導(dǎo)語：如何才能寫好一篇二氧化碳產(chǎn)生的原因，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.認(rèn)識(shí)二氧化碳的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；

2學(xué)氧化碳的實(shí)驗(yàn)制法；

3.認(rèn)識(shí)化合反應(yīng)和分解反應(yīng)的特點(diǎn) ；

4.了解二氧化碳在自然界碳循環(huán)中的作用，以及對(duì)人類生產(chǎn)生活的意義。

5.初步學(xué)會(huì)運(yùn)用各種媒體獲取信息；初步學(xué)會(huì)用歸納，概括等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工處理。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

1． 認(rèn)識(shí)二氧化碳的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；學(xué)氧化碳的實(shí)驗(yàn)制法。

2． 從各種媒體中獲取信息，并對(duì)信息進(jìn)行加工處理。

課堂學(xué)習(xí)：

第一課時(shí)：自然界中的二氧化碳及與人體的健康

教師提問：二氧化碳在空氣中的含量是？如果把這0.03%的二氧化碳從空氣中除去，行嗎？

師生交流：相互討論。

歸納引入：二氧化碳對(duì)自然界的生命活動(dòng)如此重要，我們一定要充分認(rèn)識(shí)二氧化碳。

教師引導(dǎo)：1、自然界的二氧化碳是如何產(chǎn)生的？

2、自然界的二氧化碳是如何消耗的？

學(xué)生討論

共同歸納：學(xué)生發(fā)言，補(bǔ)充、板書。

教師提問： 1、 產(chǎn)生二氧化碳的速度與消耗二氧化碳的速度相當(dāng)嗎？

2、自然界的二氧化碳含量恒定嗎？

3、二氧化碳含量上升會(huì)帶來什么問題？

4、二氧化碳含量上升對(duì)人類也有好處嗎？

設(shè)問引入： 二氧化碳對(duì)人有毒嗎？

學(xué)生閱讀： 課本表2—5

學(xué)生交流：在教室里學(xué)習(xí)時(shí)，為什么要保持教室通風(fēng)？

課后探究：如何檢測(cè)二氧化碳含量是否過高呢？我們下節(jié)課交流。

第二課時(shí)：二氧化碳的性質(zhì)

直接引入：這節(jié)課，我們來學(xué)氧化碳的性質(zhì)

教師提問： 通過預(yù)習(xí)，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，你已經(jīng)知道了二氧化碳的那些性質(zhì)？

問題匯總：（教師在黑板上列出同學(xué)們的回答）

教師提問： 同學(xué)們對(duì)其中的那些問題感興趣？

明確探究的問題

探究1：如何用實(shí)驗(yàn)說明二氧化碳的密度比空氣的密度大？

擬備實(shí)驗(yàn)：1、簡(jiǎn)易天平測(cè)量法。2、氣球法（注意比較）。3、傾倒法。

探究2：如何知道二氧化碳溶于水？

擬備實(shí)驗(yàn)：1、向裝滿二氧化碳的塑料汽水瓶中到入半瓶水，蓋緊、震蕩。

2、向裝滿二氧化碳的集氣瓶中到入半瓶水，蓋緊、震蕩、倒立。

探究3： 二氧化碳與石灰水的反應(yīng)。

擬備實(shí)驗(yàn)：如何簡(jiǎn)易得到二氧化碳？向石灰水中吹二氧化碳。

探究4：能見到二氧化碳的固體干冰嗎？

擬備實(shí)驗(yàn)：用液態(tài)二氧化碳滅火器制干冰。

探究5： 二氧化碳與水反應(yīng)嗎？

擬備實(shí)驗(yàn)：1、水與石蕊試液的反應(yīng)。2、向石蕊試液中吹氣。3、向石蕊試液中加入溶有

二氧化碳的水。

質(zhì)疑： 讓石蕊試液變紅的物質(zhì)是什么呢？

提供信息：用一組酸分別與石蕊試液作用。

歸納： 酸讓石蕊變紅。

提供信息：二氧化碳不是酸，酸從何來？

學(xué)生閱讀，講解歸納。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：加熱變紅的石蕊試液。

討論講解：石蕊試液又變色的原因。

整理歸納：二氧化碳的性質(zhì)

介紹： 化合反應(yīng)與分解反應(yīng)。

學(xué)生舉例：說出你知道的化合反應(yīng)與分解反應(yīng)實(shí)例。

留疑： 教材46頁第5題。

第三課時(shí)：二氧化碳的實(shí)驗(yàn)制法

復(fù)習(xí)引入：1、二氧化碳的物理性質(zhì)。2、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。3、板演反應(yīng)式。

教師提問：如何在實(shí)驗(yàn)條件下得到二氧化碳？

演示實(shí)驗(yàn)：碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)。

教師提問：如何才知道所得氣體就是二氧化碳呢？

演示實(shí)驗(yàn)：用石灰水檢驗(yàn)所得氣體。

講解板書：反應(yīng)的文字表達(dá)式

學(xué)生交流；書中42頁與43頁產(chǎn)生氧氣的裝置有何不同？

集中討論：1、鐵架臺(tái)的作用是什么？2、反應(yīng)容器的區(qū)別是什么/

3、用分液漏斗的好處是什么？4、如果用長頸漏斗代替分液漏斗，行嗎？

5、如何檢驗(yàn)二氧化碳何時(shí)收集滿？

演示實(shí)驗(yàn)：制取二氧化碳。

歸納整理：實(shí)驗(yàn)室收集氣體的常見方法及一些注意事項(xiàng)。

篇2

[關(guān)鍵詞]二氧化碳 能源強(qiáng)度 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：X32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）28-0146-01

引言

二氧化碳?xì)怏w的排放是全球關(guān)注的重大環(huán)境問題，他直接導(dǎo)致了全球氣候的變暖，嚴(yán)重影響著地球的環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。為了應(yīng)對(duì)全球變暖的問題，我國在2009年的常務(wù)委員會(huì)中結(jié)合當(dāng)前我國二氧化碳的排放狀況，給出了未來的排放指標(biāo)。指標(biāo)要求在2020年的時(shí)候總排放量要比2009年下降40%。這就要求各地政府要充分做好優(yōu)化二氧化碳排放的工作，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的排放目標(biāo)。根據(jù)調(diào)查顯示，我國在1952年到2011年間，制造企業(yè)的增長速度由原來的19%增加到40%上升了21個(gè)百分點(diǎn)。制造企業(yè)是我國最大的能源消耗企業(yè)，因此要想降低二氧化碳的排放就必須控制好我國制造業(yè)能源消耗量。根據(jù)2008年的ipcc的第5次評(píng)估報(bào)告顯示，我國的二氧化碳排放主要是由于化工燃料的燃燒，根據(jù)調(diào)查顯示，我國的化石燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳排放量達(dá)到全國總排放量的90%多。

一、 研究方法與數(shù)據(jù)來源

本篇文章是用“轉(zhuǎn)換份額分析”（Shift--shareAnalysis）的模式對(duì)制造業(yè)二氧化碳的排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分解。

根據(jù)以上的公式我們可以看出影響制造業(yè)二氧化碳排放指標(biāo)變化的因素主要可以分為7個(gè)。（1）技術(shù)進(jìn)步因素。它主要是反映了制造業(yè)個(gè)行業(yè)的能源消耗變化對(duì)制造業(yè)二氧化碳排放量的影響。這種影響主要是基于制造業(yè)的產(chǎn)品工藝的不同。所以制造業(yè)應(yīng)該努力提高自己產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，開發(fā)研究新的產(chǎn)品，讓單位產(chǎn)品在能源消耗上發(fā)生變化，這樣就能做到節(jié)能減排的效果。（2）行業(yè)結(jié)構(gòu)的變化。它主要是反應(yīng)制造業(yè)各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)二氧化碳排放強(qiáng)度的影響。這種影響主要是外部環(huán)境以及內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)整的影響。（3）能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)。他主要是指制造業(yè)中由于生產(chǎn)使用的能源變化對(duì)二氧化碳排放的影響。（4）技術(shù)進(jìn)步與行業(yè)結(jié)構(gòu)相互影響的作用。是指由于技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)對(duì)二氧化碳排放強(qiáng)度的影響。（5）技術(shù)與能源結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。我國制造產(chǎn)業(yè)的的技術(shù)不斷改進(jìn)和能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整對(duì)二氧化碳排放產(chǎn)生的影響。（6）行業(yè)結(jié)構(gòu)與能源的相互效應(yīng)。制造業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)與能源變動(dòng)的綜合變動(dòng)對(duì)二氧化碳排放的影響。（7）技術(shù)進(jìn)步，行業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)的相互作用。主要是針對(duì)這三者的結(jié)合對(duì)制造業(yè)二氧化碳排放的影響。

二、制造業(yè)二氧化碳排放強(qiáng)度變動(dòng)總體效應(yīng)分析

在1999到2009年這十年之間，技術(shù)的進(jìn)步是影響二氧化碳排放強(qiáng)度的最大影響因素。接著是行業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，能源消耗的減少等因素。通過歷年數(shù)據(jù)的分析我們不難看出各種因素影響對(duì)二氧化碳排放的影響比值，其實(shí)技術(shù)的進(jìn)步使得二氧化碳的排放量減少了24%左右，行業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)讓二氧化碳減少19%左右，能源消耗的減少使得二氧化的排放量減少了10%左右。由此可見技術(shù)的創(chuàng)新和生產(chǎn)工藝的改良對(duì)制造業(yè)二氧化碳的排放量影響最大。由于制造行業(yè)中一般都是以煤炭作為主要的能源，因而能源結(jié)構(gòu)的{整對(duì)制造業(yè)二氧化碳的排放影響也是極為重要的。

三、行業(yè)數(shù)據(jù)分析

在制造業(yè)各個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)分析中我們不難看出對(duì)制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步影響最大的是金屬的冶煉及鍛壓行業(yè)，技術(shù)進(jìn)步與改良讓整個(gè)行業(yè)中的二氧化碳排放量減少了30%多。緊著是非金屬的礦物質(zhì)制品和化學(xué)原料及化學(xué)制品企業(yè)，由于技術(shù)的改良和創(chuàng)新讓二氧化碳的排放量減少了20%多。其原因是這些行業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)工藝的水平發(fā)展比較快，使得能源的消耗大量減少。還有一些行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步比較緩慢。如通信設(shè)備，計(jì)算機(jī)，紡織業(yè)，皮毛加工制造業(yè)以及木材的加工制造業(yè)等等，這些產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源的消耗影響不大。所以這些行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步對(duì)整個(gè)行業(yè)中的二氧化碳排放強(qiáng)度影響較小。

在行業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)中，對(duì)制造業(yè)影響最大的是石油化工，煉焦，以及核燃料的加工。他們平均讓二氧化碳的排放強(qiáng)度減少了42%。其次是化學(xué)原料及化工制品企業(yè)，他們的行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整讓二氧化碳的排放強(qiáng)度減少了33%。這些行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整使得二氧化碳的排放強(qiáng)度減少。但是制作行業(yè)中別的產(chǎn)業(yè)的行業(yè)調(diào)整對(duì)二氧化碳強(qiáng)度的排放影響甚微。甚至有些行業(yè)的調(diào)整沒有讓二氧化碳的排放強(qiáng)度減少卻還在增加。比如黑色金屬的冶煉及壓延，交通運(yùn)輸設(shè)備的制造企業(yè)，醫(yī)藥制造企業(yè)，專用設(shè)備的制造企業(yè)等。由于這些行業(yè)的產(chǎn)出比重增加的速度大大超過了能源消耗的下降速度，所以對(duì)制造業(yè)二氧化碳的排放強(qiáng)度沒有起到積極的影響。

結(jié)論

氣候變暖是如今世界最為關(guān)注的問題之一，減少二氧化碳的排放，縮短氣候變暖的程度已經(jīng)變得刻不容緩。我國制造業(yè)是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。由于我國的各種原因?qū)е潞芏喔吣芎?，高污染的企業(yè)技術(shù)得不到改善。根據(jù)本文的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的增長和能源的消耗對(duì)制造企業(yè)的影響最大。

為了貫徹落實(shí)我國節(jié)能減排的政策，降低二氧化碳的排放強(qiáng)度，需要從二個(gè)方面入手，一方面要切實(shí)做好節(jié)能減排的具體措施。另一方面要密切關(guān)注整個(gè)制造行業(yè)的減排效果。在減排的手段方面要促進(jìn)制造業(yè)的技術(shù)改進(jìn)，讓企業(yè)在優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)節(jié)約能源的消耗，以實(shí)現(xiàn)減排的目的。具體產(chǎn)業(yè)的變動(dòng)對(duì)二氧化碳的排放影響比較小，還存在著很大的改良空間?？梢远啻龠M(jìn)綠色制造，新興制造業(yè)，大力開發(fā)可持續(xù)能源與再生能源。

參考文獻(xiàn)

[1]李晶. 產(chǎn)業(yè)政策對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷、二氧化碳排放的影響[D].山東大學(xué)，2014.

