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上总第1 6期＼坠垫窒曼垡璺鱼曼曼曼型 加强化学类大学生工程能力的培养 李新学 曲文忠 摘要：针对化学专业工程类课程学时少的特点，本文讨论了采用热力学分析与动力学分析相结合、理论分析与实践相结合、技术可 行性分析与经济合理性分析相结合的“三结合”方法，培养化学专业大学生的工程意识，提高学生解决实际问题的能力。 关键词：化学类大学生；工程能力；综合素质 作者简介：李新学(1969-)，男，山东菏泽人，北京科技大学应用学院化学系，副教授，主要研究方向：化学教学与科研工作。(北京 随着大学生就业竞争的加剧，用人单位尤其是中小企业更 分析和处理，确定反应和设计的可行性。删 加看重应聘人员的实践经验和动手能力，常常要求应聘者至少 化学反应尤其是有机反应往往是许多反应同时发生，既有 具有一到两年相关领域的工作经验，达到来之即用的目的。在 生成目的产物的主反应，也有生成非目的产物的副反应。化工 某些行业出现了理工科大学生就业率不如职业学院毕业生就业 生产的目标是促进主反应、抑制副反应，从而得到更多的目的 率高的现象，这就给大学教育提出卜个挑战，高等教育者必 产物，热力学与动力学分析的目的就是确定适宜的原料性质、 须适应新的形势，在培养大学生的基础知识、基本理论和创新 反应温度、反应压力以及催化剂等工艺因素，从而实现这个目标。 能力的同时，还要加强培养学生的实践技能，即解决实际工程 1．原料性质 问题的能力，增加学生在就业市场中的竞争优势，提高学生走 化工生产的原料除纯度要求外，重点考虑其浓度和添加方 上工作岗位后的适应能力。同时也有利于激发学生的学习兴趣， 式。热力学分析主要从平衡转化率方面考虑，即反应进行的限度。 使学生感到学有所用，学以致用。 如果反应的平衡转化率较低，宜采用高浓度或者采用循环反应 化学专业的学生接触的工程类课程少，但不少学生毕业后 器，以便使原料得以充分利用。动力学分析从主．副反应的反 应聘到企业工作，工程类知识和能力是不可或缺的。高等院校 应级数考虑，众所周知，反应级数越大，反应速度受反应物浓 一般对化学专业开设一门化工原理或者化工基础课，基本情况 度的影响也就越大。浓度越大，反应速度增加的越快。所以， 是课时少、内容多。因此，教会学生分析问题和解决问题的方 如果主反应的反应级数大于副反应的反应级数，宜采用较高的 法尤为重要，使学生遇到实际问题时不会感到不知所措，而是 反应物浓度，反之，宜采用较低的反应物浓度。如果需要采用 能够充分运用所学知识解决问题。笔者结合自己为化学专业讲 较低的反应物浓度，可以加人隋性稀释剂或者分批加入反应物。 授化工课程的教学体会，借鉴用人单位的反馈信息，注重引导 2．反应温度 学生建立起分析和解决工程问题的思路。 温度是影响化学反应的一个极为重要的参数。热力学分析 一．热力学分析与动力学分析相结合 主要从化学反应是吸热反应还是放热反应角度考虑。吸热反应 能否通过化学反应经济地生产出合格的目的产品，首先要 宜采用高温，放热反应宜采用低温。为了保持合适的反应温度， 解决的问题是所设计的化学反应是否以较快的反应速度达到一 吸热反应需要及时补充热量，放热反应需要及时移走热量。 定的反应程度，若从理论上回答这个问题，就要对化学反应进 温度升高，主、副反应的反应速度都增大，所以动力学分 行热力学分析和动力学分析。 析主要考虑主、副反应的相对速度，可由比较主、副反应的活 热力学分析主要解决两类问题：(1)判断化学反应在给定化能大小做出判断。反应速度与温度的定量关系由Arrhenius 条件下进行的方向和限度。(2)通过对化学反应过程中的热化方程给出： 学计算。得到化学反应吸收或者放出热量的数值。动力学分析 主要解决反应系统中各种因素对反应速度的影响程度并回答反 k=Aexp(-争 应机理。一个热力学稳定系统必然在动力学上也是稳定的，但 此式表明，活化能Ea越大。反应速度对温度越敏感。温 一个热力学上不稳定的系统，由于某些动力学因素的限制，在 度升高，活化能较大的反应增加的速度越快，因此，如果主反 动力学上却是稳定的