸已有了初步的认识与了解。学生在学习这一节课之前，已经学习了乙醇的知识以及乙酸的结构和物理性质，初步掌握了学习有机物物质及其性质的方法。在以上两点的教学基础上，学生通过预习听讲基本掌握本节课的知识，并通过课后习题练习进行能力的进一步提高。而且，在乙醇的容学习过程中，学生已接触过物质的结构、性质和用途的科学关系，在此节课上学生可继续加以应用。 三、教学目标 1、知识与技能目标 (1)掌握乙酸的酯化反应的化学方程式，理解酯化反应的概念。 （2）从结构的角度初步认识乙酸与乙醇的酯化反应 （3)了解酯化反应在生活中的应用，能结合相关知识解释。 2、过程与方法目标 （1）通过观察乙酸的酯化反应实验，提高学生实验观察、实验现象准确描述、分析的能力。 （2）培养学生对知识的分析归纳、总结的思维能力与表达能力。 （3）培养学生解决实际问题的能力。 3、情感态度价值观 （1）通过实验和模型，激发学习的兴趣和求知欲望。 （2）通过学习乙酸在生活中的应用，培养联系生活的意识，赞赏化学对人类生活的贡献。 四、教学容 本节课学习的是乙酸的酯化反应 1、通过漫画“喝醋解酒”提出疑问，引入探究实验 2、通过演示实验的过程与结果，讲解本节课容，乙酸与乙醇的酯化反应，并解答疑问 3、分析反应方程式，探究酯化反应反应机理 4、讲述同位素示踪法，了解酯化反应的反应机理 5、讲述酯在生活中的应用 6、通过对实验注意事项的提问，解释具体原因
3.7 硝化与反硝化 废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。一、硝化与反硝化 (一) 硝化 在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。 反应过程如下： 亚硝酸盐菌 NH4++3/2O2 NO2-+2H++H O-△E △E=278.42KJ 第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐： 硝酸盐菌 NO-+1/2O2 NO3--△E △E=278.42KJ 这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。上诉两式合起来写成： NH4++2O2 NO3-+2H++H2O-△E △E=351KJ 综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下： NH4+1.83O2+1.98HCO3- 0.02C5H7O2N+0.98 NO3-+1.04 H2O+1.88H2CO3 由上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg 氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。 影响硝化过程的主要因素有： (1)pH值当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度最快。
由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上； (2)温度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜； (3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～0.5d-1(温度20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。在实际运行中，一般应取＞2 ； (4)溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上； (5)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。 (二) 反硝化 在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为： 6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O 6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-