[2]郭杰. 中國碳減排政策分析與評(píng)估方法及應(yīng)用研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2011.

篇3

一、肺換氣

肺換氣是指肺泡中的氧氣進(jìn)入肺泡壁毛細(xì)血管血液以及血液中的二氧化碳進(jìn)入肺泡的過程。通過肺換氣，含氧量少而含二氧化碳多的靜脈血，轉(zhuǎn)變?yōu)楹趿慷喽趸忌俚膭?dòng)脈血。

肺換氣是通過呼吸膜進(jìn)行的，其動(dòng)力是靠呼吸膜兩邊存在的氣體分壓差。氧從壓力高的肺泡向壓力低的血液運(yùn)動(dòng)，二氧化碳從壓力高的血液向壓力低的肺泡運(yùn)動(dòng)。氣體分子從壓力高處向壓力低處運(yùn)動(dòng)的過程，稱之為氣體擴(kuò)散。

氣體擴(kuò)散的速率與氣體分壓差、溫度、擴(kuò)散面積（呼吸膜面積）和溶解速度成正比，與擴(kuò)散距離（呼吸膜厚度）和分子量的平方根成反比。綜合考慮各因素，氧的擴(kuò)散速率大約是二氧化碳的1/2，因此，臨床上缺氧現(xiàn)象比二氧化碳潴留更為常見。

另外，肺通氣與血液的比值也可以影響肺換氣的效率。就整個(gè)肺來說，通氣和血流比值，即每分鐘肺泡通氣量與每分鐘肺血流量的比值。正常人安靜狀態(tài)下，每分鐘肺泡通氣量為4.21升，心排出量約為51升，通氣/血流比值為0.84，此時(shí)，肺內(nèi)氣體交換效率最高。通氣/血流比值增大或減小時(shí)，肺換氣的效率均下降。

二、組織換氣

組織換氣是指血液中的氧與組織細(xì)胞產(chǎn)生的二氧化碳，進(jìn)行交換的過程，也稱為內(nèi)呼吸。組織換氣的原理與肺換氣相同，氧和二氧化碳都是順著壓力差擴(kuò)散的。在此過程中，組織細(xì)胞不斷地消耗氧，而產(chǎn)生二氧化碳。所以，在日常生活中，任何原因，只要會(huì)減少輸送氧氣的量，都可發(fā)生組織缺氧現(xiàn)象。

三、氣體在血液中的運(yùn)輸

氧和二氧化碳在血液中均通過物理溶解和化學(xué)結(jié)合兩種形式運(yùn)輸。進(jìn)入血液中的氧和二氧化碳首先溶解在血漿中，提高了氣體分壓，再發(fā)生化學(xué)結(jié)合；反之，氧和二氧化碳從血液釋放時(shí)，也是溶解的先逸出，待氣體分壓下降后，呈化學(xué)結(jié)合氣體再解離、釋放出來。

血液中的氧和化學(xué)結(jié)合形式，主要是靠氧和血紅蛋白的結(jié)合。氧與血紅蛋白中的鐵元素的結(jié)合是可逆的。在肺內(nèi)，由于氧分壓升高，氧與血紅蛋白結(jié)合形成氧合血紅蛋白，從而把氧運(yùn)輸?shù)浇M織中。在組織內(nèi)由于血氧分壓降低，氧與血紅蛋白解離并擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，供細(xì)胞代謝所需要。

篇4

二氧化碳成了環(huán)境難以承受之重

生活在當(dāng)代，相信很多人對(duì)每年不期而至的極端氣候刻骨銘心，嚴(yán)寒與酷暑，颶風(fēng)與海嘯，干旱與洪澇，這些自然災(zāi)害破壞力驚人，造成的損失不可偌啤F涫嫡庖磺械淖錕禍?zhǔn)锥寂c溫室效應(yīng)有關(guān)。所謂溫室效應(yīng)，是指大氣中的水汽、二氧化碳、氧化亞氮、甲烷以及臭氧等氣體，吸收和發(fā)射紅外輻射，造成地表升溫的效應(yīng)。據(jù)研究，上述這些氣體對(duì)太陽短波輻射吸收很少，而對(duì)大氣長波輻射吸收很強(qiáng)，當(dāng)空氣中溫室氣體的含量增加，就會(huì)改變大氣的熱量平衡，從而影響地氣系統(tǒng)的輻射平衡，導(dǎo)致大氣低層和地表的平均溫度上升，從而對(duì)全球氣候的變化造成直接影響。

在溫室氣體中，二氧化碳雖然占比約0.031%，在空氣成分中排名第三，但是卻對(duì)溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)了30%的力量。所以，研究和控制溫室效應(yīng)，二氧化碳是首要目標(biāo)。而化石燃料的燃燒和其他相關(guān)的人類活動(dòng)，每年向大氣中排放二氧化碳300億噸，如果從工業(yè)革命開始算起，200多年間排放到大氣中的二氧化碳，已經(jīng)累計(jì)高達(dá)3000億噸，濃度達(dá)到了80萬年來最高水平。根據(jù)全球氣溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，從20世紀(jì)50年代開始，約有50%以上的地表氣溫升高，而溫室氣體在1951年到2010年的60年中，為地表溫度上升貢獻(xiàn)了0.5℃～1.1℃。二氧化碳與溫室效應(yīng)的密切相關(guān)度，讓這種氣體成了環(huán)境的不可承受之重。

要想應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)，必須將全球大氣中二氧化碳濃度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和未來變化情況了然于心，也就是說，最好有一幅全球二氧化碳濃度分布圖，才能對(duì)癥下藥。想法雖然很好，然而，要想繪制這張圖的難度卻超出了我們的想象。原因?yàn)楹?？那就是以前的監(jiān)測(cè)手段比較落后，無法獲得全球大氣中二氧化碳濃度的全面而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

世界各國的科學(xué)家為了獲取大氣中二氧化碳的濃度數(shù)據(jù)也是絞盡了腦汁，目前，通行的檢測(cè)方法一共有3種，分別是地基、空基和星載模式（衛(wèi)星遙感模式）。

所謂“地基”檢測(cè)模式，就是在地面建立多個(gè)觀測(cè)站，觀測(cè)和記錄二氧化碳濃度。這種方法發(fā)端于1957年，由美國科學(xué)家查爾斯?基林在夏威夷的莫納羅亞山上，建立起全球首個(gè)大氣二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)站，開啟了全球二氧化碳監(jiān)測(cè)的先河。如今這項(xiàng)工作是由美國國家海洋和大氣管理局的地球系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)，具體而言是由美國阿拉斯加州的巴羅天文臺(tái)、夏威夷的莫納羅亞天文臺(tái)、薩摩亞群島天文臺(tái)和南極洲上的天文臺(tái)共同承擔(dān)檢測(cè)大氣中不同氣體成分變化情況的任務(wù)，同時(shí)，還承擔(dān)全球氣體采樣網(wǎng)絡(luò)、提供大氣中二氧化碳空間變化情況的任務(wù)。目前，全球設(shè)置二氧化碳地面觀測(cè)點(diǎn)300多個(gè)，大部分位于美國和歐洲，對(duì)于美國和歐洲之外的廣袤地區(qū)，包括海洋和沙漠，因缺乏站點(diǎn)，無法做到有效監(jiān)測(cè)。

而“空基”二氧化碳檢測(cè)方法，是利用飛機(jī)在科學(xué)家們指定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)，精度可達(dá)0.1ppm～0.2ppm。如今的美國飛機(jī)參與了多個(gè)項(xiàng)目的空基測(cè)量，而日本的空基測(cè)量則是利用商用飛機(jī)飛往澳大利亞、夏威夷、歐洲、北美和亞洲等國的機(jī)會(huì)，在飛機(jī)上搭載探測(cè)儀器進(jìn)行溫室氣體的測(cè)量。除了利用飛機(jī)之外，熱氣球也是在大氣底層中開展空基測(cè)量的好幫手。

然而，地基和空基測(cè)量方法都存在明顯的局限性。比如地基測(cè)量技術(shù)存在空間覆蓋度低、容易受到沙漠和高山等地形條件影響的問題，且地面觀測(cè)基站的維護(hù)成本較高，無法獲取大范圍的二氧化碳濃度信息。而空基測(cè)量技術(shù)只有依托飛機(jī)和熱氣球等交通工具才能實(shí)施，也很容易受到惡劣氣候的影響，同時(shí)飛機(jī)和熱氣球的航線也是固定的，使得二氧化碳測(cè)量范圍狹窄，只能獲取局部二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，尚不能完成對(duì)全球大氣中溫室氣體的濃度測(cè)量，更遑論繪制全球二氧化碳濃度分布圖了。而此時(shí)，第三種辦法就派上用場(chǎng)了，那就是“星載（衛(wèi)星遙感）檢測(cè)技術(shù)”。

二氧化碳星載檢測(cè)技術(shù)的先行者

星載檢測(cè)技術(shù)會(huì)脫穎而出，力壓群芳，究竟靠的是哪些壓倒性的優(yōu)勢(shì)呢？

原來，星載檢測(cè)技術(shù)是通過衛(wèi)星平臺(tái)，對(duì)地球大氣層中的二氧化碳進(jìn)行濃度檢測(cè)，繪制全球二氧化碳的濃度圖，為科學(xué)家們研究氣候變化產(chǎn)生的影響提供數(shù)據(jù)支持。這個(gè)衛(wèi)星平臺(tái)就是我們俗稱的“碳衛(wèi)星”，即全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。它可以實(shí)時(shí)捕捉大氣的二氧化碳濃度，具有統(tǒng)一、連續(xù)、覆蓋范圍廠的優(yōu)勢(shì)。

然而，星載檢測(cè)技術(shù)雖然很高端，能夠?qū)θ虼髿獾淖兓M(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是也注定了這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度之大。難到何種程度？全球目前只有日本、美國和中國掌握了這項(xiàng)技術(shù)。其中，美國和日本是星載技術(shù)的開拓者，采用的技術(shù)均基于“日光反射式被動(dòng)探測(cè)原理”，即利用衛(wèi)星上的望遠(yuǎn)鏡，收集穿越大氣層后由地表反射的太陽光，當(dāng)反射光進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)之后，對(duì)其二氧化碳的吸收光譜進(jìn)行分析，進(jìn)而得到全球二氧化碳的分布圖。

美國的碳衛(wèi)星OCO由美國加州理工大學(xué)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)研制，這是美國國家航空航天局（NASA）地球系統(tǒng)科學(xué)開發(fā)計(jì)劃的重要組成部分。這顆碳衛(wèi)星號(hào)稱是測(cè)量大氣中的二氧化碳濃度空間分辨率最高、測(cè)量數(shù)據(jù)最精準(zhǔn)的衛(wèi)星，衛(wèi)星的測(cè)量采樣率每天高達(dá)50萬～100萬次；視場(chǎng)分辨率為3平方千米，這里所說的“視場(chǎng)”，指的是衛(wèi)星攝像頭能夠觀察到的最大范圍，視場(chǎng)越大，觀測(cè)范圍就越寬；衛(wèi)星的二氧化碳光譜分辨率為20000，精度高達(dá)1ppm+2ppm。

美國發(fā)射碳衛(wèi)星一波三折，2009年第一顆碳衛(wèi)星OCO的發(fā)射，因?yàn)檎髡治茨芘c第三級(jí)火箭分離，發(fā)射失敗，衛(wèi)星墜毀，星載技術(shù)遭受巨大挫折。隨后，美國繼續(xù)研制了碳衛(wèi)星OCO-2，一直拖延到2014年才發(fā)射成功，總造價(jià)高達(dá)4.68億美元。

相比之下，日本的第一顆碳衛(wèi)星GOSAT發(fā)射就順利得多，這顆衛(wèi)星是日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)、日本環(huán)境部和日本國家環(huán)境研究院聯(lián)合研發(fā)而成的，搭載1臺(tái)傅里葉變換光譜儀，用于探測(cè)二氧化碳和甲烷濃度，還搭載1臺(tái)云（氣）溶膠探測(cè)儀，用于提高溫室氣體觀測(cè)精確度。它于2009年1月23日發(fā)射成功，至今服役7年時(shí)間，已經(jīng)快要達(dá)到設(shè)計(jì)年限。

我國的TANSAT碳衛(wèi)星后來居上

美日兩國發(fā)射的碳衛(wèi)星為全球范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)大氣中的二氧化碳濃度作出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，這是毋庸置疑的。然而，不管是美國發(fā)射的OCO碳衛(wèi)星，還是日本發(fā)射的GOSAT碳衛(wèi)星，都存在技術(shù)上的不完美之處。就拿日本的GOSAT碳衛(wèi)星而言，它每天的有效觀測(cè)點(diǎn)只有300多個(gè)，相當(dāng)于在地球的幾十萬平方千米范圍內(nèi)只有一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并且最小只能探測(cè)到10千米范圍內(nèi)大氣中二氧化碳的平均值，測(cè)量精度和范圍都不是太高。

鑒于美日兩國碳衛(wèi)星技術(shù)的不完美，我國的科學(xué)家們對(duì)自主研發(fā)的TANSAT碳衛(wèi)星進(jìn)行了20多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，克服了重重困難，終于讓衛(wèi)星的技術(shù)水平上了一個(gè)臺(tái)階。2016年12月22日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，TANSAT碳衛(wèi)星被成功發(fā)射。

我國發(fā)射的碳衛(wèi)星的全稱叫“全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”，質(zhì)量為620千克，在距地700千米的太陽同步軌道上運(yùn)行，裝有高光譜二氧化碳探測(cè)儀和多譜段云（氣）溶膠探測(cè)儀，用來獲取全球包括我國重點(diǎn)地區(qū)大氣中二氧化碳濃度分布圖，測(cè)量精度為1ppm～4ppm，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

與日本的碳衛(wèi)星相比，我國碳衛(wèi)星的掃描寬度是20千米，是日本衛(wèi)星的兩倍，同時(shí)有效采樣點(diǎn)數(shù)也比日本衛(wèi)星高出10倍以上。碳衛(wèi)星上專門搭載一臺(tái)多譜段云（氣）溶膠探測(cè)儀，這是美國的碳衛(wèi)星沒有的，這臺(tái)儀器非常重要，可以在觀測(cè)二氧化碳的同時(shí)，對(duì)大氣中的氣溶膠進(jìn)行聯(lián)合觀測(cè)，主要是為了解決二氧化碳監(jiān)測(cè)的噪音干擾問題。

TANSAT碳衛(wèi)星的關(guān)鍵技術(shù)

我國的TANSAT碳衛(wèi)星研發(fā)開始于2011年，其研發(fā)的核心動(dòng)力，是為了打破國外的技術(shù)壟斷，掌握更多的話語權(quán)，同時(shí)為應(yīng)對(duì)全球氣溫變暖獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，最終做到資源共享，為全人類的福祉作出貢獻(xiàn)。2011年，國家啟動(dòng)實(shí)施863計(jì)劃“十二五”重大項(xiàng)目“全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星與應(yīng)用示范”研究，由中科院國家空間科學(xué)中心負(fù)責(zé)工程總體組織實(shí)施，中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院負(fù)責(zé)衛(wèi)星系統(tǒng)，中科院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研制有效d荷，中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心負(fù)責(zé)地面數(shù)據(jù)接收處理與二氧化碳反演驗(yàn)證系統(tǒng)的研制、建設(shè)和運(yùn)行。

我國TANSAT碳衛(wèi)星裝載的高光譜二氧化碳探測(cè)儀有2000多個(gè)通道，光譜解析度極高。它的工作原理是，大氣在太陽光照射下，二氧化碳分子會(huì)呈現(xiàn)光譜吸收特性，碳衛(wèi)星通過精細(xì)測(cè)量二氧化碳的光譜吸收線，就可以反演出大氣二氧化碳濃度。衛(wèi)星每隔16天可完成一次地球二氧化碳測(cè)繪，從而能測(cè)量地面2平方千米范圍內(nèi)的二氧化碳濃度。

當(dāng)碳衛(wèi)星采集到原始數(shù)據(jù)后，通過設(shè)置在地面的應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)資料進(jìn)行接收、匯集和加工處理。碳衛(wèi)星觀測(cè)完成的全球大氣二氧化碳濃度的原始數(shù)據(jù)，將被傳送匯集至中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心，研究人員再將數(shù)據(jù)進(jìn)行定位、光譜定標(biāo)和輻射定標(biāo)處理，產(chǎn)生高精度的高光譜分辨率輻射信號(hào)。隨后，結(jié)合地面監(jiān)測(cè)站的歷史數(shù)據(jù)，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行反演，最終得到精度在]ppm～4ppm的全球二氧化碳濃度數(shù)據(jù)。

由于碳衛(wèi)星的技術(shù)難度高，我國的科學(xué)家們幾經(jīng)周折，才攻克了最關(guān)鍵的200毫米×200毫米的大面積衍射光柵技術(shù)和光譜儀器的定標(biāo)技術(shù)。其中大面積衍射光柵技術(shù)由中科院長春光機(jī)所研制成功，觀測(cè)精度達(dá)到了原子級(jí)別，可以對(duì)二氧化碳的吸收光譜進(jìn)行細(xì)分，能夠探測(cè)2.06微米、1.6微米、0.76微米三個(gè)大氣吸收光譜通道，最高分辨率達(dá)到0.04納米，如此高的分辨率也創(chuàng)造了國內(nèi)光譜儀器的最高紀(jì)錄。

另外，TANSAT碳衛(wèi)星畢竟在真空中運(yùn)行，時(shí)間一長，搭載的測(cè)量設(shè)備就會(huì)因?yàn)椴考匣蜏囟炔粩嘧兓仍?，影響到測(cè)量儀器的精度，此時(shí)，必須采用定標(biāo)技術(shù)對(duì)測(cè)量儀器進(jìn)行精調(diào)，才能保障衛(wèi)星的正常工作。而光學(xué)遙感定標(biāo)技術(shù)，也是光譜儀器最終實(shí)現(xiàn)精度的關(guān)鍵技術(shù)，這種定標(biāo)系統(tǒng)就猶如一桿秤的刻度，刻度越精準(zhǔn)，測(cè)量精度越高。

篇5

本單元是繼空氣、氧氣和水以后，學(xué)習(xí)的又一個(gè)元素及其化合物知識(shí)單元，其學(xué)習(xí)是在學(xué)生具備了一定的化學(xué)基本概念和基本技能之后深入、細(xì)致的研究具體物質(zhì)，內(nèi)容緊密聯(lián)系社會(huì)和高新科技，可以沖淡學(xué)生在學(xué)習(xí)物質(zhì)構(gòu)成以及元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式等化學(xué)用語中產(chǎn)生的枯燥感。加之本單元的實(shí)驗(yàn)貼近學(xué)生生活實(shí)際、重視學(xué)科間的聯(lián)系、注重探究能力培養(yǎng)，可以有效地恢復(fù)學(xué)生在第四、第五單元學(xué)習(xí)中受到影響的學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。學(xué)習(xí)碳及其氧化物的性質(zhì)以及它們之間的衍變關(guān)系，為以后學(xué)習(xí)燃料及其利用、酸和堿、鹽和化肥等單元的內(nèi)容打下一定基礎(chǔ)。

本單元的重點(diǎn)在碳及碳的氧化物的性質(zhì)；實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的裝置；引導(dǎo)學(xué)生以發(fā)展的觀點(diǎn)看待碳的單質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)和環(huán)境的責(zé)任感。難點(diǎn)在于探究實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的裝置。為了突破重點(diǎn)和難點(diǎn)在我的實(shí)際教學(xué)中我著手從以下的幾點(diǎn)出發(fā)：

1.引導(dǎo)學(xué)生弄清物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、性質(zhì)與制法、性質(zhì)與用途之間的關(guān)系。讓學(xué)生知道其實(shí)在此之前我們已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了這四者的關(guān)系如在學(xué)習(xí)氧氣和氫氣的制取時(shí)就是從性質(zhì)出發(fā)引出它們的制法和收集方法；性質(zhì)與用途之間我們最先認(rèn)識(shí)氧氣具有助燃性和氧化性因此在實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生活中可用氧氣來幫助其他物質(zhì)燃燒也知道物質(zhì)生銹和腐爛都是氧氣惹的禍等。學(xué)習(xí)第六單元可充分利用教材中的圖片，讓學(xué)生比較不同碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，樹立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念。在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的研究與實(shí)踐中讓學(xué)生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件等方面比較、選擇氣體發(fā)生裝置，從氣體密度、溶解性等方面比較、選擇氣體收集裝置，列表比較、分析二氧化碳和氧氣、氫氣制取實(shí)驗(yàn)及相關(guān)性質(zhì)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)決定制法。通過不同碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途，二氧化碳、一氧化碳性質(zhì)與用途的討論、歸納，使學(xué)生理解物質(zhì)性質(zhì)決定用途。