污水处理A2O工艺调试详解 1、培养与驯化 由于调试阶段进水量较少，进水变化幅度较大。为确保污泥培养效果，缩短调试周期，一般采用外接碳源方式接种培养活性污泥。外接菌种首选进水质相近，运行较好的同类型工艺污水厂重力浓缩后污泥或脱水污泥。 1、污泥接种驯化时间表 在污泥接种期间，每天间歇进水四次，为污泥增生殖提供营养物质；同时减少排泥甚至不排泥。污泥培养与驯化具体周期安排见下表：说明：以上运行方式均按设计参数确定，在实际操作中，生物池的污泥浓度可根据沉降比实时跟踪监测，不能出现大幅度的波动。 2、接种及间歇进水闷曝阶段 一次性投加外接干泥45吨(含水率80%)于生物池好养段，充满污水后(为提高初期营养物浓度，可投加一些浓质粪便或米泔水等)闷曝(即曝气而不进污水)数小时，潜水搅拌机运行保持连续性，确保污泥处于悬浮状态，闷曝数小时之后停止曝气并沉淀换水，每天重复操作，该阶段周期时间初定为7天左右。由于污泥尚未大量形成，产生的污泥也处于离散状态，因而曝气量一定不能太大，控制在设计正常曝气量的1/2，否则污泥絮体不易形成。此时污泥结构虽然松散，但若菌胶团开始形成，镜检开始出现较多游离细菌，例如鞭毛虫和变形虫，则认为初期培养效果满意。期间作SV30量筒沉淀物的观察和DO测定，作报表记录。
时间：七天左右。 运行方式：接种、进水、闷曝、间歇进水、沉淀、换水。 注意：当预处理区域设立的24小时水质监视记录数据发现进水水质突然变化(酸水侵袭造成PH偏低、进水水质浓度、毒性及色度等)对活性污泥培养有很大的冲击，此时应该考虑启动应急预案，对污水实施旁通排放，减小对活性污泥的冲击。 3、连续进水培养与驯化阶段 进入连续进水培养阶段后，活性污泥工艺的正常运行模式已初步呈现，此时应根据正常运行工艺参数调整处理流程，水量和空气量的平衡依据DO值的变化作适时调整，开启外回流泵，控制在100%。监测污泥及水质各项指标，包括污泥浓度，污泥指数，沉降性能，BOD，COD，通过显微镜观察污泥活性。至MLSS超过3000mg/L时，当SV30达到30%以上时，活性污泥培养即告成功，此时镜检污泥中原生生物应以鞭毛虫和游动性纤毛虫为主。 培养达到设计浓度后，开始对硝化菌的驯化阶段。硝化菌种的培养和驯化实质既是通过控制微生物的生长环境，配合目标菌种的生长周期对生物群落的发展进行外部干预，使得硝化菌成为活性污泥生物群落中的优势种群。一般来讲，硝化菌种的培养周期为其泥龄的3倍左右。 时间：共60天左右。 运行方式：生物池和二沉池，污泥回流系统连续运行。 注：按照气水比值来确定投用风机的组合数量，但是就单台的风
酯化反应教案 各位评委老师好！我叫王相英，我申请的学科是高中化学，我抽到的试讲题目是《酯化反应》。下面是我的试讲内容。 本节内容是人教版普通高中化学（必修加选修）课本第二册第六章第六节（乙酸羧酸）的内容，包括乙酸的结构特点和性质。乙酸是紧接乙醇、乙醛之后，作为羧酸的代表物，单列一节讲授的内容，在此之前，学生己学习了乙醇、乙醛含氧衍生物，初步掌握了以官能团的特征学习物质性质的方法掌握好乙酸的结构和性质，使学生了解和掌握醇——醛——羧酸——酯等各类烃的衍生物之间的相互联系和衍生关系。 根据课程的特点，结合大纲要求，我确立了如下教学目标： 一、教学目标 使学生了解乙酸的分子结构，掌握乙酸的性质，理解酯化反应的原理。培养学生观察、分析、探究问题能力和实验操作技能。 二、教学重点、难点 重点：乙酸的酸性和酯化反应。 难点：酯化反应的原理。 三、教学程序 问：1，我国是一个酒的国度，五粮液享誉海内外，国酒茅台香飘万里。“酒是越陈越香”。你们知道是什么原因吗？ 2，厨师烧鱼时常加醋并加点酒，为何这样鱼的味道就变得无腥、香醇、特别鲜美？通过本节课的学习，大家便会知道其中的奥妙。 （一）.分子结构 乙酸，又名醋酸，写出乙酸的分子式、结构式、结构简式及官能团。 分子式：C2H4O2 结构简式：CH3COOH 官能团：—COOH（羧基） （二）.物理性质 乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体，沸点是117.9℃，熔点是16.6℃，易溶于水和乙醇。当温度低于16.6℃时，乙酸就凝结成像冰一样的固体，所以无水乙酸又称冰醋酸。 （三）.化学性质（由结构推断键方式）