2.為了讓學(xué)生很好的掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳這部分知識(shí)我組織好實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的活動(dòng)與探究。這種探究與質(zhì)量守恒定律的探究有所不同，是由實(shí)驗(yàn)室具體條件設(shè)備出發(fā)，圍繞藥品、原理、裝置、收集、檢驗(yàn)這一主線來進(jìn)行的探究，藥品可增加Na2CO3和HCl，學(xué)生通過直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析出選擇石灰石和稀鹽酸的原因，同時(shí)為后面滅火機(jī)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)埋下伏筆。探究學(xué)習(xí)中要堅(jiān)持創(chuàng)設(shè)探究情境、提出探究問題、營造探究氛圍、親歷探究過程、啟迪探究思維、體現(xiàn)探究價(jià)值的設(shè)計(jì)思路，使學(xué)生通過探究學(xué)習(xí)體驗(yàn)科學(xué)研究的方法和途徑，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維品質(zhì)。

篇6

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

使學(xué)生了解在實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的方法和設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，研討二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法；

通過討論，掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品和反應(yīng)原理；

通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置；

能力目標(biāo)

通過實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品和裝置的探究，逐步提高學(xué)生的探究能力；

通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生合作能力、表達(dá)能力；

通過探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置的設(shè)計(jì)思路；

通過篩選二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，發(fā)展觀察能力并提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

情感目標(biāo)

在探究中，使學(xué)生體驗(yàn)合作、發(fā)現(xiàn)的樂趣；

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置過程中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)建議

課堂引入指導(dǎo)

方法一：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)到目前為止學(xué)生已經(jīng)掌握的可以得到二氧化碳?xì)獾姆椒?，逐一篩選出適合實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的方法，讓學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下學(xué)會(huì)選擇，學(xué)會(huì)判斷，從中真正體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，實(shí)驗(yàn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。

方法二：從實(shí)驗(yàn)室制氣的要求入手，講清楚原則，讓學(xué)生自己總結(jié)，思考到底實(shí)驗(yàn)室中用什么方法來制備二氧化碳。

方法三：?jiǎn)蔚吨比胂戎v實(shí)驗(yàn)室中制二氧化碳的原理，讓學(xué)生思考，實(shí)驗(yàn)室選擇這種方法的依據(jù)是什么？通過對(duì)比突出該方法的優(yōu)越性，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)室制氣的原則。

知識(shí)講解指導(dǎo)

注意講解時(shí)的條理性，使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的原理、裝置；檢驗(yàn)方法；讓部分學(xué)生清楚選擇該方法的原因和實(shí)驗(yàn)室制氣方法選擇的依據(jù)。

注意理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，避免過于枯燥或過于淺顯，缺乏理論高度。

聯(lián)系實(shí)際，講二氧化碳滅火器的原理，適用范圍，必要時(shí)也可講解常用滅火器的使用方法。

關(guān)于二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法的教材分析

本節(jié)課在全書乃至整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，所占有的地位十分重要。它是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中制取某種氣體時(shí)，藥品的選擇、裝置的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的方法等思路的最佳素材。上好此節(jié)課對(duì)學(xué)生今后學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)探究能力都有深遠(yuǎn)的影響。

本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)比較容易，學(xué)生在前面學(xué)習(xí)元素化合物的基礎(chǔ)上經(jīng)過討論便可解決。本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是能力訓(xùn)練。學(xué)生在前面學(xué)習(xí)的氧氣、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法，具備了一些氣體制備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)也已經(jīng)具備，此時(shí)，在課堂教學(xué)中體現(xiàn)學(xué)生主體，讓學(xué)生真正參與到教學(xué)過程中來正是時(shí)機(jī)。教師提出探究問題、引發(fā)學(xué)生思考；通過小組合作，設(shè)計(jì)方案、表達(dá)交流、實(shí)施方案、總結(jié)表達(dá)等環(huán)節(jié)完成整個(gè)探究。

關(guān)于二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法的教學(xué)建議

為了完成對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)2課時(shí)完成此節(jié)教學(xué)；

本節(jié)是典型的探究學(xué)習(xí)模式。其中有兩個(gè)探究：制備藥品的探究（快、易）、制取裝置的探究（重點(diǎn)、慢）。

講授過程指導(dǎo)

二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法可結(jié)合實(shí)驗(yàn)六二氧化碳的制取和性質(zhì)進(jìn)行邊講邊實(shí)驗(yàn)。

注意運(yùn)用討論法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性?？蛇m當(dāng)與氧氣、氮?dú)獾膶?shí)驗(yàn)室制法進(jìn)行對(duì)比；結(jié)合裝置講解制二氧化碳裝置與制氫裝置的區(qū)別與聯(lián)系（均是固液反應(yīng)不需加熱制氣）；結(jié)合二氧化碳?xì)獾男再|(zhì)，講解二氧化碳?xì)獾臋z驗(yàn)和驗(yàn)滿方法。

課程結(jié)束指導(dǎo)

復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳原理、裝置及驗(yàn)滿方法。

布置學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)，用醋酸和雞蛋殼或水垢制二氧化碳。

布置作業(yè)，注意計(jì)算和裝置圖兩方面的內(nèi)容。

教學(xué)設(shè)計(jì)方案一

教學(xué)過程：

【引言】

二氧化碳是一種有廣泛用途的氣體，實(shí)驗(yàn)室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前為止，你知道多少種能夠制得二氧化碳的方法。

（學(xué)生討論，并列舉學(xué)過的可以得到二氧化碳的方法。教師在黑板上逐一記錄）

1.堿式碳酸銅熱分解

2.蠟燭燃燒

3.木炭燃燒

4.石墨等碳單質(zhì)在氧氣中燃燒

5.木炭還原氧化銅

6.碳在高溫下還原氧化鐵

7.碳酸受熱分解

8.人或動(dòng)物的呼吸

9.高溫煅燒石灰石……

引導(dǎo)學(xué)生討論作為實(shí)驗(yàn)室制法的條件是：

1.制取應(yīng)簡(jiǎn)便迅速；

2.所制得的氣體純度高，符合演示實(shí)驗(yàn)的需要；

3.操作簡(jiǎn)單、安全，易于實(shí)現(xiàn)。

學(xué)生評(píng)價(jià)每一種制得二氧化碳的方法是否可以作為二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。

【板書】第四節(jié)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法

【小結(jié)】以上方法都不能作為二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。

【講解】經(jīng)過不斷研究改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)室中常用石灰石或大理石與鹽酸反應(yīng)來制備二氧化碳。

【板書】一反應(yīng)原理

1.試劑石灰石或大理石鹽酸

【講解】碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩(wěn)定，分解生成二氧化碳和水，故最終產(chǎn)物為氯化鈣、水和二氧化碳。

【板書】2.原理：

CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2

【提問】可不可以用稀硫酸與石灰石或大理石來制取二氧化碳？

【演示】在兩個(gè)表面皿中分別放有大小一樣的石灰石各一塊，一支試管中加入稀鹽酸、一支試管中加入稀硫酸。（讓學(xué)生觀察到開始都有二氧化碳生成，隨后加入硫酸的試管，反應(yīng)速率越來越慢，最后停止。）

【結(jié)論】不能用硫酸與石灰石或大理石來制取二氧化碳。

【講解】為了收集到二氧化碳需要什么樣的裝置來制備二氧化碳呢？反應(yīng)條件反應(yīng)物的狀態(tài)等對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置有較大的影響。碳酸鈣是塊狀固體，鹽酸是液體，且反應(yīng)進(jìn)行時(shí)不需要加熱，根據(jù)這些特點(diǎn)，我們可以選擇什么樣的反應(yīng)裝置呢？（必要時(shí)教師可以講解制氧氣、氫氣的裝置特點(diǎn)）

【板書】二、反應(yīng)裝置：

（學(xué)生回答、教師歸納）

【講解】因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室制取二氧化碳和實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)藥品狀態(tài)，反應(yīng)條件類似，故可以采用相似的裝置來制取。用投影顯示制氫氣和制二氧化碳的裝置圖

【討論】

1.長頸漏斗是否可用普通漏斗代替？

2.錐形瓶可否用其他儀器來代替？

3.根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，可以采用什么方法收集二氧化碳？

4.如何檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿？

（學(xué)生討論、回答，然后教師實(shí)驗(yàn)演示、講解）

【演示】用普通漏斗代替長頸漏斗，結(jié)果沒有在集氣瓶中收集到二氧化碳。

【講解】

1．因?yàn)槠胀┒奉i太短，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)鈺?huì)從漏斗處逸出。長頸漏斗下端管口在液面下被液體封住，氣體不會(huì)從長頸漏斗處逸出。

2．錐形瓶可以用廣口瓶、大試管等玻璃儀器代替。

3．氣體收集方法主要取決于氣體的密度和氣體在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空氣重，所以常采用集氣瓶口向上排氣法收集。

4．可以根據(jù)二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒的性質(zhì)，可以將燃著的木條放在集氣瓶口，如火焰熄滅，則說明二氧化碳已收集滿。

【板書】三收集方法：向上排氣法

驗(yàn)滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，火焰熄滅，已經(jīng)收集滿。

【板書】四、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳

【演示】制取并驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w。

【提問】怎樣證明生成的氣體是二氧化碳？

（將氣體通入澄清石灰水中變渾濁）

【講解】上一節(jié)學(xué)過二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，可以用來滅火，如液態(tài)二氧化碳滅火器。還有其它一些二氧化碳型滅火器。

【錄像】各種二氧化碳型滅火器介紹

【演示】滅火器原理實(shí)驗(yàn)。

常用二氧化碳滅火器主要有：

（1）泡沫滅火器（2）干粉滅火器（3）液態(tài)二氧化碳滅火器

【小結(jié)】通過已學(xué)習(xí)過的氧氣、氫氣、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取，歸納出氣體實(shí)驗(yàn)室制取的設(shè)計(jì)思路及方法，必須明確制取氣體的順序是：

1.了解實(shí)驗(yàn)室制取氣體所需藥品及相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。

篇7

【關(guān)鍵詞】二氧化碳；驅(qū)油機(jī)理；影響因素

1 背景及意義

目前世界上大部分油田采用注水開發(fā)，面臨著需要進(jìn)一步提高采收率和水資源缺乏的問題，對(duì)此，國外近年來大力開展二氧化碳驅(qū)油[1-4]提高采收率技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)不僅能滿足油田開發(fā)的需求，還可以解決二氧化碳的封存問題，保護(hù)大氣環(huán)境。該技術(shù)不僅僅適用于常規(guī)油藏，還適用于低滲、特低滲透油藏，可以明顯提高原油采收率。

將二氧化碳注入能量衰竭的油層，可提高油氣田采收率，已成為世界許多國家石油開采業(yè)的共識(shí)。二氧化碳純度在90%以上即可用于提高采油率。二氧化碳在地層內(nèi)溶于水后，可使水的黏度增加20%～30%。二氧化碳溶于油后，使原油體積膨脹，黏度降低30%～80%，油水界面張力降低，有利于增加采油速度，提高洗油效率和收集殘余油。

2 二氧化碳的驅(qū)油方式

二氧化碳的特性眾所周知，利用其特性可以有多種有效的驅(qū)油方式。

2.1 CO2混相驅(qū)

混相驅(qū)油是在地層高退條件下，油中的輕質(zhì)烴類分子被CO2提取到氣相中來，形成富含烴類的氣相和溶解了CO2的原油的液相兩種狀態(tài)。當(dāng)壓力達(dá)到足夠高時(shí)，CO2把原油中的輕質(zhì)和中間組分提取后，原油溶解瀝青、石蠟的能力下降，這些重質(zhì)成分將會(huì)從原油中析出，殘留在原地，原油粘度大幅度下降，從而達(dá)到混相驅(qū)的目的?；煜囹?qū)油效率很高，條件允許時(shí)，可以使排驅(qū)劑所到之處的原油百分之百的采出。

CO2混相驅(qū)對(duì)開采下面幾類油藏具有更重要的意義。

（1）水驅(qū)效果差的低滲透油藏；

（2）水驅(qū)完全枯竭的砂巖油藏；

（3）接近開采經(jīng)濟(jì)極限的深層、輕質(zhì)油藏；

（4）利用CO2重力穩(wěn)定混相驅(qū)開采多鹽丘油藏。

2.2 CO2非混相驅(qū)

CO2非混相驅(qū)的主要采油機(jī)理是降低原油的粘度，使原油體積膨脹，減小界面張力，對(duì)原油中輕烴汽化和油提。當(dāng)?shù)貙蛹捌渲辛黧w的性質(zhì)決定油藏不能采用混相驅(qū)時(shí)，利用CO2非混相驅(qū)的開采機(jī)理，也能達(dá)到提高原油采收率的目的，主要應(yīng)用包括：

（1）可用CO2來恢復(fù)枯竭油藏的壓力。雖然與水相比，恢復(fù)壓力所用的時(shí)間要長得多，但由于油藏中存在的游離氣相將分散CO2，使之接觸到比混相驅(qū)更多的地下原油，從而使波及效率增大。特別是對(duì)于低滲透油藏，在不能以經(jīng)濟(jì)速度注水或驅(qū)替溶劑段塞來提高油藏的壓力時(shí)，采用注CO2，就可能辦到，因?yàn)榈蜐B透性油層對(duì)注入CO2這類低粘度流體的阻力很小。

（2）重力穩(wěn)定非混相驅(qū)替。用于開采高傾角、垂向滲透率高的油藏。

（3）重油CO2驅(qū)，可以改善重油的流度，從面改善水驅(qū)效率。

（4）應(yīng)用CO2驅(qū)開采高粘度原油。

2.3 單井非混相CO2“吞吐”開采技術(shù)

這種單井開采方案通常適用那些在經(jīng)濟(jì)上不可能打許多井的小油藏，強(qiáng)烈水驅(qū)的塊狀油藏也可使用。該方法的一般過程是把大量的CO2注入到生產(chǎn)井底，然后關(guān)井幾個(gè)星期，讓CO2滲入到油層，然后，重新開井生產(chǎn)。采油機(jī)理主要是原油體積膨脹、粘度降低以及烴抽提和相對(duì)滲透率效應(yīng)；在傾斜油層中，盡管油井打在不太有利的位置，利用這種技術(shù)回采傾斜油層頂部的殘余油也是可能的。

CO2吞吐增產(chǎn)措施相對(duì)來說具有投資低、返本快的特點(diǎn)，有獲得廣泛應(yīng)用的可能性。

3 二氧化碳驅(qū)油因素分析

二氧化碳是怎樣驅(qū)油的呢？將二氧化碳從地下采出來，然后再注入油層，它與油層“親密接觸”后，就產(chǎn)生四種作用。一是降低原油黏度。二是能使原油體積膨脹10%至40%。這樣能讓一部分不流動(dòng)的殘余油動(dòng)起來，抽油機(jī)就能讓原油“走出”地面了。三是可降低油水界面張力，把黏在巖壁上的原油洗下來，從而提高了采收率。四是能解堵及改善油水黏度比。這樣就減弱了“水竄”，減少了無效循環(huán)，進(jìn)而提高了水驅(qū)效果。

同事，影響CO2驅(qū)油效果的因素很多，主要分為儲(chǔ)層參數(shù)、地層流體性質(zhì)以及注氣方式三大類。其中，儲(chǔ)層參數(shù)主要包括油藏的非均質(zhì)性、油層厚度、滲透率性等，流體性質(zhì)主要包括原油粘度及原油密度等。

3.1 儲(chǔ)層特征影響因素分析

3.1.1 滲透率、平面非均質(zhì)性影響

低滲透率可提供充分的混相條件，減少重力分離，滲透率太高容易導(dǎo)致早期氣竄，從而造成較低的驅(qū)油效率。隨著非均質(zhì)性的增強(qiáng)，采收率變小。因?yàn)榉蔷|(zhì)油藏中，注入的CO2優(yōu)先進(jìn)入高滲透層，導(dǎo)致當(dāng)?shù)蜐B透層中的原油尚未被完全驅(qū)掃時(shí)，CO2已從高滲透層突入到生產(chǎn)井中，產(chǎn)生粘性指，從而使驅(qū)油效率降低。因此，儲(chǔ)層巖石的非均質(zhì)性越小越好。

3.1.2 垂向橫向滲透率比值Kv/Kh的影響

隨著Kv/Kh的增大，采收率有所下降。隨著縱橫向滲透率比值的增大，浮力的作用加劇，層間矛盾更加突出。

3.2 流體性質(zhì)影響因素分析

3.2.1 浮力、重力影響因素

在油藏中由于密度差引起溶劑超覆原油而產(chǎn)生流動(dòng)。二氧化碳?xì)怏w在驅(qū)替前緣向油藏上部移動(dòng)，在上部與油形成混相，驅(qū)替效率較高。在油藏下部，驅(qū)替效率明顯比上部低。

隨著原油密度的增大，其采收率減小，變小的主要原因?yàn)橛捎谟蜌饷芏炔钤酱?，浮力作用越明顯，二氧化碳?xì)怏w越容易沿著油層的頂部流動(dòng)，氣體突破的時(shí)間就越短，大大降低了二氧化碳?xì)怏w的體積波及系數(shù)，導(dǎo)致采收率下降。

3.2.2 擴(kuò)散、彌散作用

混相流體的混合作用有分子擴(kuò)散、微觀對(duì)流彌散、宏觀彌散三種機(jī)理。隨著橫向擴(kuò)散系數(shù)的增大，其采收率也在增大，變大的主要原因?yàn)榭紤]了擴(kuò)散的影響，二氧化碳?xì)怏w分子擴(kuò)散作用、對(duì)流彌散作用延遲二氧化碳的突破時(shí)間。使二氧化碳向周圍遷移，減緩了二氧化碳向生產(chǎn)井的推進(jìn)，提高了波及系數(shù)，因而可獲得較高的采收率；在不考慮分子擴(kuò)散作用情況下，二氧化碳向生產(chǎn)井推進(jìn)較快，波及效率較低，從而使二氧化碳較早突破，生產(chǎn)井二氧化碳的含量很快上升，所獲得的采收率偏低。

4 總結(jié)

隨著工業(yè)和人類生活過程中產(chǎn)生的溫室氣體CO2排放量日益增加，人類生存的環(huán)境面臨著越來越嚴(yán)重的威脅。將CO2氣體注入油藏不僅可以提高原油采收率，解決能源不足問題，而且還能解決CO2的排放問題。本文著重介紹了CO2驅(qū)油機(jī)理，CO2驅(qū)油方式及影響因素分析。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，二氧化碳將成為我國改善油田開發(fā)效果、提高原油采收率的重要資源。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳志超，李剛，尚小東，伊艷梅.CO2驅(qū)提高采收率國內(nèi)外發(fā)展應(yīng)用情況[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，34（9）：256-268.

[2]蘇玉亮，編.油藏驅(qū)替機(jī)理[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009.

篇8

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；智慧教育；教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2015）21-0057-04

初中化學(xué)學(xué)科智慧教育內(nèi)涵及要求

初中化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)類探究學(xué)科，強(qiáng)調(diào)基于問題的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，學(xué)生尋求信息和理解事物的一般過程具有過程性和實(shí)踐性等特點(diǎn)?？扇缃瘢踔谢瘜W(xué)教師在教學(xué)中更多關(guān)注的是化學(xué)知識(shí)概念、公式的傳授和記憶，很少精心設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的過程和方法，完全忽視了學(xué)生的智慧培養(yǎng)，與課程強(qiáng)調(diào)的教育理念背道而馳。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生逐漸喪失了學(xué)習(xí)興趣，只知道運(yùn)用原理概念做題，缺乏情境問題分析能力，無法找到解決問題的相應(yīng)策略，變成了機(jī)械的知識(shí)“接收器”。

為培養(yǎng)學(xué)生的探究及創(chuàng)新能力，讓初中化學(xué)教育“智慧”起來，我們需要對(duì)初中化學(xué)課堂提出新的要求：首先，教師要擁有智慧教育理念，改變傳統(tǒng)的價(jià)值取向，不能一味地注重分?jǐn)?shù)，要更多關(guān)注學(xué)生智慧能力的培養(yǎng)。其次，教師要從學(xué)生角度出發(fā)，創(chuàng)建智慧的學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，而化學(xué)思維能力的培養(yǎng)雖然要以學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，但又要與學(xué)科知識(shí)點(diǎn)有本質(zhì)區(qū)別，即需要長時(shí)間、過程性、實(shí)踐性的訓(xùn)練，教師要花費(fèi)時(shí)間去設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)活動(dòng)和方法，準(zhǔn)備探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)化學(xué)思維。最后，在智慧教育的課堂上，教師要把課堂還給學(xué)生，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，自主創(chuàng)設(shè)情境解決問題，提高學(xué)生將化學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化成解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智慧學(xué)習(xí)。

信息技術(shù)支撐下的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

初中化學(xué)智慧教育離不開智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境，而智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建則需要信息技術(shù)產(chǎn)品的有效支撐。交互式電子白板、信息化教學(xué)平臺(tái)、電子書包等都是新興的資源工具，筆者提供的教學(xué)案例主要是在電子書包和微視頻環(huán)境下促成的智慧教育教學(xué)。

電子書包即利用信息化設(shè)備進(jìn)行教學(xué)的便攜式終端，擁有豐富而又有針對(duì)性的學(xué)習(xí)資源，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，凸顯學(xué)生的主體地位。電子書包能夠提供答疑檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)探究過程中，教師可以及時(shí)了解學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)程，并有針對(duì)性地給予指導(dǎo)和幫助，同時(shí)，它所提供的協(xié)作交流功能能夠真正滿足學(xué)生討論學(xué)習(xí)的需求，激發(fā)學(xué)生的交流協(xié)作興趣，提高他們的化學(xué)學(xué)習(xí)效率。

微課以視頻化的形式傳遞知識(shí)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足其個(gè)性化需求。本案例中，教師在課前將二氧化碳制取的微課視頻提供給學(xué)生，學(xué)生可以獨(dú)立觀看視頻，激發(fā)其自主探究思考，并完成課前新知預(yù)習(xí)。

案例設(shè)計(jì)

《二氧化碳制取的研究》教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課是人教版初中化學(xué)第六單元第二課的內(nèi)容，是本單元的核心知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中制取某種氣體時(shí)藥品的選擇、裝置的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的方法等思路的最佳素材，對(duì)今后學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)都有深遠(yuǎn)的影響。通過對(duì)制取二氧化碳裝置的探究，學(xué)生能夠歸納延伸出實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路和方法，為今后研究其他氣體的制法提供了科學(xué)依據(jù)。另外，“二氧化碳的制取和性質(zhì)”是新版教材內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定必須安排和組織學(xué)生完成的基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，因此本節(jié)課的學(xué)習(xí)對(duì)今后學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)提供了有力保證。