一、酸性 实验一 现象（1）溶液变红色 （3）试管里有气泡产生，生成的气体无色无味。 结论乙酸有酸性，且酸性比碳酸酸性强。 1.弱酸，比碳酸的酸性强。 实验二 【学生实验】乙酸乙酯的制取：在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸，按教材图6-18连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳酸钠溶液的接受试管的液面上，观察现象，并闻产物的气味。 强调：①试剂的添加顺序； ②导管末端不要插入到接受试管液面以下； ③加热开始要缓慢。 【师】问题①：1.装药品的顺序如何？ 为什么要先加入乙醇，然后边振荡边慢慢加入浓硫酸和乙酸？ 【生】此操作相当于浓硫酸的稀释，乙醇和浓硫酸相混会瞬间产生大量的热量, 并且由于乙醇的密度比浓硫酸小，如果把乙醇加入浓硫酸中，热量会使得容器中的 液体沸腾飞溅，可能烫伤操作者。 【师】问题②：导管末端为什么不能插入到接受试管液面以下？ 【生】防止加热不均匀，使溶液倒吸。 【师】问题③：为什么刚开始加热时要缓慢？ 【生】防止反应物还未来得及反应即被加热蒸馏出来，造成反应物的损失。
硝化系统与pH值关系(2007-05-19 22:51:41) 分类：七彩水质专题发生硝化反应，那么必须控制污泥龄大于硝化细菌的世代时间方可。按照污水处理的理论，硝化细菌世代周期5~8天,反硝化细菌世代周期15天左右。 碱度是为硝化细菌提供生长所需营养物质，氧化1mg NH4-N需要碱度7.14 mg。硝化过程只有在污泥负荷<0.15kgBOD/(kgSS·d)时才会发生。在反应过程中氧化1kg氨氮约消耗4.6kg氧，同时消耗约7.14kg碳酸钙碱度。为保证硝化作用的彻底进行，一般来说出水中应有剩余碱度。合适的pH是微生物发挥最佳活性必须的，一般微生物要在pH6-9范围内比较合适。实际上，因为水质的差异，相同pH的水，碱度可以相差很多。对于A/O工艺。其中硝化液回流进行反硝化，这样可以利用原污水中的有机物做为反硝化的电子供体，同时可提供部分碱度，抵消硝化段的部分碱度消耗。该工艺脱氮率的提高要靠增加回流比实现，但回流比不宜太高，否则回流混合液中夹带的DO会影响到反硝化段的缺氧状态，另外回流比增大，运行费用也会增加。 水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根,碳酸盐,重碳酸盐,磷酸盐,磷酸氢盐,硅酸盐,硅酸氢盐,亚硫酸盐,腐植酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，它们都能与酸进行反应。因此，选用适宜的指示剂,以酸的标准溶液对它们进行滴定，便可测出水中碱度的含量.。碱度可分为酚酞碱度和全碱度两种。酚酞碱度是以酚
酞作指示剂时所测出的量,其终点的pH值为8.3;全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量,终点的pH值为4.2.若碱度很小时,全碱度宜以甲基红-亚甲基蓝作指示剂,终点的pH值为5.0。碱度以CaCO3（碳酸钙）浓度表示，单位为mg/l。PH的值是H离子浓度的体现，当PH=7是，说明H离子浓度为10的-7次幂，所以OH离子的浓度也是10的-7次幂，为中型，当PH=8时，H离子浓度为10的-8次幂，OH离子浓度是10的-6次幂，这都是H离子的浓度小于1mol/L时的计算方法，当H离子浓度大于1时，就不用了。严格的说来，pH值和碱度没有必然的关系，也就是pH值为某个值时，溶液的组成不同，碱度值会不同的。消化反应会消耗碱度，PH值会下降，反硝化阶段会产生碱度PH会上升，平时检测只用观察PH值的变化就可以了。亚硝酸菌和硝酸菌在PH为7.0-7.8，7.7-8.1是最活跃，反硝化最适ph值为7.0-7.5。好氧池出水DO一般在2左右啊。校探头拿到空气中是8左右~。看情况，如果不要进行脱氮除磷好氧池出水口溶解氧不小于2mg/L，如果要回水进行反硝化，出水溶解氧小于1.5mg/L 一、前言 水族缸中的「氮循环」会直接影响pH的变化。氮循环是指有机氮化合物在自然界中的物质循环过程，它由微生物的固氮作用、氨化作用、硝化作用及脱氮作用所构成，惟在水族缸中，通常仅发生氨化作用及硝化作用，所以氮循环并不具完整性，必有中间产物遗留于水中，并