2.教學(xué)對(duì)象分析

學(xué)生已經(jīng)在第二單元學(xué)習(xí)過氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，具備一定的“氣體的制備與收集”的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。初步掌握了“根據(jù)藥品選擇發(fā)生裝置，根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)選擇收集裝置”的實(shí)驗(yàn)技能與方法，懂得氣體的收集方法與物理性質(zhì)有關(guān)，因此本節(jié)課應(yīng)注重知識(shí)的梳理與整合，為制取二氧化碳裝置的探究指明方向。

3.教學(xué)目標(biāo)制定

知識(shí)與技能目標(biāo)：掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理；掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的收集方法和檢驗(yàn)方法；了解實(shí)驗(yàn)室制取氣體的發(fā)生裝置和收集裝置的確定依據(jù)；能設(shè)計(jì)并組裝實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置。

過程與方法目標(biāo)：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的探究，逐步分析出制取二氧化碳的理想藥品及實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)創(chuàng)新的意識(shí)；通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的思路和方法的復(fù)習(xí)，初步確定實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法；通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的探究過程的體驗(yàn)、反思，培養(yǎng)多角度、多層次地觀察和分析問題的能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)、問題的討論，培養(yǎng)求實(shí)、創(chuàng)新、合作的科學(xué)品質(zhì)；通過教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的合作、研究性學(xué)習(xí)，體驗(yàn)探究成功的樂趣，激發(fā)求知欲，形成持續(xù)不斷的學(xué)習(xí)興趣。

4.教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的確定及氣體制取的一般思路和方法。

難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置探究。

5.教學(xué)方法及整合點(diǎn)

教學(xué)方法：利用信息技術(shù)的仿真功能模擬不同物質(zhì)制取二氧化碳的反應(yīng)現(xiàn)象及反應(yīng)原理；再現(xiàn)學(xué)習(xí)過的實(shí)驗(yàn)過程；模擬演示實(shí)驗(yàn)過程中錯(cuò)誤操作帶來的不良后果，直觀再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情境，幫助學(xué)生溫習(xí)氧氣制取時(shí)的注意事項(xiàng)；構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提供多種實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案靈活設(shè)計(jì)并組裝實(shí)驗(yàn)裝置，幫助學(xué)生完成探究活動(dòng)。

整合點(diǎn)：不易理解、微觀現(xiàn)象無法展現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察困難，實(shí)驗(yàn)步驟不易規(guī)范；課時(shí)影響，無法或沒有必要重新再做氧氣實(shí)驗(yàn)室制取實(shí)驗(yàn)；部分學(xué)校受實(shí)驗(yàn)條件影響，難以保證每位學(xué)生人手一套齊全的實(shí)驗(yàn)器材。

6.教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的運(yùn)用，弱化了教師的主導(dǎo)地位，充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)的同時(shí)大大提高了課堂教學(xué)效率。

7.教學(xué)環(huán)境

在多媒體教室借助網(wǎng)絡(luò)，利用平臺(tái)和電子書包將課前學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)貫穿起來，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

8.教學(xué)過程

課前：

①教師以微課的形式將生石灰刷墻的相關(guān)視頻放到電子書包平臺(tái)上，創(chuàng)設(shè)情境，引入新知，讓學(xué)生思考“為什么用生石灰刷完墻會(huì)變白變硬”。

設(shè)計(jì)意圖：通過視頻引入新知，從學(xué)生身邊熟悉的滅火器入手，使化學(xué)與生活密切聯(lián)系，讓學(xué)生感知身邊的化學(xué)物質(zhì)二氧化碳。

②教師以微課的形式將判斷實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的思路和方法的視頻放到電子書包平臺(tái)上，溫故思新，講授新知。

整合點(diǎn)：課時(shí)影響，無法或沒有必要重新做氧氣實(shí)驗(yàn)室制取實(shí)驗(yàn)；知識(shí)零散，缺乏系統(tǒng)整合。

設(shè)計(jì)意圖：通過觀看電子書包中氧氣制取的虛擬實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫，回顧知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)反應(yīng)物的確定、發(fā)生裝置及收集裝置的選擇、檢驗(yàn)方法等步驟，使學(xué)生初步了解氣體制取的一般思路和方法，進(jìn)而進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的探究活動(dòng)。

課上：

①導(dǎo)入新課，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師解釋生石灰刷完墻會(huì)變白變硬的原因，并設(shè)疑。

師：請(qǐng)同學(xué)們思考在學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)中，哪些能生成二氧化碳？你能根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的要求選擇適宜的反應(yīng)嗎？

生：C+O2點(diǎn)燃CO2

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2

CaCO3高溫CaO+CO2

CuO+C高溫2Cu+CO2

教師點(diǎn)撥：實(shí)驗(yàn)室通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，即反應(yīng)物為固液常溫混合。

設(shè)疑：在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)如何安全方便地制取二氧化碳呢？能否用碳酸鈉粉末代替大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳呢？能否用稀硫酸或濃鹽酸代替稀鹽酸和大理石或石灰石反應(yīng)制取二氧化碳呢？

②模擬實(shí)驗(yàn)。利用化學(xué)平臺(tái)演示虛擬實(shí)驗(yàn)，四組對(duì)比（如圖1）。

學(xué)生觀察對(duì)比四個(gè)試管中氣泡產(chǎn)生的快慢。試管Ⅰ產(chǎn)生氣泡速率很快；試管Ⅱ產(chǎn)生氣泡速率適中；試管Ⅲ產(chǎn)生氣泡速率緩慢微弱并漸止；試管Ⅳ有白霧現(xiàn)象。

整合點(diǎn)：教材中直接給出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用的藥品，但當(dāng)學(xué)生接觸到其他能產(chǎn)生二氧化碳的藥品時(shí)可能會(huì)混淆。該實(shí)驗(yàn)對(duì)反應(yīng)藥品的探究在常規(guī)實(shí)驗(yàn)下存在做不好、做不了、現(xiàn)象不明顯等問題。而教師可以利用電子書包中平臺(tái)演示虛擬實(shí)驗(yàn)的功能，將不能做的實(shí)驗(yàn)?zāi)M出來，使學(xué)生直觀了解到濃硫酸不能作為反應(yīng)物的原因。

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納在選擇藥品制取二氧化碳時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，從而樹立其從多角度、多層次觀察分析、解決問題的意識(shí)。

③學(xué)生討論。用大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，制得的氣體是否較純？反應(yīng)條件是否容易滿足？反應(yīng)速率是否適中？并論述原由。

設(shè)計(jì)意圖：?jiǎn)l(fā)學(xué)生思維，通過電子書包討論區(qū)發(fā)散思維、實(shí)時(shí)交流，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

④實(shí)驗(yàn)裝置的確定。教師引導(dǎo)學(xué)生思考問題：實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置由哪幾部分組成？如何選擇實(shí)驗(yàn)的發(fā)生裝置及收集裝置？確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？氧氣的檢驗(yàn)方法是什么？學(xué)生思考后，教師講解實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分，列出確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素（如圖2），并引導(dǎo)學(xué)生完成表格（如右上表）。

最后教師總結(jié)，因?yàn)槎趸伎扇苡谒?，所以不能采用排水法收集。由于二氧化碳密度比空氣大，所以可采用向上排空氣法收集?/p>

設(shè)計(jì)意圖：比較氧氣和二氧化碳的相關(guān)性質(zhì)，使學(xué)生了解制備氧氣與二氧化碳的發(fā)生裝置和收集裝置的異同。

⑤牛刀小試。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)器材中選擇設(shè)計(jì)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置，放入“器材購物車”中（如圖3），組裝好后匯報(bào)交流。

整合點(diǎn)：利用電子書包中信息化構(gòu)建工具軟件，對(duì)裝置進(jìn)行反復(fù)比較，構(gòu)建出實(shí)驗(yàn)裝置的幾種可能，如有操作不當(dāng)可保護(hù)學(xué)生安全，啟發(fā)培養(yǎng)學(xué)生自主探究，在營造討論的氣氛的同時(shí)，充分培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造思維能力。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)是本節(jié)的重點(diǎn)，教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)中的突破性想法要及時(shí)鼓勵(lì)，同時(shí)還要把握好探究的度，既不能對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造思維置之不理，又不能操之過甚偏離了主題。引進(jìn)日用品做化學(xué)儀器培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)的親近感。

⑥反饋學(xué)習(xí)。教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合圖4裝置回答氣體的實(shí)驗(yàn)室制法有關(guān)問題：

題1：寫出圖中帶有標(biāo)號(hào)儀器的名稱：a試管；b長頸漏斗；c集氣瓶。

題2：實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，選用A、D裝置可制取并收集氧氣；選用B、E裝置可制取并收集氫氣。

題3：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是B，收集裝置是D，選用該收集裝置的理由是二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水。

題4：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳常選用的藥品是：石灰石或大理石和稀鹽酸，選擇上述藥品的理由是反應(yīng)速率適中，便于收集，寫出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2。

題5：汽車尾氣中一氧化氮是一種大氣污染物，它是一種無色氣體，難溶于水，密度比空氣略大（接近），在空氣中能與氧氣迅速反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。根據(jù)以上信息，判斷實(shí)驗(yàn)室中制取一氧化氮采用的收集裝置是C。

整合點(diǎn)：電子書包對(duì)學(xué)生答題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，顯示答題情況，學(xué)生互動(dòng)分析。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。

設(shè)計(jì)意圖：通過檢測(cè)，了解學(xué)生對(duì)二氧化碳制取相關(guān)知識(shí)的掌握情況，針對(duì)存在的問題，教師給予點(diǎn)撥指導(dǎo)。

篇9

二氧化碳（CO2）是大氣中的主要溫室氣體，現(xiàn)在通常被認(rèn)為是導(dǎo)致全球氣候變暖、洪水、嚴(yán)重的熱帶風(fēng)暴、沙漠化和熱帶地區(qū)擴(kuò)大等生態(tài)問題的重要因素之一。

大氣中的二氧化碳主要是由燃燒煤和化石燃料產(chǎn)生的，這讓石油化工的生產(chǎn)運(yùn)營不得不面臨嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)保考驗(yàn)。

封存二氧化碳

目前降低二氧化碳的方法包括能源的合理使用，使用煤和石化燃料的替代品，通過熱帶雨林或農(nóng)場(chǎng)等陸地封存，以及海洋處置、礦物封存、地質(zhì)封存等。其中，減少二氧化碳排放最有效的方式是節(jié)能，其次是使用新能源，如天然氣、風(fēng)能、太陽能和核能等，減少化石能源的使用，此外還應(yīng)發(fā)展二氧化碳收集、封存及再利用等技術(shù)。

二氧化碳地質(zhì)封存是將二氧化碳注入地下并長期封存于1000~3000米深的地層中，用地層的孔隙空間儲(chǔ)存二氧化碳，還可分為咸水層封存、枯竭油田和氣田封存。全球都可能存在適合二氧化碳封存的沉積盆地，包括沿海地區(qū)。