短程硝化反硝化的研究进展 摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。 关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR 1 引言 近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。 短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。 2 短程硝化反硝化的机理 生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物
《中和反应及应用》（第1课时） 一、教材分析 本课题十分鲜明的体现的新教材的特点，通过实验探究的方法获得感性认识，代替了枯燥的概念性的叙述文字，初中化学对元素及化合物知识介绍的相对较多，是考察学生能力的重要考点。尤其酸、碱、盐更是初中化学的重点和难点。而且，中和反应在实际中有广泛的应用，教材没有将它作为酸或碱的性质来学习，而是专门作为一个课题来学习，并安排在常见的酸和碱之后，学生在有了酸、碱性质的基础之上再来学习本节课就更容易接受和掌握。同时为下一单元盐的学习打下一定的基础，本课题与实际生活和生产联系密切，教材安排了2个活动与探究，目的是通过实验入手学习中和反应通过亲身的体验增强对知识的认识。同时培养了学生的实验技能和实验创新能力，对学生今后参加社会实践具有非常重要的作用。 二、学情分析 学生通过前面的学习，对酸和碱的性质及用途有了一定的认识，接着提出了酸碱之间会发生什么反应的问题，激发学生探究的欲望，但酸碱混合后并没有明显现象，学生已经习惯于根据现象判断反应，这时学生对能否发生反应存在疑惑，这正是我们探究活动的切入点。在上册二氧化碳的学习中已经探究过证明二氧化碳与水反应生成碳酸的方法，并在本单元中学习了溶液酸碱性的检别方法，这些都为这个实验探究准备了条件。学生通过实验探究和教师的讲解演示，加上教师的引导，完成对本节知识的理解和掌握并不难。
三、教学目标 知识与技能 1.知道酸和碱发生中和反应度并理解中和反应的实质。 过程与方法 1.通过小组活动与探究培养合作精神，继续培养探究能力。 2.通过对中和反应类型的认识，培养学生比较、归纳、概括等信 息加工能力。 情感态度与价值观： 1.进一步增强学习化学的兴趣。 2.培养学生实事求是的科学精神。 3.体会化学与社会的密切关系，增强学生对社会的责任感。 四、教学重点，难点 重点：中和反应 难点：中和反应的理解。 五、教学准备 实验仪器：试管.胶头滴管. 实验药品：NaOH溶液、盐酸溶液、酚酞试液、稀硫酸溶液、六、教学过程
必修酯化反应教案 篇一信息化教学设计乙酸的酯化反应教学设计】信息化教学设计羧酸及其酯化反应学校陕西师范大学学院化学化工学院姓名肖飞学号41107112学科化学教材版本高中化学人教版年级高二章节高中化学选修5有机化学基础第三章第三节羧酸及其酯化反应教学设计陕西师范大学肖飞前言随着信息技术和计算机网络的广泛应用，传统的教育教学方式面临一定程度的挑战。 21世纪是信息化的社会。 随着信息化程度的不断深入和现代技术的不断发展，这就要求我们必须加快实现教育教学方式的转型，实现教育教学信息化，体现教育教学时代化的特点。 随着现代教育技术的应用而生，它将对传统教育教学方式产生巨大的革新，对今后的教育产生深远的影响。 多媒体网络技术是现代教育技术中非常重要的组成部分。 它在教育教学领域中的应用，不仅为建立新型教育方式和教育模式提供了新理念、新思维、新方式，而且也为学生课堂学习营造探索发现的和谐环境提供了便利的条件。 多媒体网络技术的应用将会使课堂变得非常有活力，将会使学生的学习不再枯燥和乏味。 它对于培养学生的思维和能力尤其是培养他们终生学习的能力有极大的作用。 学生在网络提供的丰富学习资源中，通过检索、构思，可以
有效地将教材中有关内容进行密切整合，形成自己的观点，获得自己的认知，从而发展自己的个性，培养自身的创造性思维。 它可以很好的体现学生全面发展，个性发展，终身发展、素质教育的教育理念。 让他们充分体验知识产生的过程，从而可以很好的实现三维教学目标。 除此之外多媒体网络教育技术将会在很大程度上实现教育资源的共享和教育资源的合理配置、优化利用。 而且多媒体网络教育技术是当代教师必须具备和掌握的一项教育技能。 基于上述原因，本人在教学中尝试将人教版高中化学选修5第三章第三节乙酸的酯化反应一节内容采用多媒体教学的方式进行，希望和高中化学相关的内容融会贯通在一起进行学习,帮助学生构建知识网络和建立知识系统，从而达到教学目标。 一、教材与教学任务分析羧酸及其酯化反应是人教版高中化学选修5有机化学基础第三章第三节的内容。 羧酸、酯是一种生活中非常常见的化学物质，也是非常重要的和典型的烃含氧衍生物的一类有机化学物质。 通过本节内容的学习让学生理解和掌握有关羧酸、酯的物理性质和化学性质的以及结构的相关知识，帮助学生建构羧酸的知识系统。 然而有机化学物质的结构比较抽象，需要一定的空间想像
硝化：在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。反应过程如下： 亚硝酸盐菌： 向左转|向右转 接着亚硝酸盐转化为硝酸盐： 向左转|向右转 这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。上诉两式合起来写成： 向左转|向右转 综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下： 向左转|向右转
上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。 影响硝化过程的主要因素有： (1)pH值当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上； (2)温度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜； (3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～ 0.5d-1(温度20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。在实际运行中，一般应取＞2 ； (4)溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上； (5)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
高考化学乙醇与乙酸的推断题综合复习附答案 一、乙醇与乙酸练习题（含详细答案解析） 1．根据如下一系列转化关系，回答问题。已知：H是具有水果香味的液体，I的产量作为 衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志，J为高分子化合物。 （1）A、B的名称分别是___、_____； D、F 的化学式为___________；I的结构简式 ______； （2）写出化学方程式并指出反应类型： C→E _____________，反应类型：____________。 G→H _______，反应类型：_______。 I→J _________________，反应类型：_______。 【答案】纤维素葡萄糖 C2H4O、C2H4O2 CH2=CH2 2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O 氧化反应 CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O 取代反应 nCH2 = CH2CH2－CH2加聚反应 【解析】 【分析】 甘蔗渣处理后得到纤维素A，A在催化剂作用下水解生成的B为葡萄糖，葡萄糖再在酒化 酶的作用下生成的C为乙醇；乙醇催化氧化生成的E为乙醛，乙醛与新制氢氧化铜在加热 条件下氧化生成的G为乙酸，乙醇再与乙酸在浓硫酸催化作用下加热生成的H为乙酸乙酯，具有水果香味；I的产量作为衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志，则I为乙烯，乙烯在引发剂的作用下生成聚乙烯，乙烯与水催化加成能生成乙醇，再结合酒精存放 过程中最终有酯香味，可知乙醇缓慢氧化能生成CH3CHO和CH3COOH。 