二氧化碳從封存的地點(diǎn)泄漏到大氣中，有可能引發(fā)顯著的氣候變化。因此要求封存用的地層之上必須有透水層作為蓋層，以封存注入的二氧化碳，防止泄漏。但二氧化碳同樣不可以泄漏到地層深處，否則也會(huì)給人類、生態(tài)系統(tǒng)和地下水造成災(zāi)害。此外，對(duì)地質(zhì)封存二氧化碳效果進(jìn)行的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，注入地層深處的二氧化碳對(duì)貯藏帶的礦物質(zhì)有一定影響。

利用二氧化碳

對(duì)全球變暖而言，二氧化碳是場(chǎng)災(zāi)難；但對(duì)石油開采而言，二氧化碳或許就是一個(gè)利器。

在油田開采最初，一部分石油在巨大的壓力下，可以自己噴射出來，但是慢慢的，有些巖層孔隙中的石油就失去了自噴能力。后來科學(xué)家們相繼發(fā)明了注水驅(qū)油、化學(xué)驅(qū)油、蒸汽驅(qū)油等采油技術(shù)。而在這其中，利用二氧化碳開采石油，不僅能把孔隙中的石油開采出來，同時(shí)還能把二氧化碳埋存在地下，可以說是一舉兩得。

這歸結(jié)于二氧化碳的化學(xué)特性。二氧化碳是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當(dāng)它大量溶解于原油中時(shí)，可以使原油體積膨脹、黏度下降（黏度降低30%~ 80%），還可以降低油水間的界面張力、改變?cè)兔芏?，有助于在?chǔ)層形成較有利的原油流動(dòng)條件，有利于原油中輕質(zhì)餾分的汽化和抽取。

純度在90%以上的二氧化碳即可用于提高采油率。在石油采鉆業(yè)中，通常的做法是用鉆孔機(jī)將二氧化碳注入地層，二氧化碳在地層內(nèi)溶于石油。一般可提高原油采收率7%~ 15%，延長油井生產(chǎn)壽命15~20年。所用二氧化碳可從工業(yè)設(shè)施如發(fā)電廠、化肥廠、水泥廠、化工廠、煉油廠、天然氣加工廠等排放物中回收，既可實(shí)現(xiàn)溫室氣體的減排，又可達(dá)到增產(chǎn)油氣的目的。

與其他驅(qū)油技術(shù)相比，二氧化碳驅(qū)油具有適用范圍大、驅(qū)油成本低、采收率提高顯著等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)評(píng)估，全世界適合二氧化碳驅(qū)油開發(fā)的資源約為3000一6000億桶。

目前，世界上大部分油田仍采用注水開發(fā)，面臨著需要進(jìn)一步提高采收率和水資源缺乏的問題。近年來，國內(nèi)外大力開展的二氧化碳驅(qū)油提高采收率（EOR）技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，不僅能滿足油田開發(fā)的需求，還可以解決二氧化碳的封存問題，保護(hù)大氣環(huán)境。

挑剔的二氧化碳

開采和封存石油時(shí)，用的二氧化碳并不是氣體，而是一種介于氣體和液體之間的狀態(tài)，這樣可以封存盡可能多的二氧化碳。但因?yàn)橛械挠吞镆驐l件所限，可能會(huì)使用二氧化碳和水交替注入的方式采油。

二氧化碳驅(qū)提高石油采收率方法適用于油田開發(fā)晚期，通過co，一EOR技術(shù)（混相驅(qū)），原油采收率比注水方法約提高30%-40%；對(duì)于重質(zhì)油藏，非混相驅(qū)技術(shù)一次開采采收率可達(dá)原始地質(zhì)儲(chǔ)量的20%以上。根據(jù)油田地質(zhì)和沉積類型的不同以及認(rèn)識(shí)程度的差異，其增產(chǎn)幅度可以提高到25%一100%。我國低滲透和稠油資源非常豐富，在這些油藏中利用二氧化碳提高采收率的潛力巨大

由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)原因，不是所有的儲(chǔ)層都適合于co。-EOR混相驅(qū)油，具體油田進(jìn)行二氧化碳驅(qū)提高石油采收率需要與當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行緊密結(jié)合。

二氧化碳驅(qū)提高石油采收率實(shí)施的儲(chǔ)層地質(zhì)條件為：儲(chǔ)層的深度范圍在1000-3000米范圍內(nèi)；致密和高滲透率儲(chǔ)層；原油黏度為低或中等級(jí)別；儲(chǔ)層為砂巖或碳酸鹽巖。目前，較成功的CO2-EOR技術(shù)是在距地面800米或更深的地方，地?zé)崽荻葹?5一35℃/km，壓力梯度為10.5MPa/km，分離的二氧化碳將處于超臨界狀態(tài)，它的深度變化范圍為440-740kg/m3。

前景廣闊的ccus

近年來，我國在ccs（CarbonCapture and Storage，碳捕獲與封存）的研究上做了很多的工作，包括“973計(jì)劃”、“863計(jì)劃”在內(nèi)的國家重大課題都對(duì)ccs的研究進(jìn)行了立項(xiàng)，并取得了重大進(jìn)展。一些企業(yè)還在實(shí)踐上進(jìn)行了嘗試。2008年7月16日中國首個(gè)燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產(chǎn)，并成功捕集出純度為9999%的二氧化碳。

ccus（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕獲、利用與封存）技術(shù)是ccs技術(shù)新的發(fā)展趨勢(shì)，即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)再利用，而不是簡(jiǎn)單地封存。與ccs相比，ccus將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實(shí)操作性。

二氧化碳的資源化利用技術(shù)有合成高純一氧化碳、煙絲膨化、超臨界二氧化碳萃取、食品保鮮和儲(chǔ)存、焊接保護(hù)氣、滅火器、合成可降解塑料、培養(yǎng)海藻、油田驅(qū)油等。其中合成可降解塑料和油田驅(qū)油技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。勝利油田電廠已啟動(dòng)ccus的示范項(xiàng)目。

勝利油田勝利發(fā)電廠是燃煤電廠，每年排放二氧化碳415萬噸。從1998年底開始，勝利油田便展開二氧化碳捕集研究。2010年，“勝利燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集純化工程”正式開工建設(shè)。2012年，大規(guī)模燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集、驅(qū)油及封存技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用示范項(xiàng)目啟動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化碳被注入地下后，約有50%-60%被永久封存于地下，剩余的40%-50%則隨著油田伴生氣返回地面，通過原油伴生氣二氧化碳捕集純化，可將伴生氣中的二氧化碳回收，就地回注驅(qū)油，進(jìn)一步降低了二氧化碳驅(qū)油成本。而電廠煙氣捕集所得的二氧化碳在注入地下后，可有效實(shí)現(xiàn)碳封存。

沉積盆地是可以封存二氧化碳的地質(zhì)構(gòu)造，國內(nèi)適宜進(jìn)行石油勘探的沉積盆地總面積約為550 x 10-4平方公里。東部火力發(fā)電廠較為集中，油氣田為數(shù)甚多，是國內(nèi)實(shí)施二氧化碳地質(zhì)封存的有利條件。可以預(yù)測(cè)，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，二氧化碳將成為中國改善油田開發(fā)效果、提高原油采收率的重要資源。

2014年l2月，美國《油氣雜志》最新的煉油廠調(diào)查報(bào)告。報(bào)告指出，2014年全球煉油產(chǎn)能低于2013年，這是自2012年達(dá)到歷史新高以來全球產(chǎn)能的連續(xù)第二年的下降。

《油氣雜志》的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2014年全球煉油總產(chǎn)能稍低于8800萬桶／天，煉油廠數(shù)減少七座，能力減少7萬桶／天，主要集中存西歐美和北美。

在2014年的調(diào)查中，只有一座新煉油廠在2014年投產(chǎn)。它就是印度石油股份有限公司（IOC）在印度東北部海岸帕拉迪布（Paradip）其拖延已久的30萬桶／天全轉(zhuǎn)化型煉油廠，該廠2014年8月投入調(diào)試，12月投入開工準(zhǔn)備，將于2015年3月下旬或4月初正式投產(chǎn)，配置處理重質(zhì)和高含硫原油，生產(chǎn)歐S標(biāo)準(zhǔn)的燃料。

篇10

【關(guān)鍵詞】碳捕集和封存 二氧化碳 溫室效應(yīng) 發(fā)展現(xiàn)狀

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，各種因素導(dǎo)致大氣中的二氧化碳含量大幅度增加，引起溫室效應(yīng)。如何減少碳排放量成為當(dāng)今科學(xué)研究的一個(gè)重要課題。碳捕集和封存（Carbon Capture and Storage，以下簡(jiǎn)稱CCS）就是基于目前的時(shí)代背景產(chǎn)生的，用來解決碳排放量問題的一項(xiàng)技術(shù)。盡管CCS技術(shù)能有效地封存過多的二氧化碳，對(duì)于緩解溫室效應(yīng)具有很好的前景，但是由于各種經(jīng)濟(jì)、政策以及其他的一些原因，CCS技術(shù)目前乃至將來幾十年都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

1 推廣CCS技術(shù)的必要性

二氧化碳對(duì)于人類的生活和生產(chǎn)至關(guān)重要。它能夠阻擋太陽的熱量逸散進(jìn)太空，使地球溫度基本恒定，讓動(dòng)植物得以生存。然而近幾年來，人類的工業(yè)化進(jìn)程顯著地提高了大氣中二氧化碳中的含量。從碳排放的角度來看，工業(yè)生產(chǎn)如煉油、制鋼、發(fā)電等，每天都向大氣層釋放出大量的二氧化碳。人們?cè)谌粘Ｉ钪械奶寂帕恳彩亲锟準(zhǔn)字?。小汽車、船舶、航天飛機(jī)以及家用設(shè)備等排放出的二氧化碳也顯著增加。從碳吸收的角度來看，全球植被面積有減無增，地球吸收和調(diào)節(jié)大氣中二氧化碳含量的能力也有所下降。種種因素都導(dǎo)致全球大氣層中二氧化碳含量持續(xù)攀升，從而引發(fā)溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)將使大氣升溫，大氣和海洋循環(huán)發(fā)生改變，影響人們的正常生活[1]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2010年碳排放量達(dá)到了歷史性的最高值。國際能源機(jī)構(gòu)IEA（International Energy Agency）最近報(bào)告說按照這種趨勢(shì)下去，到2100年的時(shí)候全球溫度將升高超過3.5℃[2]。解決或者說緩和這個(gè)問題的方法大概可以分為兩種：一是找到清潔的能源，二是讓生產(chǎn)出的二氧化碳更少地進(jìn)入大氣層中。

對(duì)于前者，相比于目前大量、廉價(jià)而且易于獲得的化石燃料，清潔能源的市場(chǎng)占有率仍舊十分有限，化石燃料的主導(dǎo)地位在未來幾十年不會(huì)有太大的變化。按照全球碳捕集與封存研究所（Global CCS Institute）提供的數(shù)據(jù)，全球能源需求在未來20年將增長40%，石油、天然氣等化石燃料的燃燒將繼續(xù)向大氣排放出大量的二氧化碳，溫室效應(yīng)將愈發(fā)嚴(yán)重。