【详解】 (1)由分析知：A、B的名称分别是纤维素、葡萄糖；乙醇缓慢氧化能生成CH3CHO和 CH3COOH，则D、F 的化学式分别为C2H4O、C2H4O2；I的结构简式为CH2=CH2； (2)C→E为乙醇催化氧化，发生反应方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O，反应类型氧化反应； G→H 为乙醇与乙酸在浓硫酸催化作用下加热生成乙酸乙酯，发生反应方程式为 CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O，反应类型取代反应或酯化反应； I→J为乙烯在引发剂的作用下生成聚乙烯，发生反应方程式为nCH2 = CH2CH2－ CH2，反应类型为加聚反应。
中和反应教学设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《中和反应及应用》（第1课时） 一、教材分析 本课题十分鲜明的体现的新教材的特点，通过实验探究的方法获得感性认识，代替了枯燥的概念性的叙述文字，初中化学对元素及化合物知识介绍的相对较多，是考察学生能力的重要考点。尤其酸、碱、盐更是初中化学的重点和难点。而且，中和反应在实际中有广泛的应用，教材没有将它作为酸或碱的性质来学习，而是专门作为一个课题来学习，并安排在常见的酸和碱之后，学生在有了酸、碱性质的基础之上再来学习本节课就更容易接受和掌握。同时为下一单元盐的学习打下一定的基础，本课题与实际生活和生产联系密切，教材安排了2个活动与探究，目的是通过实验入手学习中和反应通过亲身的体验增强对知识的认识。同时培养了学生的实验技能和实验创新能力，对学生今后参加社会实践具有非常重要的作用。 二、学情分析 学生通过前面的学习，对酸和碱的性质及用途有了一定的认识，接着提出了酸碱之间会发生什么反应的问题，激发学生探究的欲望，但酸碱混合后并没有明显现象，学生已经习惯于根据现象判断反应，这时学生对能否发生反应存在疑惑，这正是我们探究活动的切入点。在上册二氧化碳的学习中已经探究过证明二氧化碳与水反应生成碳酸的方法，并在本单元中学习了溶液酸碱性的检别方法，这些都为这个实验探究准备了条件。学生通过实验探究和教师的讲解演示，加上教师的引导，完成对本节知识的理解和掌握并不难。
三、教学目标 知识与技能 1.知道酸和碱发生中和反应度并理解中和反应的实质。 过程与方法 1.通过小组活动与探究培养合作精神，继续培养探究能力。 2.通过对中和反应类型的认识，培养学生比较、归纳、概括等 信息加工能力。 情感态度与价值观： 1.进一步增强学习化学的兴趣。 2.培养学生实事求是的科学精神。 3.体会化学与社会的密切关系，增强学生对社会的责任感。 四、教学重点，难点 重点：中和反应 难点：中和反应的理解。 五、教学准备 实验仪器：试管.胶头滴管. 实验药品：NaOH溶液、盐酸溶液、酚酞试液、稀硫酸溶液、六、教学过程
硝化与反硝化 利用好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化 1 生物脱氮与同步硝化反硝化 在生物脱氮过程中，废水中的氨氮首先被硝化菌在好氧条件下氧化为NO-X，然后NO-X 在缺氧条件下被反硝化菌还原为N2(反硝化)。硝化和反硝化既可在活性污泥反应器中进行，又可在生物膜反应器中进行，目前应用最多的还是活性污泥法。硝化菌和反硝化菌处在同一活性污泥中，由于硝化菌的好氧和自养特性与反硝化菌的缺氧和异养特性明显不同，脱氮过程通常需在两个反应器中独立进行(如Bardenpho、UCT、双沟式氧化沟工艺等)或在一个反应器中顺次进行(如SBR)。当混合污泥进入缺氧池(或处于缺氧状态)时，反硝化菌工作，硝化菌处于抑制状态；当混合污泥进入好氧池(或处于好氧状态)时情况则相反。显然，如果能在同一反应器中使同一污泥中的两类不同性质的菌群(硝化菌和反硝化菌)同时工作，形成同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification Denitrification简称SND)，则活性污泥法的脱氮工艺将更加简化而效能却大为提高。此外从工程的角度看，硝化和反硝化在两个反应器中独立进行或在同一个反应器中顺次进行时，硝化过程的产碱会导致OH-积累而引起pH值升高，将影响上述两阶段反应过程的反应速度，这在高氨氮废水脱氮时表现得更为明显。但对SND工艺而言，反硝化产生的OH-可就地中和硝化产生的H+，减少了pH值的波动，从而使两个生物反应过程同时受益，提高了反应效率。 2 实现同步硝化反硝化的途径 由于硝化菌的好氧特性，有可能在曝气池中实现SND。实际上，很早以前人们就发现了曝气池中氮的非同化损失(其损失量随控制条件的不同约在10%～20%左右)，对SND的研究也主要围绕着氮的损失途径来进行，希望在不影响硝化效果的情况下提高曝气池的脱氮效率。
有机推断题解题过程详解 一、有机推断题的解题思路 解有机推断题，主要是确定官能团的种类和数目，从而得出是什么物质。首先必须全面地掌握有机物的性质以及有机物间相互转化的网络，在熟练掌握基础知识的前提下，要把握以下三个推断的关键： 1、审清题意（分析题意、弄清题目的来龙去脉，掌握意图）——有什么？ 2、用足信息（准确获取信息，并迁移应用）——有什么联系？怎么用？ 3、积极思考（判断合理，综合推断） 根据以上的思维判断，从中抓住问题的突破口，即抓住特征条件（特殊性质或特征反应 。但有机物的特征条件并非都有，因此还应抓住题给的关系条件和类别条件。关系条件提示有机物间的联系，类别条件可给出物质的范围和类别。关系条件和类别条件不但为解题缩小了推断的物质范围，形成了解题的知识结构，而且几个关系条件和类别条件的组合就相当于特征条件。然后再从突破口向外发散，通过正推法、逆推法、正逆综合法、假设法、知识迁移法等得出结论。最后作全面的检查，验证结论是否符合题意。 二、机推断题的突破口 解题的突破口也叫做题眼，题眼可以是一种特殊的现象、反应、性质、用途或反应条件，或在框图推断试题中，有几条线同时经过一种物质，往往这就是题眼。 【课前例题展示】 1.（2013年四川高考真题、17分） 有机化合物G是合成维生素类药物的中间体，其结构简式为： G的合成路线如下： 其中A~F分别代表一种有机化合物，合成路线中部分产物及反应条件已略去。 已知： 请回答下列问题： （1）G的分子式是；G中官能团的名称是。 （2）第①步反应的化学方程式是。 （3）B的名称（系统命名）是。 （4）第②~⑥步反应中属于取代反应的有（填步骤编号）。 （5）第④步反应的化学方程式是。
课题2 酸和碱的中和反应 教学目标 1．知识与技能 (1)知道酸和碱之间发生的中和反应。 (2)了解酸碱性对生命活动和农作物的影响，以及中和反应在实际中的应用。 (3)会用PH试纸检验溶液的酸碱性。了解溶液的酸碱度在实际中的意义。 2．过程与方法 (1)会用分析、归纳的方法对有关信息加工处理。 (2)会用观察的方法辨析事物。 3．情感态度与价值观 (1)学习化学应理论联系实际。 (2)进一步增强学习化学的兴趣。 教学重点 1．酸碱之间的中和反应。 2．用pH试纸检验溶液的酸碱性。 教学难点 中和反应的探究过程 教学过程 [引入提问]酸、碱各自具有一些化学性质，那酸与碱之间会发生化学反应吗? [学生)1．能 2．不能 [教师]能否反应，我们应用事实说话，请同学们进行下面的活动与探究。 [活动与探究](投影展示) (1)如图所示。在烧杯中加入10mL 氢氧化钠溶液，滴人几滴酚酞溶液。再用滴管慢慢滴人稀盐酸，并不断搅拌溶液，至溶液颜色恰好变成无色为止。 (2)取2滴上述反应后的无色溶液滴在玻璃片上，使液体蒸发，观察玻璃片上的现象。 [教师强调]1.用滴管滴入盐酸时要缓慢，一滴一滴加入，以便观察实验现象。 2．在向氢氧化钠溶液中滴盐酸时，要边滴边搅拌。 [学生活动] [讨论]玻璃片上的物质是氢氧化钠吗?为什么?