對(duì)于后者，許多地區(qū)和國家已經(jīng)采取了一些地方政策來減少工業(yè)中的碳排放，有的是自愿性、義務(wù)性的，也有的是通過商業(yè)貿(mào)易的形式來執(zhí)行。近年來人們推出了新的思路，那就是CCS技術(shù)。它是一種將工業(yè)生產(chǎn)中的二氧化碳捕獲、集中起來，再通過管道或者其他設(shè)備運(yùn)移到一個(gè)適合封存的地質(zhì)場(chǎng)所，把二氧化碳長期儲(chǔ)存起來的一項(xiàng)新技術(shù)。盡管二氧化碳早在幾十年前就因?yàn)楦鞣N原因被注入地下（如石油工業(yè)中通過向儲(chǔ)層注入二氧化碳來提高原油的采收率等），長期地將二氧化碳封存起來還是一個(gè)新概念。據(jù)估計(jì)，到2050年，在工業(yè)生產(chǎn)中CCS每年可以減少40億噸的二氧化碳，約為2050年所需減少的二氧化碳的9%，數(shù)量相當(dāng)可觀。但是為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，20%到40%的生產(chǎn)設(shè)備需要配有CCS技術(shù)[3]。由此我們可以預(yù)見CCS技術(shù)必須得到充分的重視和推廣。

2 CCS技術(shù)的基本原理

一般來說，CCS技術(shù)主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：捕集，運(yùn)輸和儲(chǔ)存。具體來說，首先是將動(dòng)力工廠或者各種來源的二氧化碳通過某種方法捕獲起來，然后將其壓縮、運(yùn)輸?shù)侥硞€(gè)地點(diǎn)，注入地下，利于該處的上覆巖層來封隔二氧化碳，阻止二氧化碳向上逸散。隨后，再利用一些監(jiān)測(cè)設(shè)備以確保二氧化碳被安全、永久地封存起來。在一個(gè)適宜的地質(zhì)場(chǎng)所，如較深的咸水層、報(bào)廢的油氣藏或者是不再開采的煤層等，二氧化碳可以被安全封存達(dá)百萬年之久[4]。據(jù)美國能源部估計(jì)，大概有36000億噸的二氧化碳可以被儲(chǔ)存在地下（指美國和加拿大境內(nèi)）。相比于世界上每年排放大約130億噸的二氧化碳，CCS技術(shù)對(duì)于減少二氧化碳具有很廣闊的應(yīng)用前景。

在捕集二氧化碳的環(huán)節(jié)中，常用的三種方式有燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集。捕集方式的選擇按照不同的生產(chǎn)過程而定。例如對(duì)于水泥廠排放的二氧化碳常采用燃燒后捕集，而對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)過程排放的二氧化碳則采用富氧燃燒捕集。由于實(shí)際操作中捕集到的二氧化碳往往不純，其中或多或少地含有其他氣體，所以捕集二氧化碳之后還需要對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步的分離處理。可采用某些溶劑來吸收雜質(zhì)或者是用半透膜等方法進(jìn)行氣體的分離。

在二氧化碳運(yùn)輸環(huán)節(jié)，首先將二氧化碳?jí)嚎s成液態(tài)，然后通過卡車或者火車來將其運(yùn)輸?shù)侥康牡?。由于二氧化碳的運(yùn)輸量巨大，考慮到運(yùn)輸?shù)陌踩院徒?jīng)濟(jì)性，現(xiàn)在普遍采用管道來運(yùn)輸。

最后一個(gè)環(huán)節(jié)是將二氧化碳注入到一個(gè)多孔的地下巖層中，深度往往在800米甚至更深。在這個(gè)深度，二氧化碳受到高溫高壓的作用以濃稠狀的液態(tài)形式存在，密度相當(dāng)于水的50%到80%之間。在這種較低的密度條件下，由于浮力的作用二氧化碳將向上運(yùn)移，驅(qū)替地層原始孔隙中的液體。這也就是注入二氧化碳以提高石油采收率的基本原理。

3 推廣CCS技術(shù)的挑戰(zhàn)

CCS技術(shù)能否實(shí)施很大程度上基于整個(gè)項(xiàng)目周期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括從選址、設(shè)計(jì)、建造，到監(jiān)測(cè)、報(bào)告、報(bào)廢等。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)一個(gè)很重要的因素就是解決法律和經(jīng)濟(jì)上的責(zé)任，解決這些責(zé)任如何被合理地分配給各個(gè)群體。這種風(fēng)險(xiǎn)性和不確定性包括商業(yè)層面、法律層面、以及技術(shù)層面等。理解這些風(fēng)險(xiǎn)是制定決策的前提條件。

商業(yè)層面上，一個(gè)企業(yè)或者說國家在推廣CCS技術(shù)時(shí)，如果能有效地發(fā)揮市場(chǎng)運(yùn)行的機(jī)制，把二氧化碳作為一種商品來進(jìn)行銷售和購買，吸引投資和回饋收益，則可以激活和調(diào)動(dòng)人們科學(xué)研發(fā)的積極性，提高CCS技術(shù)在人們心中的認(rèn)可程度等。如果一種商品只有買進(jìn)，而不見具體的產(chǎn)出，或者產(chǎn)出極小，那么它也就失去了作為一種商品對(duì)于投資者的吸引力，勉強(qiáng)推廣CCS技術(shù)的企業(yè)也會(huì)面臨很大的風(fēng)險(xiǎn)。

法律層面上，合理和具體的法律法規(guī)是規(guī)避高風(fēng)險(xiǎn)（如推廣CCS技術(shù)）的基礎(chǔ)。模棱兩可的建議和號(hào)召無法吸引投資者真正行動(dòng)起來自主研發(fā)CCS技術(shù)，而只有明文條款如國家支持、政府補(bǔ)貼等，才能給有心運(yùn)行CCS技術(shù)的企業(yè)以物質(zhì)和精神上的保障。

技術(shù)層面上，由于二氧化碳大部分是從工廠的廢氣中收集來的，各種雜質(zhì)摻混，使得分離和捕集二氧化碳的成本十分高昂。而且由于捕集來的二氧化碳需要長期地封存在地下，它的安全性也需要技術(shù)上的保障。

所以現(xiàn)有的挑戰(zhàn)是嚴(yán)峻的。我國CCS科技研發(fā)方面，“十一五”期間在973、863、支撐計(jì)劃的部署以及相關(guān)國際科技合作項(xiàng)目的支持下，國內(nèi)有關(guān)高校、研究院所、企業(yè)圍繞CCUS開展了基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)研發(fā)和一些中小規(guī)模工程示范[5]。但在目前的條件下，較高的成本使其在國內(nèi)外的應(yīng)用受到了限制[6]。就現(xiàn)有碳捕獲技術(shù)而言，捕獲一噸二氧化碳最高成本400英鎊（642.4美元），成本過高，不適用于大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)。據(jù)路透社報(bào)道，全球碳捕集與封存研究所在其本年度關(guān)于全球碳捕集與封存部署情況的報(bào)告中警告說，根據(jù)目前的投資水平和監(jiān)管不確定性來看，從現(xiàn)有的16個(gè)項(xiàng)目激增至130個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是不可能實(shí)現(xiàn)的。該研究所預(yù)計(jì)，其年度報(bào)告中確定的59個(gè)項(xiàng)目中，屆時(shí)可能只有51個(gè)能投入運(yùn)行，而有些項(xiàng)目則不太可能實(shí)施[7]。推廣CCS技術(shù)還有很長的路要走。

4 推廣CCS技術(shù)的一些建議

如果沒有行之有效的措施，到2050年二氧化碳的排放總量將翻倍甚至更多。即使CCS技術(shù)對(duì)于減少碳排放具有極大的潛力，但如果沒有政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)CCS技術(shù)的認(rèn)可和支持，CCS技術(shù)也不可能得到充分發(fā)展[8]。目前我國科技部了CCS發(fā)展技術(shù)路線圖，但主要還是從技術(shù)研發(fā)角度，還沒有考慮到政策支持、資金支持、公眾參與等措施。

所以針對(duì)目前存在的問題，現(xiàn)有以下幾點(diǎn)建議：

其一，政府可以通過減免稅收等手段確保應(yīng)用CCS的工程項(xiàng)目有足夠的資金。許多生產(chǎn)單元如生物工程、煉油廠、水泥廠等在采用CCS 技術(shù)之前，往往綜合考慮各種經(jīng)濟(jì)因素，如果資金不足，就算這種技術(shù)如何減排、如何保護(hù)環(huán)境，也不可能付諸于生產(chǎn)實(shí)踐中。

其二，政府應(yīng)鼓勵(lì)科研人員更加重視CCS技術(shù)的研發(fā)，使這項(xiàng)技術(shù)更加成熟可行。技術(shù)的成熟一方面可以捕獲更多的二氧化碳，另一方面還可以節(jié)約成本，是CCS長足發(fā)展的基礎(chǔ)。同時(shí)，如果將天然氣加工廠、煤氣廠等捕獲的二氧化碳用于油藏之中的話，還可以作為提高原油采收率的原料之一，實(shí)現(xiàn)廢物的二次利用。

其三，政府對(duì)于CCS技術(shù)的宣傳還應(yīng)加大。目前CCS的應(yīng)用所引起的重視還不夠，盡管CCS的應(yīng)用前景已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)證，人們對(duì)CCS技術(shù)的研究仍集中于動(dòng)力單元。如果人們想達(dá)到預(yù)期的減排目標(biāo)，CCS應(yīng)當(dāng)被用于更多的領(lǐng)域、更多的國家和地區(qū)；應(yīng)當(dāng)讓更多的人意識(shí)到CCS技術(shù)的廣闊前景，使得有關(guān)企業(yè)更快地掌握和實(shí)施CCS技術(shù)，推動(dòng)CCS的廣泛發(fā)展。許多示范工程已經(jīng)具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力，并開始執(zhí)行HSE標(biāo)準(zhǔn)（Health， Safety and Environment）。這些示范工程可能對(duì)建立合理的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)以及增加社會(huì)的認(rèn)可度有一定的幫助。

5 結(jié)語

總的來說，CCS技術(shù)的發(fā)展有賴于各項(xiàng)技術(shù)的協(xié)同進(jìn)步，有賴于企業(yè)和政府對(duì)其的肯定和支持。在技術(shù)方面，通過改進(jìn)技術(shù)從而降低捕集、運(yùn)輸和封存的費(fèi)用，例如深入研究各種物理、化學(xué)的吸附效率，減少捕集成本。在政策和環(huán)境方面，用支持性的法律法規(guī)吸引更多的企業(yè)來研發(fā)和運(yùn)用CCS技術(shù)。只有這樣，已推行CCS技術(shù)的企業(yè)才能獲得充足的資金來長期投資、不斷研究，未推行的企業(yè)也會(huì)逐漸投身于CCS技術(shù)的推廣中來，從而有效地降低大氣中二氧化碳含量，遏制溫室效應(yīng)的加劇。

參考文獻(xiàn)

[1] IPCC， 2005： IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz， B.， O. Davidson， H. C. de Coninck， M. Loos， and L. A. Meyer （eds.）]. Cambridge University Press， Cambridge， United Kingdom and New York， NY， USA， 442 pp

[2] Carbon Capture and Storage： Bring Carbon Capture and Storage to Market. SBC Energy Institute， 2012： http：/// sbcinstitute.aspx

[3] Technology roadmap-Carbon capture and storage in industrial applications. OECD/ International Energy Agency and United Nations Industrial Development Organization， 2011.

[4] Global CCS Institute website： http：//

[5] 彭斯震. 國內(nèi)外碳捕集、利用與封存（CCUS）項(xiàng)目開展及相關(guān)政策發(fā)展[J]. 低碳世界，2013，（1）