[学生总结]氢氧化钠是碱，其溶液能使酚酞溶液显示红色，随着盐酸的加入，红色逐渐消失变成无色。所以此时的溶液肯定不是碱性溶液。玻璃片上的白色物质是溶液中新生成的溶质。 [讲解](借助FLASH动画展示反应过程) 在上面的实验中，发生了这样的反应： NaOH+HCI=NaCl+H2O [介绍]其他的酸和碱也能发生类似的反应。 例：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O 2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O [设问]试总结上述三个反应的特点。 [讨论] [学生发言] [教师总结]三个反应都生成水，另一种产物(氯化钠、氯化钙、硫酸钠)都是由金属离子和相应的酸根离子构成的，我们把这类化合物叫做盐。我们把这类化学反应叫做中和反应·。 [板书]一、中和反应 1．中和反应；酸与碱作用生成盐和水的反应。 2．盐；在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子的化合物。 [过渡]理解了中和反应的概念，下面我们看几则资料。 [投影] 1．改变土壤的酸碱性 根据土壤情况，可以利用中和反应，在土壤中加入酸性或碱性物质，以调节土壤的酸碱性，利于植物生长。例如，近年来由于空气污染造成酸雨，导致一些地方的土壤变成酸性，不利于作物的生长，于是人们将适量的熟石灰加入土壤，以中和酸性。 2．处理工厂的废水 工厂生产过程中的污水，需进行一系列的处理，例如，硫酸厂的污水中含有硫酸等杂质，可以用熟石灰进行中和处理。 3．用于医药 人的胃液里含有适量盐酸，可以帮助消化，但是如果饮食过量时，胃会分泌出大量胃酸，反而造成消化不良。在这情况下，可以遵医嘱服用某些含有碱性物质的药物，以中和过多的胃酸。我们可能都被蚊虫叮咬过。被蚊虫叮咬后，叮咬处很快肿成大包，这是因为蚊虫能在人的皮肤内分泌出蚁酸，从而使皮肤肿痛。如果涂一些含有碱性物质(如NH3·H2O)的药水，就可减轻痛痒。 [提问]这些资料说明了什么? [学生讨论回答]中和反应用途很广。 [板书]3．中和反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。
一、硝化反应 在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。 硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤: NH4++1.5O 2 NO 2 -+H 2 O+2H+ NO 2-+0.5O 2 NO 3 - 硝化反应总方程式： NH 3+1.86O 2 +1.98HCO 3 - 0.02C 5 H 7 NO 2 +1.04H 2 O+0.98NO 3 --+1.88H 2 CO 3 若不考虑硝化过程硝化菌的增殖，其反应式可简化为 NH4++2O 2 NO 3 -+H 2 O+2H+ 从以上反应可知: 1)1gNH 4+-N氧化为NO 3 - 需要消耗2*50/14=7.14g碱（以CaCO 3 计) 2)将1gNH 4+-N氧化为NO 2 --N需要3.43gO 2 ,氧化1gNO 2 --N需要1.14gO 2 ，所以氧 化1gNH 4+-N需要4.57gO 2 。 硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面： a.DO：DO应保持在2-3mg/L。当溶解氧的浓度低于0.5mg/L时，硝化反应过程 将受到限制。 b.PH和碱度：PH7.0-8.0，其中亚硝化菌6.0-7.5，硝化菌7.0-8.5。最适合 PH为8.0-8.4。碱度维持在70mg/L以上。碱度不够时，应补充碱 c.温度：亚硝酸菌最佳生长温度为35℃，硝酸菌的最佳生长温度为35～42℃。 15℃以下时，硝化反应速度急剧下降；5℃时完全停止。 d.污泥龄：硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为 0.3～0.5d-1(温度 20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。对于实际应用中，活性污泥法脱氮，污泥龄一般11～23d。 e.污泥负荷：负荷不应过高，负荷宜0.05-0.15kgBOD/(kgMLSS·d)。因为硝化 菌是自养菌，有机物浓度高，将使异养菌成为优势菌种。总氮负荷应≤ 0.35kgTN/(m3硝化段·d)，当负荷>0.43kg/(m3硝化段·d)时，硝化效率急剧 下降。